智能机器人学科教学的探讨.doc

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1、智能机器人学科教学的探讨摘要： 随着信息技术教育课程与教材改革的深入和人工智能技术的发展，人们已逐步认识到，在信息技术教育中渗透机器人学科知识与机器人应用前景方面的教育已势在必行。本文拟就机器人教育的定义和机器人的学科教学作一次尝试性探讨。关键词：机器人教育定义人工智能 1引言随着智能机器人技术的发展，智能机器人的教育走入中、小学校已经成为可能和必然趋势。机器人的教育也必将给信息技术基础教育带来新的活力。智能机器人会成为青少年能力、素质培养的智能平台。2机器人教育的定义机器人教育是指学习、利用机器人，优化

2、教育效果及师生劳动方式的理论与实践。该定义的英文表述为：Robot-BasedEducationisthetheoryandpracticeofstudyingandutilizingrobotstooptimizetheeffectofeducationandthewayofteachers´andstudents´work.(PengShaodong,March.2002)该定义的理解中值得注意的几个问题：（1）机器人教育有理论和实践两大领域理论方面，机器人教育有自身的理论基础与基本理论，能形成相对独

3、立的学科理论体系与方法体系。实践方面，机器人教育是指以机器人为主要教学内容或教学工具而开展的教与学活动，这些活动是在具体实践的过程中逐步完成的。（2）开展机器人教育有两大目的。一是优化教与学的效果，二是优化教师与学生的劳动方式。前者强调以较少的教育投入（包括人力、物力、财力、时间等）取得较大的教育效果（主要指学生的知识获得、技能形成、情感培养等）。后者是指采用机器人这种教与学的劳动工具，能改善教学方式与方法，减轻师生的劳动强度，缩短劳动时间，提高劳动效率。（4）机器人教育强调人工智能技术的应用，是信息技术

4、教育的新发展。机器人教育的核心基础是人工智能技术在教育中以物化、人性化、智能化的形式加以利用。而人工智能技术是信息技术发展的一次重大飞跃。信息技术教育未来发展的趋势必然是向机器人教育重心转移。（5）机器人教育的普及，将引起人类教育的重大变革。主要表现在：有肋于构建新的教育哲学与教育体系；有肋于改革教育思想、方法、课程、教材与评价体系；有助于提高教育质量。3机器人学科教学3.1为什么要开展机器人学科教学机器人学科教学，是指把机器人学看成是一门科学和一种现代社会成员应该掌握的文化，在各级各类教育中，以专门课程

5、或学科渗透（整合）的方式，使所有学生都掌握关于机器人学的基本知识与基本技能。加强机器人学科教学，具有如下几个方面的必要性：（1）普及机器人知识的需要。要破除对机器人的神秘感，提高全社会对机器人的认识，促进机器人在社会各领域的应用，必须通过加强机器人学科教学，使机器人知识普及化。（2）提高机器人应用水平的需要。机器人的应用中，存在着着编程控制、管理维护、人机关系等一系有待处理的工作。只有操作者了解机器人的原理、结构、功能、使用方法、注意事项，才能提高机器人的应用效能。（3）提高机器人研制能力的需要。机器人的

6、研制，需要一大批懂得多学科知识的专门人才，特别是要不断学习与应用最新科研成果。这有赖于多形式多层次的机器人教育。（4）加强机器人专业建设的需要。开展机器人学科教学，有助于为机器人专业建设创设良好的环境。机器人学科课程、教材、教法的研究，能为机器人专业系列课程的改革提供参考。（5）深入开展信息技术教育的需要。开展机器人教育，有助于克服信息技术教育的一些弊端。一是避免片面强调软件工具应用技能的学习而造成的程序设计思维素质培养的缺失。二是避免重“软”轻“硬”、重模仿轻创新、重实践轻理论。（6）与国际接轨的需要。

7、日本、美国等一些发达国家高度重视机器人学科教育对高科技社会的作用和影响，已在信息技术课与课外科技活动开设了有关机器人的课程内容。要赶超世界教育先进水平，必须大力加强机器人教育。（7）迎接智能机器人时代的需要。据预测，21世纪中期，人类社会将全面进入以智能机器人为代表的智能时代。最近10年，有关机器人的研究与应用水平将取得重大突破。机器人的广泛应用将极大促进社会生产力的发展与产业结构的调整；机器人的制造与销售将成为一个新的经济增长点。开展机器人教育，有助于使我们不至于在机器人时代落伍。3.2机器人学科教学的

8、目标、内容、模式与方法3.2.1机器人学科教学的目标（1）知识方面：了解机器人软件工程、硬件结构、功能与应用等方面的基本知识。（2）能力方面：能进行机器人程序设计与编写，能拼装多种具有实用功能的机器人，能进行机器人及智能家电的使用维护，能自主开发软件机器人。（3）情感方面：培养对人工智能技术的兴趣，真正认识到智能机器人对社会进步与经济发展的作用，积极参加机器人编程比赛、机器人足球赛、机器人百科知识赛等各种课外活动。3.2.2机