校本课程——“机器人俱乐部”的研究与实践.doc

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1、校本课程——“机器人俱乐部”的研究与实践(一)、机器人校本课程建设的背景与课程理念　　二十世纪八十年代，人们将具有感觉、思考、决策和动作能力的系统称为智能机器人。随着这一概念的产生，各种用途的机器人相继问世，大大地推进了机器人应用的广度和深度，对智能机器人的研究也成为信息科学的前沿领域。与之相适应，一些发达国家十分看好智能机器人知识教育对年轻一代创新能力的培养作用，纷纷将教育机器人制作活动引入大中小学的学生社团活动乃至学科课程。　　在我国许多地区，许多部门组织了相应的活动，将机器人基础知识教育引入中小学教育。纵观各

2、地中小学机器人教育的方式，大体可以分为以下几种：　　1、学校、少年宫、少科站等单位组成的智能机器人学习小组，以学员制进行活动，可代表地区、学校参加各类竞赛活动。此种形式是最常见、最能出成绩的机器人教育方式；　　2、机器人教育以研究性课程的形式进入学校。但是，由于研究性课程的课时较少，学生从一张白纸开始学习，要真正达到进行研究性学习的目标，困难很大，因而影响了作为研究性课程的机器人教育的整体效果；　　3、把智能机器人作为信息技术课、劳动技术课或校本课程的内容列入学校正式的课程体系，对全体学生进行机器人基础知识的普及教

3、育。这种形式尚处在形成期，教材编写、课程设置等方面的研究正处于起步阶段。　　由于目前机器人竞赛较多是由一些机器人制造商独立举办、联合举办或赞助的，以及有些参赛队伍的功利化思想和比赛管理方法尚不成熟，导致机器人竞赛存在一定的功利性和商业性，一定程度上较大地影响了机器人基础知识教育的普及与发展。　　但由于机器人制作活动集机械、电子、计算机软硬件、多媒体、网络及人工智能等多种先进技术为一体，能使比较抽象的程序设计思想和实现机制通过机器人的物理运动显现出来，提高了学生的学习兴趣，降低了学习难度，可以帮助他们养成关注周围物象

4、世界的习惯，及避免过度沉溺于虚拟环境。因此，机器人普及教育日益得到重视，各地中小学机器人实验室建设和校本课程开发逐步兴起。　　机器人校本课程作为信息科技学科的一部分，是一种普及型课程，不强调课程的系统与全面，不追求课程建设的专业性，旨在充分利用机器人教学的特性，培养学生动手能力和创新精神，力争使其成为素质教育的新平台。机器人校本课程的理念是通过机器人教学培养学生的逻辑思维能力和分析问题的能力，帮助他们在实践中初步建立系统的观点和意识，促进学生综合素质的提高。(二)、机器人基础知识教育课程化的实践　　机器人基础知识教

5、育课程化实验首轮对象为本校四年级全体学生，实验硬件平台为上海广茂达的能力风暴AS-MII教育机器人，　　在课时安排上，综合考虑上课地点与学生教室过于分散及机器人编程教学需反复调试的特性，课题小组采取两节课连排的方式，隔一周到两周上一次课。　　在课程内容上，根据大部分学生的学习基础和能力，从仿真版到实体机器人，循序渐进，形成比较合理的学习梯度，不断激发学生的学习积极性。内容安排为：　　第一学期以认识机器人和培养学习兴趣为主，4到6人为一个学习小组。通过教师讲解演示、学生观察和体验性操作，认识和初步接触学校现有的各种品

6、牌的教育机器人，培养学生对机器人的兴趣。；本学期主要教学目标为让学生掌握使用能力风暴机器人软件VJC1.5仿真版进行机器人控制程序的编制技能，掌握机器人的简单操控调试，包括行走、转向，以及碰撞检测、红外测障传感器运用等。　　第二学期以学习使用VJC1.6开发版和实体机器人为主，3到4人为一组，合作使用一台机器人。学习内容大致包括两部分，一是机器人的启动、自检与程序的下载等操作，二是机器人的调试与问题分析。本学期的教学目标为让学生了解如何操作实体机器人。由于本学期需调试实体机器人，需安排较大的空地和预留更多的时间的给

7、学生。　　课程评价：学期结束后，依据教学目标设计编程试题考察学生对机器人知识的掌握程度。第一学期让每位学生编制一个能感知障碍的行走机器人程序，在仿真版上通过即可。第二学期考核以小组为单位，要求通过编程让机器人完成一个简单的声控沿轨迹走项目。目前，经过两个学期的教学实验，考核一次通过率在90～95%之间。(三)、机器人基础知识教育课程化实践的研究结果　　1．机器人是信息科技学科最合适的学习内容之一　　经过一年的课程实施实验，我们发现机器人作为信息科技课的学习内容非常适宜。　　根据开课一个半学期后的调查，学生对机器人课

8、的兴趣非常高，四年级所有班级对该门课的喜欢程度都排在前三名，其中有两个班级还位列第一。　　学生们对这门课感兴趣主要是源于两个理由：首先，类似于“电脑游戏”的机器人课程激发了他们的学习兴趣，能亲手调控、编制该“游戏”满足了他们的成就感；其次，机器人课程不同于竞赛培训，难度较低，没有成绩压力，学生们学得比较轻松，能够较长时间的保持和延续学习兴趣。随着课程的深入，