小学机器人教育与实践课题研究方案.doc

小学机器人教育实践课题研究方案 太古小学 课题组一、课题的现实背景及意义中小学机器人教育与实践活动，是开展素质教育的一项崭新的内容，教育部从二三年起，把中小学机器人比赛纳入全国中小学电脑制作活动。同时普通高中新课程已将人工智能技术及简易机器人制作列入选修内容。目前，发达国家已把机器人教学实践活动作为中小学信息技术的必修课。在我国的上海、广东、江苏等发达地区，已开展了中小学机器人教育教学的试点工作，并取得了一定的实践经验。近年以来，宁波市开展机器人教育比较好的有镇海应久小学、鄞州区宋诏桥小学及余姚的实验小学，我区已在李惠利小学、太古小学等学校开展了机器人的创新与实践活动，取得了一定教育教学经验。我校自2006年初开展机器人教学，已在市、省、全国取得了多项好成绩，已经处在了全区甚至全市的领先地位。因此，在我校设立“小学机器人创新实践基地”，开展机器人教育与实践的研究，符合我校实际，对于推动我校信息技术教育向更高层次发展，具有重要的现实意义。二、概念的界定：机器人教育是指学习、利用机器人，优化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-Based Education is the theory and practice of studying and utilizing robots to optimize the effect of education and the way of teachers and students work. (Peng Shaodong, 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。三、课题研究宗旨和预期目标课题研究宗旨：以机器人实验室为依托，通过探索中小学机器人教学研究的方法、途径和规律，培养小学生的创新精神和实践能力，推动我校信息技术教育向更高层次发展。课题研究预期目标：1、通过开设机器人选修课，进一步完善信息技术课程建设，开发小学机器人教学的校本课程。2、通过课题研究，推动中小学信息技术与课程整合的不断深入。3、通过开展机器人搭建、编程、创意等实践活动，提高学生的动手能力，开发学生的创新思维，发展学生的个性特长。4、代表我校组队参加市级以上教育行政部门组织的机器人竞赛。四、研究方法和实施策略：（一）研究方法：行动研究、文献研究、（二）实施的策略：1、 以机器人俱乐部为基地，推动机器人教学的开展。按照“免费入会、自愿参加、自由组合、定期交流、集中展示、共同进步 ”的原则，组成机器人俱乐部。学校争取在教育局的支持下，建立机器人实验室，购置一批机器人教学设备，为机器人教学奠定物质基础。2、 以综合实践课程为依托，开展机器人研究性学习。灭火比赛机器人的设计本阶段的学习是通过设计灭火机器人的过程完成的，在设计制作过程中，学到智能机器人的程序设计、基本传感器、执行器的应用，本阶段的学习在教师的引导下来开展学习的，是研究性学习的“适应性学习阶段”。 足球比赛机器人的设计在本阶段的学习过程中，将引导学生研究机器人足球比赛的规则，并根据规则的要求自己设计比赛用的机器人，在学习过程中注重培养学生在规则的要求下发挥创造精神。是研究性学习的“创造性学习阶段”。 机器人的创新设计方案在对智能机器人知识有了基本的了解后，充分发挥学生的创造性思维，结合即将举办的全国智能机器人比赛的要求提出自己的机器人创新设计方案。为了广开思路，有些创新的机器人方案要具有可行性，但限于条件不一定实施。3、 以参加各级竞赛为契机，激发学生学习机器人的的学习积极性。 在整个学习过程中把准备比赛设置为一个学习任务，把准备比赛的过程作为学习的过程。在学习过程中充分体现了学生在学习过程中的主导作用和教师在教学中的导向作用。在这种学习方式下，学生除了可以学到相关的智能机器人的知识，并且可以获得了更多的体会和感受，如：经历挫折和失败的感受、与他人合作、交流的感受、体会成功的成就感等。4、 以开发机器人校本课程为载体，形成机器人教学的体系。（1） 规划机器人教学方案。（2） 编制机器人教学教材。（3） 设计机器人考级制度。五、研究计划：1、2006年12月：研究课题小组成立，课题规划立项。2、2007年1月-6月：建立机器人创新实验室，成立机器人俱乐部。 3、2007年7月- 12月：初步形成机器人教学校本的教材，同时参加各级各类比赛。4、2008年1月至5月：教材的修订与完善阶段，根据实际使用情况作进一步改进。5、2008年月9月：结题。撰写整理成文。六、研究人员的分工：组长：马 任 组织协调策划组员：徐 群 资料收集范平海 课题的实施和实践冯 瑜 课题的实施和实践七、研究的条件分析：1、 组织保障：课题组顾问：吴长平 江东区教育局副局长仇建辉 江东区教育局教育科科长贾为 江东区教研室 教研员2、 课程设置：学校教导处在实施机器人教学活动中在课时上提供了保证，每周安排二节机器人教学活动。采取弹性课时与集中课时相结合的方式进行。允许根据学习内容来适时调整教学内容，一些特殊的活动允许“间隔”，也可以根据学生的意愿，安排闲暇教学时间，确保教学活性。3、 教师的保证：机器人教学教师范平海，本科学历，信息技术专业。2006年5月指导学生参加宁波市机器人比赛获得小学生足球机器人比赛一等奖；2006年浙江省教育厅主办的第三届青少年机器人大赛足球机器人项目二等奖；首届全国ROBUCUP机器人大赛足球项目二等奖；省科协主办的省第四届青少年机器人大赛足球项目二等奖，指导学生参加2005年海模比赛有两名学生获得2等奖，2名获得三等奖，本人获得优秀科技辅导员称号。4、 设施保证：学校拥有80平方米的机器人实验教室，学校将根据实验需要逐步增加实验设备。现有设备：机器人专用教室机器人设备其他附属设备 80平方米机器人6套足球机器人场地1个滑雪场地1个5、 取得的相关成果：开展机器人教学取得的成绩： 2006年5月 宁波市电脑机器人足球比赛 一等奖 2006年7月 浙江省第三届电脑机器人足球比赛（教育厅主办）