智能機(jī)器人校本課程開發(fā)與實(shí)施課題主體報(bào)告

“智能機(jī)器人”校本課程開發(fā)與實(shí)施研究〔主體報(bào)告〕一、課題研究的背景和價(jià)值智能機(jī)器人是信息技術(shù)開展的前沿領(lǐng)域，是一門具有高度綜合滲透性、前瞻未來性、創(chuàng)新實(shí)踐性的學(xué)科，蘊(yùn)涵著極其豐富的教育資源。把機(jī)器人教育引入中小學(xué)，不僅有利于信息技術(shù)教育的開展；有利于我們探索教育改革和人才培養(yǎng)的新途徑、新方法；有利于高素質(zhì)人才的培養(yǎng)；同時(shí)將推動我國智能機(jī)器人知識和技術(shù)的普及。學(xué)生們在學(xué)習(xí)機(jī)器人技術(shù)的過程中能綜合的了解到諸多領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，并親身接觸和體驗(yàn)現(xiàn)代高新技術(shù)，可以激發(fā)他們愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的濃厚興趣，使他們在獲得科技知識和實(shí)踐能力的同時(shí)，激發(fā)他們的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造創(chuàng)造的潛能，提高他們的綜合素質(zhì)。我校在市區(qū)教育裝備中心及學(xué)校的大力支持下，于2004年3月成立機(jī)器人工作室，經(jīng)過這幾年的改良和提高，實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有智能機(jī)器人近50套，專業(yè)鋪導(dǎo)教師3名。在這段時(shí)間里，我們參加了市、省、全國各類比賽，也取得了比擬好的成績。如：全國第五屆青少年機(jī)器人競賽小學(xué)組足球亞軍、浙江省第四屆青少年機(jī)器人競賽小學(xué)組創(chuàng)意一等獎等榮譽(yù)。2006年1月被評為首批“全國中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)?！?。2006學(xué)年在各級領(lǐng)導(dǎo)的重視下,我校在六年級進(jìn)行了課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)，在此過程中不斷反思不斷改革，一學(xué)年的實(shí)驗(yàn)效果較好。2007學(xué)年，六年級機(jī)器人課堂教學(xué)全面鋪開，每周一節(jié)機(jī)器人課，學(xué)生積極性都非常高漲。在我們不斷進(jìn)步，機(jī)器人教學(xué)全面鋪開的同時(shí)，我們同樣遇到了非常多的問題，如教材的開發(fā)，教學(xué)模式的探索，評價(jià)體系的建立，機(jī)器人器材的合理分配，管理等。因此提出《“智能機(jī)器人”校本課程開發(fā)與實(shí)施研究》這一課題，希望以課題為引領(lǐng)，有方案，有目的的對前期的工作進(jìn)行梳理總結(jié)，并對產(chǎn)生的新問題，新想法進(jìn)行探究，以期開發(fā)出面向全體學(xué)生，可操作性強(qiáng)，績效性高的“智能機(jī)器人”校本課程。我們希望通過本課題的研究，把學(xué)校教育和科技教育有機(jī)的聯(lián)系起來，結(jié)合本校的教育資源和教育特色，進(jìn)一步校本課程資源，落實(shí)學(xué)校課程改革，同時(shí)進(jìn)一步研究和推進(jìn)校本課程實(shí)施，讓機(jī)器人教育給信息技術(shù)根底教育帶來新的活力，使智能機(jī)器人會成為青少年能力、素質(zhì)培養(yǎng)的智能平臺。二、國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述或研究現(xiàn)狀最近幾年，在全國范圍內(nèi)，許多中小學(xué)都把電腦機(jī)器人活動引入到課堂教學(xué)當(dāng)中，使神奇的機(jī)器人走向?qū)W生的學(xué)習(xí)生活。作為一種全新的教學(xué)內(nèi)容，很多教師都在探索如何進(jìn)行電腦機(jī)器人教學(xué)，才能使這種跨學(xué)科、高操作性、極具挑戰(zhàn)性的內(nèi)容，真正適合學(xué)生綜合創(chuàng)新活動的需要，提高學(xué)生的動手能力、編程能力、創(chuàng)造能力和團(tuán)隊(duì)精神，使他們在積極的學(xué)習(xí)興趣中不斷探索和研究，實(shí)現(xiàn)自己的新創(chuàng)意、新設(shè)想和新設(shè)計(jì)。而國外進(jìn)行智能機(jī)器人教學(xué)研究的主要是一些大學(xué)的機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室和一些培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，如美國麻省理工學(xué)院的LISTVISUALARTSCENTERMEDIALABORATORY和波士頓的CEEO〔CenterforEngineeringEducationalOutreach〕中心，前者是研究機(jī)器人課程設(shè)置和傳感器研發(fā)的機(jī)構(gòu)，后者是研究機(jī)器人培訓(xùn)課程的機(jī)構(gòu)，而兩者都有大學(xué)背景，所面向的都是局部有興趣的學(xué)生，重點(diǎn)是培訓(xùn)，在中小學(xué)進(jìn)行機(jī)器人課程相關(guān)研究的信息暫沒有更多的相關(guān)資料。三、課題的界定智能機(jī)器人課程：智能機(jī)器課程，是一門綜合多種學(xué)科知識和技能的課程，學(xué)生們通過計(jì)算機(jī)編程，工程設(shè)計(jì)，動手制作與技術(shù)構(gòu)建，結(jié)合學(xué)生們的日常觀察、積累，去尋求自己最完美的解決方案,開展自己的創(chuàng)造力。它符合“教育要面向世界，面向未來，面向現(xiàn)代化”的指示精神。面對科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，國際競爭日益劇烈的態(tài)勢，校本課程：指由學(xué)校、教師、學(xué)生根據(jù)本校實(shí)際、地方特色、學(xué)生的興趣愛好開發(fā)編制選用的課程?！爸悄軝C(jī)器人課程”對學(xué)生的動手能力、空間想象能力、創(chuàng)造性思維，分析問題、解決問題的能力的培養(yǎng)有獨(dú)特的作用，同時(shí)智能機(jī)器人涉及到信息技術(shù)的多個(gè)領(lǐng)域，它融合了機(jī)械、電子、傳感器、計(jì)算機(jī)軟件硬件、材料、人工智能等多種先進(jìn)技術(shù)。沒有一種技術(shù)平臺比智能機(jī)器人更具綜合性。四、研究內(nèi)容：〔一〕思辨性成果1.《智能機(jī)器人開發(fā)與實(shí)施》校本課程的教育價(jià)值通過對機(jī)器人校本課程的研究與實(shí)施，使我們從實(shí)踐中體會、思辨機(jī)器人課程的教育價(jià)值，也使我們充分的認(rèn)識到了機(jī)器人校本課程的教育價(jià)值，從而使我們進(jìn)一步的堅(jiān)決了長期進(jìn)行機(jī)器人校本課程研究與實(shí)施的信心。教育部早在2003年公布的《技術(shù)課標(biāo)準(zhǔn)》〔實(shí)驗(yàn)〕中已經(jīng)把“人工智能初步”列入信息技術(shù)課的教學(xué)模塊中，把“簡易機(jī)器人制作”列入通用技術(shù)課的教學(xué)模塊中?！?〕中小學(xué)的信息技術(shù)課真的要消亡了，要取消了嗎？有人說中小學(xué)的信息技術(shù)課要消亡了，要取消了。原因是中小學(xué)各個(gè)學(xué)科都已經(jīng)在運(yùn)用電腦和網(wǎng)絡(luò)了。我以為這種論點(diǎn)未免過于偏頗了其實(shí)，被整合的正是原來不屬于信息技術(shù)課本身范疇的，屬于信息技術(shù)課越俎代庖的內(nèi)容而信息技術(shù)課程本身的內(nèi)容是不可能被其他課程整合掉的。思考：整合之后的信息技術(shù)課應(yīng)該學(xué)點(diǎn)什么？〔2〕智能機(jī)器人技術(shù)的綜合性中國工程院院長宋健指出：“機(jī)器人學(xué)的進(jìn)步和應(yīng)用是20世紀(jì)自動控制最有說服力的成就，是當(dāng)代最高意義上的自動化”。機(jī)器人技術(shù)綜合了多學(xué)科的開展成果，代表了高技術(shù)的開展前沿，它在人類生活應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大正引起國際上重新認(rèn)識機(jī)器人技術(shù)的作用和影響。智能機(jī)器人涉及到信息技術(shù)的多個(gè)領(lǐng)域，它融合了機(jī)械、電子、傳感器、計(jì)算機(jī)軟件硬件、材料、人工智能等多種先進(jìn)技術(shù)。沒有一種技術(shù)平臺比智能機(jī)器人具有如此的綜合性。引進(jìn)智能機(jī)器人的教學(xué)必將給信息技術(shù)課程增添新的活力，智能機(jī)器人會成為培養(yǎng)中小學(xué)生綜合能力、信息素養(yǎng)的優(yōu)秀平臺?！?〕智能機(jī)器人校本課程是對中小學(xué)信息技術(shù)課程內(nèi)容的補(bǔ)充信息技術(shù)課程的一個(gè)重要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，主要內(nèi)容是學(xué)習(xí)信息的獲取、加工、管理、傳播的技術(shù)。但目前的中小學(xué)信息技術(shù)課程教材中對信息的獲取局部的介紹大多數(shù)還停留在如何從網(wǎng)絡(luò)獲取信息。因特網(wǎng)只是文字信息、圖像聲音、視頻信息的獲取，而現(xiàn)實(shí)生活中還有更大量的信息是從網(wǎng)上得不到的。例如，溫度、壓力、污染、亮度等等。我們在信息技術(shù)教學(xué)中過分地強(qiáng)調(diào)了從網(wǎng)上獲取信息，而忽略了獲取另一類的信息而機(jī)器人的行為正好是感知外部信息，然后經(jīng)過分析判斷，做出反應(yīng)或決策的過程。這一過程比單純的文字信息、圖像信息的獲取加工要復(fù)雜的多，涉及到傳感器的知識、機(jī)械知識、電子知識、編程知識等?！?〕智能機(jī)器人作為信息技術(shù)教學(xué)內(nèi)容之一的作用使學(xué)生了解智能機(jī)器人這個(gè)信息技術(shù)前沿領(lǐng)域的開展和應(yīng)用狀況，了解智能機(jī)器人的概念和工作方式，破除中小學(xué)生對智能機(jī)器人的神秘感，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)智能機(jī)器人技術(shù)的有關(guān)知識打下根底。使學(xué)生掌握為一種智能機(jī)器人下載程序的方法，了解智能機(jī)器人的傳感器和驅(qū)動裝置的作用。理解體會程序是智能機(jī)器人的靈魂，了解體會智能機(jī)器人是怎樣在人的指揮下工作的。學(xué)習(xí)為一種智能機(jī)器人編寫程序，通過為機(jī)器人編寫程序?qū)W到科學(xué)而高效的思維方式，提高規(guī)劃能力，提高學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。通過完成工程任務(wù)和比賽工程，使學(xué)生在為機(jī)器人擴(kuò)充功能的過程中學(xué)習(xí)有關(guān)數(shù)字電路方面的知識，在組裝擴(kuò)展機(jī)器人的過程中培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、協(xié)作能力和創(chuàng)造能力?！?〕智能機(jī)器人是培養(yǎng)中小學(xué)生綜合能力的優(yōu)秀平臺為智能機(jī)器人的行為編寫相應(yīng)的程序是以智能機(jī)器人為平臺的學(xué)習(xí)內(nèi)容之一，在編寫程序的過程中，學(xué)生不僅要了解智能機(jī)器人的功能、結(jié)構(gòu)和工作原理，還要了解各種傳感器的功能，并通過編寫程序來控制各種傳感器，使機(jī)器人感知外界的環(huán)境信息，并對感知到的信息做出決策和響應(yīng)，以使機(jī)器人能夠完成規(guī)定的任務(wù)。學(xué)習(xí)為機(jī)器人編程序的過程是學(xué)生賦予機(jī)器人移動、轉(zhuǎn)彎、避障、避碰、說話、聽話、觀察等人類行為功能的過程。在學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生經(jīng)常會感受到失敗的強(qiáng)烈遺憾和成功的巨大喜悅，對遺憾和喜悅的感受必然形成學(xué)習(xí)的動力和興趣?！捕硨?shí)踐性成果1.成立了完善的機(jī)器人校本課程開發(fā)與實(shí)施組織。《智能機(jī)器人校本課程開發(fā)與實(shí)施》課題，得到學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的高度重視，由校長室總體規(guī)劃，教導(dǎo)處、信息技術(shù)中心、大隊(duì)部、教科室統(tǒng)一管理，也是學(xué)校校本課程開發(fā)中心的一個(gè)分支機(jī)構(gòu)，由專任教師負(fù)責(zé)管理，下屬各學(xué)科機(jī)器人指導(dǎo)老師。整體教師結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)優(yōu)秀的梯隊(duì)狀態(tài)，讓機(jī)器人課堂教學(xué)深入、順利、高效推進(jìn)：既有專職機(jī)器人輔導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)更有優(yōu)秀學(xué)科協(xié)作輔導(dǎo)團(tuán)隊(duì)，整個(gè)團(tuán)隊(duì)富有朝氣、充滿干勁，也為機(jī)器人活動充滿活力。高級機(jī)器人輔導(dǎo)教師〔陸志剛、沈李琴、李娟燕、吳建偉〕屬于機(jī)器人推進(jìn)的第一梯隊(duì)，這局部輔導(dǎo)教師不單是課堂教學(xué)的探索實(shí)踐者，更是機(jī)器人實(shí)踐理論的研究推動者：校本教材的開發(fā)，機(jī)器人器材的合理配備，課堂教學(xué)的評價(jià)體系都在這一梯隊(duì)不斷創(chuàng)新、不斷提升。中級機(jī)器人輔導(dǎo)教師〔錢仙峰、曹駿、沈華、張麗娜、錢慧瑜、李張宇〕這一梯隊(duì)雖然不在信息技術(shù)學(xué)科第一線，但是他們是機(jī)器人實(shí)踐的一線體驗(yàn)者，也是學(xué)校機(jī)器人課堂教學(xué)推進(jìn)的有效監(jiān)督崗，他們從不同學(xué)科的角度對機(jī)器人課堂教學(xué)進(jìn)行審視監(jiān)督，讓機(jī)器人課堂教學(xué)更加具有可操作性。學(xué)校行政部門有效領(lǐng)導(dǎo)〔校長室、教科室、教導(dǎo)處、信息技術(shù)中心、大隊(duì)部、課程開發(fā)部〕這是機(jī)器人課堂教學(xué)得以高效推進(jìn)的行政保障：教研活動的開展，學(xué)生競賽的舉辦，教材開發(fā)，論文、案例撰寫，課題研究的推進(jìn)，機(jī)器人課堂實(shí)踐的落實(shí)都需要這些部門的高度支持。打造了厚積薄發(fā)的校本機(jī)器人課程活動環(huán)境〔1〕軟環(huán)境打造：嘉興市實(shí)驗(yàn)小學(xué)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室成立于2004年3月，經(jīng)過這幾年的改良和提高，我們正慢慢走向成熟，無論是課堂教學(xué)還是興趣小組活動，無論是常規(guī)學(xué)員培訓(xùn)還是競賽選手集訓(xùn)都有自己的特色。在這段時(shí)間里，我們參加了市、省、全國各類比賽，也取得了比擬好的成績。2006年1月被評為首批“全國中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)?！?。2007學(xué)年，六年級機(jī)器人課堂教學(xué)全面鋪開，每周一節(jié)機(jī)器人課，學(xué)生積極性都非常高漲。2008年《智能機(jī)器人校本課程開發(fā)與實(shí)施研究》課題立項(xiàng)，并開始實(shí)施，首先進(jìn)行了機(jī)器人仿真平臺的探索使用取行了非常不錯(cuò)的成項(xiàng)，2009學(xué)年東西校區(qū)聯(lián)合推廣，2010學(xué)年正紅紅火火走向縱深。在實(shí)驗(yàn)室里，每天中午的自由創(chuàng)作實(shí)踐，學(xué)生更是樂此不彼，實(shí)驗(yàn)室里總是人頭顫抖：積木搭建一般是三四年級學(xué)生的最愛，程序設(shè)計(jì)創(chuàng)作是五六年級的強(qiáng)項(xiàng)。時(shí)間階段事項(xiàng)機(jī)器人工作室課堂教學(xué)對校外推廣2004年機(jī)器人工作室成立20人無2006年全國中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)校、六年級班級機(jī)器人教學(xué)試點(diǎn)30人2個(gè)教學(xué)班兄弟學(xué)校參觀、學(xué)習(xí)2007年六年級機(jī)器人課堂教學(xué)全面鋪開40人8個(gè)教學(xué)班兄弟學(xué)校參觀、學(xué)習(xí)2008年《智能機(jī)器人校本課程開發(fā)與實(shí)施研究》課題立項(xiàng)40人8個(gè)教學(xué)班兄弟學(xué)校參觀、學(xué)習(xí)。對外進(jìn)行講座、交流2009年課題進(jìn)一步實(shí)施、形成了初步的機(jī)器人校本課程活動體系1009全市仿真機(jī)器教學(xué)活動在我校進(jìn)行。我校三位老師進(jìn)行了機(jī)器人課程教學(xué)展示課。2010年課題研究成果進(jìn)一步成熟，形成了較為成熟的機(jī)器人校本課程體系，3-6年級的孩子都能參與到機(jī)器人學(xué)習(xí)中。2403-6年級南湖區(qū)機(jī)器人仿真競賽在我校進(jìn)行，并在賽后，由我校提供培訓(xùn)老師及實(shí)體機(jī)器人，對南湖區(qū)所有參賽的孩子及指導(dǎo)老師進(jìn)行了實(shí)體機(jī)器人培訓(xùn)。硬件環(huán)境打造機(jī)器人校本課程的蓬勃開展，離不開機(jī)器人硬件的支持。課題組成員結(jié)合以下幾個(gè)方面，慎重選擇適宜的硬件設(shè)備，供學(xué)生機(jī)器人課程學(xué)習(xí)。機(jī)器人主流開展方向?！踩缫肴诵蜋C(jī)器人〕學(xué)生學(xué)習(xí)活動的適合性。受益面廣?！踩鐦犯叩姆e木機(jī)器人，有上千個(gè)積木零件，可以供多個(gè)學(xué)生使用〕可培養(yǎng)孩子的多種能力?！踩鐦犯邫C(jī)器人，可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、編程能力,團(tuán)隊(duì)精神等〕C.設(shè)備的性價(jià)比?！踩缰续Q的教育套裝，價(jià)廉物美，適合班級授課。〕D.分類采購、按需采購。〔所有硬件設(shè)備根本上都做到分類專用，采購過程中根本按照學(xué)校機(jī)器人工作室實(shí)際需求采購，盡量防止套件購置造成不必要的浪費(fèi)?！超F(xiàn)我校機(jī)器人硬件配備為：設(shè)備名稱用途備注中鳴0408挑戰(zhàn)套裝36套：用于常規(guī)課堂教學(xué)，2006學(xué)年機(jī)器人進(jìn)課堂使用，如今用于機(jī)器人創(chuàng)意制作。原來所有的傳感器可以循環(huán)使用中鳴0409根本套裝10套：中鳴0808根本套裝40套：用于常規(guī)課堂教學(xué)，2009學(xué)年至今機(jī)器人進(jìn)課堂使用。一局部用于社團(tuán)活動。納英特3D仿真系統(tǒng)機(jī)房版1套56個(gè)點(diǎn)用于常規(guī)課堂教學(xué)，2007、2008學(xué)年機(jī)器人進(jìn)課堂使用。如今也用于機(jī)器人社團(tuán)活動訓(xùn)練。學(xué)生體驗(yàn)仿真軟件的動手搭建、程序設(shè)計(jì)。套機(jī)器甲蟲5套：初步接觸及其認(rèn)識的入門工具。機(jī)械手臂2只機(jī)械原理研究、創(chuàng)意工具。機(jī)器狗1只拓展學(xué)生認(rèn)識的工具。廣茂達(dá)M-II、M-III套裝3套創(chuàng)意、探索工具，結(jié)合VJC、3D仿真進(jìn)行推廣研究。納英特積木式機(jī)器人1套：樂高RCX套件13套〔3個(gè)備件庫〕三年級機(jī)器人搭建、機(jī)械原理研究學(xué)習(xí)、簡單程序設(shè)計(jì)研究使用廣茂達(dá)人形機(jī)器人3套仿生學(xué)研究，人形機(jī)器人初步研究，競賽專用機(jī)器人。樂高NXT藍(lán)牙機(jī)器人套裝8套FLL工程專用機(jī)器人，同時(shí)供社團(tuán)活動學(xué)習(xí)使用：訓(xùn)練策略思想、團(tuán)隊(duì)意識、機(jī)械原理研究。博思VEX機(jī)器人4套VEX工程專用機(jī)器人，同時(shí)供社團(tuán)活動研究使用：訓(xùn)練合作意識、團(tuán)隊(duì)意識、動手能力、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。魔法小車三年級電子電路研究學(xué)習(xí)，機(jī)器人社團(tuán)梯隊(duì)培養(yǎng)。(3)制度保障：學(xué)校機(jī)器人工作室制定了各類規(guī)章制度，如《學(xué)生守那么》《儀器借還制度》《實(shí)驗(yàn)室工作人員職責(zé)》《儀器報(bào)損賠償維修制度》《儀器管理使用制度》《平安防護(hù)制度》，確保機(jī)器人工作室社團(tuán)活動的合理組織，保障機(jī)器人課堂教學(xué)實(shí)踐的順利推進(jìn)。3.形成了獨(dú)具特色的機(jī)器人校本課程體系在有效的團(tuán)隊(duì)合作中探索實(shí)踐，依托智能機(jī)器人校本課程研究，融合科技生活需求培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。開發(fā)適合自己的機(jī)器人校本教材：學(xué)生人手一份，設(shè)立專門的師資培訓(xùn)：每兩周一節(jié)機(jī)器人課堂教學(xué)研討課。設(shè)計(jì)、教學(xué)展示、課后說課評課。不斷研究符合我校實(shí)際的評價(jià)體系，課堂教學(xué)與興趣小組齊頭并進(jìn)：機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室每天中午對學(xué)生開放，學(xué)生可以自己創(chuàng)作，編程并且由專業(yè)老師全程輔導(dǎo)?！?〕明確了機(jī)器人校本課程理念在有效的團(tuán)隊(duì)合作中探索實(shí)踐，借助智能機(jī)器人平臺實(shí)踐創(chuàng)新，融合科技生活需求培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。在整個(gè)過程中我們一直認(rèn)為我們是一個(gè)團(tuán)隊(duì)、是一個(gè)相互幫助、協(xié)作的團(tuán)隊(duì)，學(xué)生如此、老師也是如此。在這樣的理念引領(lǐng)下我們的機(jī)器人課程實(shí)踐活動有條不紊地開展?！?〕制定了機(jī)器人機(jī)器人校本課程目標(biāo)A.使學(xué)生了解智能機(jī)器人的概念和工作方式，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)機(jī)器人的有關(guān)知識和技能打下根底。B.使學(xué)生了解和掌握智能機(jī)器人一般用到的傳感器和驅(qū)動裝置的作用，理解、體會程序是智能機(jī)器人的靈魂，了解機(jī)器人是怎樣在指揮下工作的，通過為機(jī)器人編寫程序?qū)W到科學(xué)而高效的思維方式，提高邏輯思維能力、規(guī)劃能力，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。C.通過組裝機(jī)器人的過程培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、協(xié)作能力和創(chuàng)造能力。培養(yǎng)學(xué)生良好的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。D.培養(yǎng)學(xué)生對智能機(jī)器人的興趣，讓學(xué)生了解和掌握以智能機(jī)器人為載體的通用技術(shù)與信息技術(shù)的根本知識和技能，了解技術(shù)的開展及其應(yīng)用對人類生活和科學(xué)的深刻影響。E.教育學(xué)生正確認(rèn)識和理解技術(shù)與文化、倫理和社會等問題，樹立正確的技術(shù)觀。〔3〕設(shè)計(jì)了機(jī)器人校本課程內(nèi)容A．按教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整理，主要包括：a.信息技術(shù)與程序設(shè)計(jì)機(jī)器人課程的主要教學(xué)內(nèi)容就是程序設(shè)計(jì)，程序設(shè)計(jì)也是中小學(xué)校信息技術(shù)課程的重要內(nèi)容之一。程序是智能機(jī)器人的靈魂，機(jī)器人可以把抽象的程序變成形象的動作。讓學(xué)生通過為機(jī)器人編程序來學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)是程序設(shè)計(jì)教學(xué)入門的一種好方法。在學(xué)習(xí)為機(jī)器人編寫程序的過程中，由于馬上可以看到程序執(zhí)行的效果，形象、直觀，學(xué)生可以及時(shí)對程序進(jìn)行修改，學(xué)習(xí)效果非常明顯。學(xué)生會經(jīng)常獲得成功的喜悅、會建立成功的信心，從而對學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)產(chǎn)生濃厚的興趣。將智能機(jī)器人作為程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的載體，會從根本上解決目前程序設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的許多問題。智能機(jī)器人使程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)與信息技術(shù)的前沿領(lǐng)域緊密地結(jié)合在一起了。b.傳感器知識——結(jié)合生活逐步推進(jìn)傳感器是智能機(jī)器人的感覺器官，智能機(jī)器人大量使用視覺、觸覺、聽覺、嗅覺及各種傳感器，機(jī)器人通過傳感器來獲取信息，學(xué)生通過學(xué)習(xí)智能機(jī)器人了解傳感器的知識，傳感器是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)三大支柱產(chǎn)業(yè)之一，傳感器的應(yīng)用十分普遍，生活中隨處可見。c.電子技術(shù)——階段分層梯隊(duì)落實(shí)設(shè)備平安，電路根底，常用的電子元器件，電動機(jī)械，主板的組成，常用工具d.機(jī)械常識——融入課堂分級實(shí)施機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，常用工具，裝配方法，結(jié)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計(jì)e.機(jī)器人常識——借助網(wǎng)絡(luò)自主架構(gòu)機(jī)器人的根本概念，機(jī)器人組成框架，單片機(jī)的根本組成B．按年級及具體工程編排：a.機(jī)器人工作室興趣活動校本課程內(nèi)容安排：三上：積木搭建三下：簡單程序四上：小工程四下：大工程：滅火、軌跡、足球五上：3d仿真五下：足球仿真b.課堂教學(xué)校本課程內(nèi)容安排三年級：2課時(shí)〔介紹認(rèn)識〕四年級：2課時(shí)〔根本搭建〕五年級：2課時(shí)〔流程圖標(biāo)準(zhǔn)〕六年級：10課時(shí)教材省編(可自主選擇)〔4〕編制了機(jī)器人校本課程教材通過機(jī)器人教學(xué)活動的實(shí)踐摸索，結(jié)合學(xué)校機(jī)器人器材及師資等軟硬件條件，課題組開發(fā)編制了多個(gè)適宜的自主機(jī)器人教材?！?〕提煉了機(jī)器人校本課程活動模式A.實(shí)施對象：程序與我們?nèi)粘Ｉ钣谜Z或是書面用語是不一樣的，程序需要描述，還要運(yùn)行。學(xué)生較早體會這個(gè)是有好處的，程序語言能活起來，引起學(xué)生的興趣，而且現(xiàn)在的機(jī)器人就像以前的積木，都可以開發(fā)孩子們的智力。根據(jù)我們的教學(xué)實(shí)際我們的機(jī)器人課堂教學(xué)放在六年級，此使學(xué)生已經(jīng)有一定的知識積累，同時(shí)邏輯思維能力也有了一定的開發(fā)。而培養(yǎng)興趣那么是從三年級開始，讓學(xué)生接觸機(jī)器人簡單了解機(jī)器人。實(shí)踐證明，我們將機(jī)器人課程放在六年級時(shí)科學(xué)的，有效的。B.組織形式：形式一：六年級與信息技術(shù)整合進(jìn)行常規(guī)課堂教學(xué)形式二：專人負(fù)責(zé)的機(jī)器人興趣小組形式三：極具挑戰(zhàn)的校園機(jī)器人錦標(biāo)賽C.實(shí)施策略：激發(fā)興趣走進(jìn)來：只有學(xué)生感興趣了，他才能很好地去研究、去創(chuàng)造。分解難點(diǎn)小步走：對學(xué)生來說，每一次的調(diào)試，就是一次創(chuàng)作。合作工程做出來：比擬復(fù)雜的工程，在教師的帶著下，合作完成，體驗(yàn)成功?？己藘?nèi)容簡單來：以最簡單的任務(wù)，全面的對學(xué)生的學(xué)習(xí)做個(gè)小結(jié)，能激發(fā)學(xué)生更濃的興趣，對他的學(xué)習(xí)也有一定的評價(jià)意義。D.實(shí)施原那么：學(xué)生主體：讓每一位學(xué)生都參與編程和調(diào)試活動，在編程調(diào)試的過程中，重視學(xué)生的主體參與、自我探究、自我發(fā)現(xiàn)。任務(wù)驅(qū)動；教師主導(dǎo)；團(tuán)隊(duì)合作；趣味創(chuàng)新。E．教學(xué)方法：我們在教學(xué)中逐步提煉形成“激趣導(dǎo)課、學(xué)點(diǎn)互動、操作實(shí)踐、合作交流、穩(wěn)固深化、拓展延伸”的“六步教學(xué)法”；并將課堂交給了學(xué)生，通過生動、直激趣導(dǎo)課觀、有趣的實(shí)際情境，激發(fā)學(xué)生的興趣和參與熱情。激趣導(dǎo)課學(xué)點(diǎn)互動學(xué)點(diǎn)互動機(jī)器人“機(jī)器人“六步教學(xué)法”操作實(shí)踐操作實(shí)踐合作交流合作交流穩(wěn)固深化穩(wěn)固深化拓展延伸拓展延伸〔6〕.形成了機(jī)器人校本課程評價(jià)體系A(chǔ).評價(jià)原那么：強(qiáng)調(diào)評價(jià)對教學(xué)的鼓勵(lì)、診斷和促進(jìn)作用；發(fā)揮教師在評價(jià)中的主導(dǎo)作用，創(chuàng)造條件實(shí)現(xiàn)評價(jià)主體的多元化；評價(jià)要關(guān)注學(xué)生的個(gè)別差異，鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)造實(shí)踐B.評價(jià)內(nèi)容與方式：綜合運(yùn)用各種過程性評價(jià)方式，全面考察學(xué)生信息素養(yǎng)的養(yǎng)成過程；評價(jià)與教學(xué)過程相結(jié)合，動態(tài)把握、及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生情感、態(tài)度和價(jià)值觀的形成；紙筆測驗(yàn)和上機(jī)測驗(yàn)相結(jié)合開展總結(jié)性評價(jià)。例：嘉興市實(shí)驗(yàn)小學(xué)六年級機(jī)器人程序設(shè)計(jì)期中匯報(bào)〔筆試題〕一、填空題：1、下面是程序是讓機(jī)器人轉(zhuǎn)到0度，請將程序補(bǔ)充完整：#include"HardwareInfo.c"#include<SetServo.h>#include<SetTenthS.h>{SetServo(_SERVO_sf_,90);SetTenthS(5);return1;}2、下面程序是讓機(jī)器人液晶顯示123，請將程序補(bǔ)充完整：#include"HardwareInfo.c"#include<SetLCD3.h>intmain(void){SetLCD3(_LCD_yj_,123,0);}二、改錯(cuò)：以下程序能實(shí)現(xiàn)機(jī)器人向右轉(zhuǎn)，但程序中有錯(cuò)誤，請改正過來。#include"HardwareInfo.c"#include<SetMotor.h>intmain(void){while(1){SetMotor(_MOTOR_zuo_,0,100);SetMotor(_MOTOR_you_,0,100);}return1;}三、簡答：1、在程序設(shè)計(jì)中什么是算法？2、程序設(shè)計(jì)中我們所說的程序結(jié)構(gòu)有哪幾種？〔上機(jī)題〕請你用機(jī)器人仿真軟件，設(shè)計(jì)程序讓機(jī)器人走出如下路線：C.評價(jià)的實(shí)施機(jī)器人課程的評價(jià)，我們一直在探索，我們覺得智能機(jī)器人課程中對學(xué)生的評價(jià)也可以包括自我評價(jià)、同學(xué)評價(jià)及教師評價(jià)。但是機(jī)器人的教學(xué)是一個(gè)實(shí)踐的活動，因此，總體評價(jià)應(yīng)該采用過程評價(jià)。智能機(jī)器人的任務(wù)完成情況評價(jià)，是從完成任務(wù)的方式和完成任務(wù)的效率上進(jìn)行衡量，用最簡單的方式、最快的速度完成特定的任務(wù)一般就是最正確方案。在同學(xué)互評過程中，我們更多的是引導(dǎo)學(xué)生多進(jìn)行正面的、鼓勵(lì)性的評價(jià)。另外，在我們的評價(jià)過程中也非常重視人文性，對于學(xué)生的合作精神、鉆研精神等予以充分的肯定。五、研究成效1．機(jī)器人校本課程實(shí)現(xiàn)了學(xué)生需求的不斷提升與創(chuàng)新〔1〕科技興趣明顯激發(fā)：由學(xué)生自發(fā)提出學(xué)習(xí)研究任務(wù)，需要學(xué)生平時(shí)在生活中不斷觀察。學(xué)生在生活中碰到的小科技問題，自發(fā)的進(jìn)行研究、拓展、創(chuàng)新?！?〕動手能力明顯加強(qiáng)：簡單的機(jī)械搭建，機(jī)械原理巧妙滲透。電子設(shè)備的使用〔萬用表〕、電烙鐵……〔3〕綜合素養(yǎng)明顯提高：學(xué)生的語言表達(dá)能力、信息素養(yǎng)等明顯提高。家長的話：學(xué)會了分享、學(xué)會了合作、學(xué)會了互相謙讓。2.機(jī)器人校本課程成就了學(xué)?？萍紙F(tuán)隊(duì)的價(jià)值與能力〔1〕各級領(lǐng)導(dǎo)高度重視：教育局、教育研究院〔教研室〕領(lǐng)導(dǎo)非常關(guān)心我們的機(jī)器人課堂教學(xué)，把機(jī)器人課堂教學(xué)真正當(dāng)作一門學(xué)科來抓，讓我們的教學(xué)有了大的方向?！?〕專業(yè)素養(yǎng)提升后的課題引領(lǐng)：要《機(jī)器人校本課程開發(fā)與實(shí)施》課題引引領(lǐng)下，我們不斷的探索研究適合自己的開展方向以及課堂教學(xué)的策略。學(xué)科科研的氣氛積極濃厚，有利于我們很好地開展機(jī)器人課堂教學(xué)研究?！?〕和諧有效地團(tuán)隊(duì)合作精神：我們整個(gè)機(jī)器人研究，是以團(tuán)隊(duì)的理念來完成的，成立了“機(jī)器人課堂教學(xué)研討組”，由專人負(fù)責(zé)，定期開展教學(xué)研討活動，交流經(jīng)驗(yàn)相互學(xué)習(xí)。遇到比賽的時(shí)候，互幫互助，互相推薦分配代表參賽，整體的教學(xué)研討、比賽參與都比擬融洽。3.機(jī)器人校本課程更新了科技實(shí)踐活動的特色與理念比賽的真正目的：推進(jìn)機(jī)器人課堂教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)我們搞各種各樣的比賽目的還是推動課堂教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，而不是花大量的銀子去搞怎樣高科技的