机器人教学在课程整合中的作用与实践

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1、《机器人教学在课程整合中的作用与实践》北京十二中学郑剑春11机器人教学在课程整合中的作用与实践教育部颁布的高中技术课程标准中，把“人工智能初步”和“简易机器人制作”设为技术领域的选修模块，意味着我国的人工智能和机器人教育在大众化、普及化层面上进入了一个新的阶段。自２０００年开始教育部组织的《中小学生电脑制作活动》将机器人比赛做为一个重要的组成内容，目前已经进行了第九届，九年来机器人教育日益受到了各级学校的重视，各省市都开展了机器人的教学工作，为提倡和促进机器人教育的发展，教育部每年都将全国机器人比赛成绩前几名的学生保送大学，今年已经将这一名额扩大到

2、前四名、并将前八名学生给予高考加分奖励。虽然人工智能与机器人教育的一些相关问题尚有待进一步实践和研究，但是机器人进入校园并成为影响学生学习的一个重要平台、对学生的兴趣爱好产生了深远的影响。1.机器人进入教学是信息技术发展的必然结果信息技术的发展使得信息教育不仅仅局限于计算机软硬件的学习，而且了包括计算机技术、通信技术、微电子技术和传感技术。以往的信息教学总会侧重于计算机教学，而对于通信技术、微电子技术和传感技术就难以进行深入的研究，而学生亦无动手实验的机会，无法体验计算机语言、程序的作用，从而加深印象获取一种从感性到理性的认识。智能机器人是一种全新

3、的综合教学平台，因其结构与功能涉及物理、机械、电子、传感、通信、以及语言程序各个领域，因而构成了11一个开放的多学科实验室，学生可以利用这一平台充分发挥想象力去设计各种智能装置，实现自己的创意。智能机器人走进信息技术课，不但为信息技术课的教学增添了新内容，同时也为信息技术课的教学模式和教学方法提供了创新的舞台。以前C语言教学一直是信息课程序设计的难点，我们在教学实践中将Robotc选为高中机器人程序设计的控制软件，通过机器人学习程序设计，由于学生编写的程序能得到及时的验证和反馈，极大的激发了学生的学习积极性，使得计算机语言的学习不再枯燥无味，学习也

4、就有了兴趣。目前我国机器人教学已经历了近十年的探索和实践，作为信息技术教育的一种有效载体，机器人已从最初的简易机器人进入了多功能智能机器人的时期，在教学理念和实践探究上人们也有了更加明确的认识，结合教育改革的背景，培养学生的创新精神和综合实践能力已成为机器人教育的重要内容，发挥机器人在教学中的作用不仅有利于学生的身心和智力的发展，而且对于各学校校本课程的开发，研究创新活动的开展都有重要的意义。1.机器人教学与教育方式的变革11学习的过程是一个想像、创造、尝试和反思的过程，任何一个学科都要求学生发挥学习的主体作用，而实验、尝试、分享和交流是学生积累自

5、信、形成自我评价与反思的重要环节。以传统的教学模式面对现在所需的教育内容和教育对象都是不够的，不能为学生提供充分的发展空间、不能创造条件发现并培养学生的潜能。以往物理实验过程是先由教师将实验设备准备好，讲清注意事项，由学生来验证某一物理定律。这样的过程学生参与少而且与科学发现的过程相违背，不利于学生探索精神、创新精神和创新能力的培养。机器人进入课堂所带来的不仅是实验手段和教学方法的改进，更重要的是它带来了一种教育理念和人才培养方式的变革。与传统的教育方式相比，在新课程背景下教育更加提倡知识与技能、过程与方法、情感态度价值观的培养。机器人拼装、编程、

6、调试过程是一个十分复杂的过程，需要多人分工合作，合作过程也就需要同学之间进行有效地沟通、表达、取得共识的过程。这一过程培养了学生的独立思考、判断和动手能力。学生学习机器人过程中会不断遇到新的困难，新的知识的挑战，如需要了解机器人单片机、传感器、驱动电路的性能和工作原理，掌握重心、摩擦力、光电效应、转动惯量等物理知识，掌握结构化的程序设计思想，掌握各种算法。这已不是传统的课堂教学所能满足的了，它必将带来教与学的变革。机器人教学具有实践性强、探索性强和综合性强的特点，作为一个新的教育内容必然对教育方式有所要求，在学习过程中需要学生充分利用已有的知识，并

7、不断自我拓展新的知识与能力，在老师引导下，从机器人的拼装、程序的编写到反复试验、调试都以学生为主，11以目标驱动为指导的学习过程，要求不同知识水平的同学能够分工协作，共同完成某一项目的工作，这一过程中学生会面对各种各样的问题，他们会在协作中学习交往，在交往中学会评价，在尝试中建立自信，在积累中懂得反思，在这个过程中教师只是指导者，在完成任务的整个过程中学生始终都处于主动地位，通过尝试、分享、合作、反思提高了学生的分析问题解决问题的能力，使学生成为了知识的建构者和主人。1.机器人对其它学科的影响智能机器人是一个开放的实验室，具有开放性可扩展性，一些高

8、质量的机器人已经具有了这样一种性质，不仅可以完成规定的任务，而且提供了再次开发的功能，通过教师和学生动手组装、设计可以改变