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【摘要】:随着智能机器人技术的发展和信息技术教育课程与教材改革的深入,智能机器人的教育走入中、小学校的课堂已经成为可能和必然趋势,智能机器人教学可成为学生信息素养培养的一个优秀平台,这已成为教育届内外的一个共同观点。现阶段中小学的智能机器人竞赛活动频繁,越来越多的中小学开始普及智能机器人课程。然而,机器人教学却停留在以参加竞赛活动为主。笔者通过多年的教学实践研究,探索出一种符合本校实际情况的机器人教学模式,使全体学生都能参与到智能机器人的教学活动中,学生的信息素养也得到了不同程度的提高。
【关键词】:智能机器人;中小学教学
信息技术课堂教学改革特别强调注重对学生学习经验的培养,注重学生体验、感悟和实践的过程,注重学生个性的健康发展和对学生的创新精神、实践能力的培养。智能机器人教学非常有利于贯彻这一理念。智能机器人教学可成为学生信息素养培养的一个优秀平台,这已成为教育届内外的一个共同观点。现阶段智能机器人教学进入中小学的主要方式是竞赛,通过竞赛活动提高学生的创新能力及动手实践能力。因此,大多数学校的机器人教学活动只是单纯着眼于竞赛本身,参与的学生范围很小,教学的普及性得不到保证;而且机器人的教学内容都只是围绕竞赛项目而展开,注重单个项目的完成、片面地追求竞赛获奖,功利性很强,知识的系统性也得不到保证。因而开设智能机器人课程的很重要,也很必要。
我校作为 “江西省现代教育技术实验学校”,“抚州市示范学校”从2012年建校之初就建立了智能机器人实验室,在校园里开展智能机器人教学,连续多年在学校的初中部、小学部开设机器人兴趣班,先后已有数百人参加到了这一活动中,并多次获得江西省中小学机器人比赛奖项。下面我将通过多年的智能机器人教学经验谈谈中小学机器人教学模式。
一、以竞赛项目参与为出发点,让学生的心智经历质的锤炼,突破带动智能机器人教学。
江西省每年都会有中小学机器人竞赛活动,选好参赛项目后,我会针对具体的竞赛项目,对其规则进行具体的研究分析、制定备赛计划、及做好硬件准备。在信息技术课堂活动中选拔出适合的参赛学生。依据竞赛目标,对学生进行有针对性的强度训练。学生在经历训练到比赛的过程中,除了综合能力得到提高,心智、毅力也得到磨练。
以去年参加省BDS虚拟-现实挑战赛机器人活动比赛为例,根据比赛的要求,学生要在120分钟内,分别在电脑当中完成BDS虚拟智能小车的搭建,并能按设计的路线行走,以及在比赛现场自行拼装三轮(或四轮)小车并且编制机器人运行程序、调试和操作机器人,完成规定路线的行走。而且竞赛场地的路线都是在比赛开始时才公布。这就要求选拔的参赛队员,不但编程能力要扎实外,还要倾向于有较强动手组装能力及临场应变能力。训练计划也可以分成如下几个环节:①电脑中虚拟小车的拼装及编程走法训练;②现实场地中小车的搭建以及随机路线行走的训练;③在30分钟内搭建虚拟小车及现场搭建小车以及随机路线的行走;④速度、强度提升训练。在训练的过程中,要及时鼓励学生根据训练的实际情况,自己的想法,去有效地调试机器人……经过比赛,学生们不仅完成自己的比赛机器人,也提升了对科技和利用科技来积极影响周围世界的认识。
二、以兴趣小组活动为“线”,满足不同学习层次学生的需求,拓展学生的知识的应用能力。
在每个星期两次的兴趣小组活动,成员主要由对爱好机器人学习的学生自主报名,以及教师在上课过程中发现的综合能力较强的学生组成,人数控制在16人左右。开展方式以综合活动任务为主,通过小组合作,小组比赛。具体活动内容可以为:设计制作红绿灯,直升飞机,走迷宫的机器人,机器人足球赛,机器人蓝球赛等。学生以2至4人为小组,合作完成综合活动任务。兴趣小组活动,学生是绝对的主体,无论是机器人的设计搭建、程序的编写、机器人的调试,都要以学生为主,教师只需辅以适当指导。在活动中,学生会不断地经历对任务的分析、对机器人结构的规划、搭建、设计算法编程、调试改装机器人等过程,从而提高自身的动手能力、思维能力、协作能力。经历探索、克服困难的过程,增强自信心。
三、以课堂教学活动为面,系统化地普及智能机器人的知识,提升全体学生的信息素养。
智能机器人的开发与应用全面涉及信息技术各项基本内容。从知识的承载上看,智能机器人包含了信息技术领域中的计算机技术、程序设计技术、传感技术、人工智能技术等多方面的内容;智能机器人教学,是进行信息技术教育的最佳载体,也是全面培养学生信息素养,提高其创新精神和综合实践能力的良好平台。所以,在具体的实施过各中,可以把智能机器人作为信息技术学科的教学内容之一,包含在信息技术的课程计划中,通过适当删减调整初一信息技术学科原有的教学内容,压缩信息技术课程课时,腾出一定量的课时,来完成智能机器人的课堂教学。
在几年的智能机器人教学的探索过程中,本校也经历了“从竞赛活动,到信息技术课堂;从为了竞赛获奖,到为了全体学生信息素养的提高。通过探索、总结,证明这一种以竞赛项目参与为突破带动,以兴趣小组活动为拓展提高,以课堂教学活动为普及巩固的“点、线、面”相结合的主要教学模式是符合本校的机器人教学的实际情况的。以点牵线,以线带面,既保证了面上全体学生机器人知识的普及,信息素养得到不同程度的提高,又保证了爱好机器人学生的创新与实践能力的提高,也有助于逐步推动智能機器人教学向常态化发展。
参考文献:
[1] 王宇华,陈树杰.中国特色的综合实践活动课程实践与思考——访首都师范大学陈树杰教授[J].网络科技时代,2006,(06).
[2] 王振强,张磊.利用智能机器人教学平台转变信息技术教学方式――中小学信息技术课程整合的一种模式[EB/OL].北京教育科研网,2005-11-02.
[3] 国家九年义务教育课程综合实践活动指导纲要[S].
[4] 钟伟.机器人教学,为创新梦想找个支点[N].中国教育新闻网-中国教育报,2007-12-21(7).
【关键词】:智能机器人;中小学教学
信息技术课堂教学改革特别强调注重对学生学习经验的培养,注重学生体验、感悟和实践的过程,注重学生个性的健康发展和对学生的创新精神、实践能力的培养。智能机器人教学非常有利于贯彻这一理念。智能机器人教学可成为学生信息素养培养的一个优秀平台,这已成为教育届内外的一个共同观点。现阶段智能机器人教学进入中小学的主要方式是竞赛,通过竞赛活动提高学生的创新能力及动手实践能力。因此,大多数学校的机器人教学活动只是单纯着眼于竞赛本身,参与的学生范围很小,教学的普及性得不到保证;而且机器人的教学内容都只是围绕竞赛项目而展开,注重单个项目的完成、片面地追求竞赛获奖,功利性很强,知识的系统性也得不到保证。因而开设智能机器人课程的很重要,也很必要。
我校作为 “江西省现代教育技术实验学校”,“抚州市示范学校”从2012年建校之初就建立了智能机器人实验室,在校园里开展智能机器人教学,连续多年在学校的初中部、小学部开设机器人兴趣班,先后已有数百人参加到了这一活动中,并多次获得江西省中小学机器人比赛奖项。下面我将通过多年的智能机器人教学经验谈谈中小学机器人教学模式。
一、以竞赛项目参与为出发点,让学生的心智经历质的锤炼,突破带动智能机器人教学。
江西省每年都会有中小学机器人竞赛活动,选好参赛项目后,我会针对具体的竞赛项目,对其规则进行具体的研究分析、制定备赛计划、及做好硬件准备。在信息技术课堂活动中选拔出适合的参赛学生。依据竞赛目标,对学生进行有针对性的强度训练。学生在经历训练到比赛的过程中,除了综合能力得到提高,心智、毅力也得到磨练。
以去年参加省BDS虚拟-现实挑战赛机器人活动比赛为例,根据比赛的要求,学生要在120分钟内,分别在电脑当中完成BDS虚拟智能小车的搭建,并能按设计的路线行走,以及在比赛现场自行拼装三轮(或四轮)小车并且编制机器人运行程序、调试和操作机器人,完成规定路线的行走。而且竞赛场地的路线都是在比赛开始时才公布。这就要求选拔的参赛队员,不但编程能力要扎实外,还要倾向于有较强动手组装能力及临场应变能力。训练计划也可以分成如下几个环节:①电脑中虚拟小车的拼装及编程走法训练;②现实场地中小车的搭建以及随机路线行走的训练;③在30分钟内搭建虚拟小车及现场搭建小车以及随机路线的行走;④速度、强度提升训练。在训练的过程中,要及时鼓励学生根据训练的实际情况,自己的想法,去有效地调试机器人……经过比赛,学生们不仅完成自己的比赛机器人,也提升了对科技和利用科技来积极影响周围世界的认识。
二、以兴趣小组活动为“线”,满足不同学习层次学生的需求,拓展学生的知识的应用能力。
在每个星期两次的兴趣小组活动,成员主要由对爱好机器人学习的学生自主报名,以及教师在上课过程中发现的综合能力较强的学生组成,人数控制在16人左右。开展方式以综合活动任务为主,通过小组合作,小组比赛。具体活动内容可以为:设计制作红绿灯,直升飞机,走迷宫的机器人,机器人足球赛,机器人蓝球赛等。学生以2至4人为小组,合作完成综合活动任务。兴趣小组活动,学生是绝对的主体,无论是机器人的设计搭建、程序的编写、机器人的调试,都要以学生为主,教师只需辅以适当指导。在活动中,学生会不断地经历对任务的分析、对机器人结构的规划、搭建、设计算法编程、调试改装机器人等过程,从而提高自身的动手能力、思维能力、协作能力。经历探索、克服困难的过程,增强自信心。
三、以课堂教学活动为面,系统化地普及智能机器人的知识,提升全体学生的信息素养。
智能机器人的开发与应用全面涉及信息技术各项基本内容。从知识的承载上看,智能机器人包含了信息技术领域中的计算机技术、程序设计技术、传感技术、人工智能技术等多方面的内容;智能机器人教学,是进行信息技术教育的最佳载体,也是全面培养学生信息素养,提高其创新精神和综合实践能力的良好平台。所以,在具体的实施过各中,可以把智能机器人作为信息技术学科的教学内容之一,包含在信息技术的课程计划中,通过适当删减调整初一信息技术学科原有的教学内容,压缩信息技术课程课时,腾出一定量的课时,来完成智能机器人的课堂教学。
在几年的智能机器人教学的探索过程中,本校也经历了“从竞赛活动,到信息技术课堂;从为了竞赛获奖,到为了全体学生信息素养的提高。通过探索、总结,证明这一种以竞赛项目参与为突破带动,以兴趣小组活动为拓展提高,以课堂教学活动为普及巩固的“点、线、面”相结合的主要教学模式是符合本校的机器人教学的实际情况的。以点牵线,以线带面,既保证了面上全体学生机器人知识的普及,信息素养得到不同程度的提高,又保证了爱好机器人学生的创新与实践能力的提高,也有助于逐步推动智能機器人教学向常态化发展。
参考文献:
[1] 王宇华,陈树杰.中国特色的综合实践活动课程实践与思考——访首都师范大学陈树杰教授[J].网络科技时代,2006,(06).
[2] 王振强,张磊.利用智能机器人教学平台转变信息技术教学方式――中小学信息技术课程整合的一种模式[EB/OL].北京教育科研网,2005-11-02.
[3] 国家九年义务教育课程综合实践活动指导纲要[S].
[4] 钟伟.机器人教学,为创新梦想找个支点[N].中国教育新闻网-中国教育报,2007-12-21(7).