“智能机器人”校本课程开发与实施研究

（主体报告）

一、课题研究的背景和价值

智能机器人是信息技术发展的前沿领域，是一门具有高度综合渗透性、前瞻未来性、创新实践性的学科，蕴涵着极其丰富的教育资源。

把机器人教育引入中小学，不仅有利于信息技术教育的发展；有利于我们探索教育改革和人才培养的新途径、新方法；有利于高素质人才的培养；同时将推动我国智能机器人知识和技术的普及。学生们在学习机器人技术的过程中能综合的了解到诸多领域的先进技术，并亲身接触和体验现代高新技术，可以激发他们爱科学、学科学、用科学的浓厚兴趣，使他们在获得科技知识和实践能力的同时，激发他们的创新意识和创造发明的潜能，提高他们的综合素质。

我校在市区教育装备中心及学校的大力支持下，于2004年3月成立机器人工作室，经过这几年的改进和提高，实验室现有智能机器人近50套，专业铺导教师3名。在这段时间里，我们参加了市、省、全国各类比赛，也取得了比较好的成绩。如：全国第五届青少年机器人竞赛小学组足球亚军、浙江省第四届青少年机器人竞赛小学组创意一等奖等荣誉。2006年1月被评为首批“全国中小学机器人教学实验学校”。

2006学年在各级领导的重视下,我校在六年级进行了课堂教学实验，在此过程中不断反思不断改革，一学年的实验效果较好。2007学年，六年级机器人课堂教学全面铺开，每周一节机器人课，学生积极性都非常高涨。

在我们不断进步，机器人教学全面铺开的同时，我们同样遇到了非常多的问题，如教材的开发，教学模式的探索，评价体系的建立，机器人器材的合理分配，管理等。因此提出《“智能机器人”校本课程开发与实施研究》这一课题，希望以课题为引领，有计划，有目的的对前期的工作进行梳理总结，并对产生的新问题，新想法进行探究，以期开发出面向全体学生，可操作性强，绩效性高的 “智能机器人”校本课程。我们希望通过本课题的研究，把学校教育和科技教育有机的联系起来，结合本校的教育资源和教育特色，进一步校本课程资源，落实学校课程改革，同时进一步研究和推进校本课程实施，让机器人教育给信息技术基础教育带来新的活力，使智能机器人会成为青少年能力、素质培养的智能平台。

二、国内外文献综述或研究现状

最近几年，在全国范围内，许多中小学都把电脑机器人活动引入到课堂教学当中，使神奇的机器人走向学生的学习生活。作为一种全新的教学内容，很多教师都在探索如何进行电脑机器人教学，才能使这种跨学科、高操作性、极具挑战性的内容，真正适合学生综合创新活动的需要，提高学生的动手能力、编程能力、创造能力和团队精神，使他们在积极的学习兴趣中不断探索和研究，实现自己的新创意、新设想和新设计。而国外进行智能机器人教学研究的主要是一些大学的机器人实验室和一些培训机构，如美国麻省理工学院的LIST VISUAL ARTS CENTER MEDIA LABORATORY和波士顿的CEEO（Center for Engineering Educational Outreach）中心，前者是研究机器人课程设置和传感器研发的机构，后者是研究机器人培训课程的机构，而两者都有大学背景，所面向的都是部分有兴趣的学生，重点是培训，在中小学进行机器人课程相关研究的信息暂没有更多的相关资料。 三、课题的界定

智能机器人课程：智能机器课程，是一门综合多种学科知识和技能的课程，学生们通过计算机编程，工程设计，动手制作与技术构建，结合学生们的日常观察、积累，去寻求自己最完美的解决方案,发展自己的创造力。它符合“教育要面向世界，面向未来，面向现代化”的指示精神。面对科学技术突飞猛进，国际竞争日益激烈的态势，

校本课程：指由学校、教师、学生根据本校实际、地方特色、学生的兴趣爱好开发编制选用的课程。“智能机器人课程”对学生的动手能力、空间想象能力、创造性思维，分析问题、解决问题的能力的培养有独特的作用，同时智能机器人涉及到信息技术的多个领域，它融合了机械、电子、传感器、计算机软件硬件、材料、人工智能等多种先进技术。没有一种技术平台比智能机器人更具综合性。 四、研究内容：

（一）思辨性成果

1.《智能机器人开发与实施》校本课程的教育价值

通过对机器人校本课程的研究与实施，使我们从实践中体会、思辨机器人课程的教育价值，也使我们充分的认识到了机器人校本课程的教育价值，从而使我们进一步的坚定了长期进行机器人校本课程研究与实施的信心。

教育部早在2003年颁布的《技术课标准》（实验）中已经把“人工智能初步”列入信息技术课的教学模块中，把“简易机器人制作”列入通用技术课的教学模块中。

（1） 中小学的信息技术课真的要消亡了，要取消了吗？

有人说中小学的信息技术课要消亡了，要取消了。原因是中小学各个学科都已经在运用电脑和网络了。我以为这种论点未免过于偏颇了其实，被整合的正是原来不属于信息技术课本身范畴的，属于信息技术课越俎代庖的内容而信息技术课程本身的内容是不可能被其他课程整合掉的。思考：整合之后的信息技术课应该学点什么？

（2）智能机器人技术的综合性

中国工程院院长宋健指出：“机器人学的进步和应用是20世纪自动控制最有说服力的成就，是当代最高意义上的自动化”。机器人技术综合了多学科的发展成果，代表了高技术的发展前沿，它在人类生活应用领域的不断扩大正引起国际上重新认识机器人技术的作用和影响。

智能机器人涉及到信息技术的多个领域，它融合了机械、电子、传感器、计算机软件硬件、材料、人工智能等多种先进技术。没有一种技术平台比智能机器人具有如此的综合性。引进智能机器人的教学必将给信息技术课程增添新的活力，智能机器人会成为培养中小学生综合能力、信息素养的优秀平台。

（3）智能机器人校本课程是对中小学信息技术课程内容的补充

信息技术课程的一个重要目标是培养学生的信息素养，主要内容是学习信息的获取、加工、管理、传播的技术。但目前的中小学信息技术课程教材中对信息的获取部分的介绍大多数还停留在如何从网络获取信息。因特网只是文字信息、图像声音、视频信息的获取，而现实生活中还有更大量的信息是从网上得不到的。例如，温度、压力、污染、亮度等等。我们在信息技术教学中过分地强调了从网上获取信息，而忽略了获取另一类的信息而机器人的行为正好是感知外部信息，然后经过分析判断，做出反馈或决策的过程。这一过程比单纯的文字信息、图像信息的获取加工要复杂的多，涉及到传感器的知识、机械知识、电子知识、编程知识等。

（4）智能机器人作为信息技术教学内容之一的作用

使学生了解智能机器人这个信息技术前沿领域的发展和应用状况，了解智能机器人的概念和工作方式，破除中小学生对智能机器人的神秘感，为进一步学习