机器人进小学课堂.ppt
机器人进课堂中小学信息技术教学新趋向,一、机器人进学校的历程,推动机器人进学校的主要动力：机器人竞赛 机器人竞赛活动无疑加强了学生和社会对中小学开展机器人教育的关注,并且推动了机器人教育的发展。,机器人竞赛,官方全国科协中央电教馆 江苏省青少年科技中心 12届江苏省青少年科技教育协会 民间未来伙伴杯全国机器人比赛 世界灭火机器人选拔赛华东青少年机器人联赛 VEX夏威夷机器人选拔赛,中小学机器人比赛变了味,机器人比赛应该是为了让学生自己构思、动手制作机器人，及自己编程而进行的。现实情况是：厂家开发出机器人比赛用的“套装成品”；厂家提供了编程设计参考，参赛者只需更改其中一些参数就可以参加比赛；程序开发以C语言为主，小学生很难掌握。,VEX项目,VEX项目,比赛的改革,江苏省普及机器人竞赛学生自行拼装、自己编程、调试,怎样才能通过机器人的学习培养学生的创新精神、合作能力与竞争意识，提升学生的综合素质？,机器人教育要进入课堂教学,2007年3月，江苏省教育厅颁布了江苏省义务教育信息技术课程指导纲要(试行)，纲要中将机器人的教学列入拓展模块，并对小学阶段机器人教学的内容提出明确要求。2007年苏教版小学信息技术选修部分纳入了机器人的教学内容。,二、机器人课堂教学的教室,面积不低于100平方米，必备的仪器设备包括：每2人配置一台电脑、一套机器人器材和必要的辅助器材。,三、器材的选择,选择原则：是否满足教学的需要,自由创意,三、器材的选择,选择原则：是否满足教学的需要平台是否容易学习,机器人编程平台,早期的仅支持“C语言”选择支持“流程图”和“C语言”两种方式的平台,三、器材的选择,选择原则：是否满足教学的需要平台是否容易学习能否参加正规比赛,机器人比赛规定器材,江苏省青少年普及机器人比赛:竞赛器材统一为组委会指定器材：“积木式普及机器人”和“未来伙伴机器人”。江苏省青少年机器人竞赛指定器材厂家为：创智、西觅亚、上海未来伙伴、中鸣,三、器材的选择,选择原则：是否满足教学的需要平台是否容易学习能否参加比赛价格是否合理泰雅普、未来伙伴、中鸣、乐高,机器人仿真虚拟教学,在原来实体机器人编程平台的基础上，加入了用计算机模拟的机器人、场景及机器人行为活动的功能模块，使人们在仿真虚拟平台上可直观地看到机器人程序的执行效果。,仿真虚拟教学的不足,仿真虚拟机器人教学缺少了搭建与场地调试，学生就不能依据要求来设计、搭建机器人，从而失去更多主动探索、研究、观察、发现的机会，尤其是反复调试验证过程，更是锻炼学生仔细观察、分析问题、解决问题的能力的过程。,四、机器人课堂教学的策略,引入情境，激发兴趣分解过程，细化任务及时评价，广开思源 普及性的竞赛评比活动,1.引入情境，激发兴趣,学生对机器人充满好奇心，开始学习时会抱有很高的热情。但是，在机器人的教学中不考虑教学情境，只考虑知识任务，对学生的学习兴趣将是一个极大的伤害。,显示命令,户外LED电子屏,声音传感器,噪音警示器,光敏传感器,马路上光控路灯楼道内光控声控路灯,红外传感器,自动门,通过学习不仅让学生初步学到智能机器人的知识，还认识到人工智能技术的在我们生活中应用得非常广泛，为我们的生活带来很大方便，激起学生爱科学、学科学、用科学的浓厚兴趣。,2.分解过程，细化任务,机器人教学根据原理可分为搭建、编程、调试、改装等几个过程。课堂教学可根据过程分成几个教学阶段。根据紧密联系的程度，将教学任务分为搭建、改装教学和编程、调试教学两个阶段来完成。机器人程序设计与单纯的程序教学相比，任务具有更强的综合性，涉及的知识点比较多，需要充分考虑学生的认知规律、知识经验，注意分析教学目标，采取整体规划、分步组合及循序渐进的策略。,“智能校车”,在“智能校车”项目中，校车的初步运动要求巡线转弯，过程是校车沿着导航线移动，在移动过程中如果走偏能够自动校正方向，遇到路口时能够转弯。该程序不仅结构上涉及循环结构和选择结构，还涉及传感器的使用和模型对应变量参数的设置等，在教学中不可能一蹴而就，要求学生一次性完整地理解和学习程序编写。面对这类综合性任务，需要将整体任务分解成一个个分任务，在完成各个分任务的同时加深理解，最后进行综合程序的组合，完成整体学习目标。,在巡线转弯的教学中，任务设计可按以下方式进行：,任务一：移动控制。在学生学会操作软件、组装模型后，可以马上学习控制校车移动。从中学习程序的编写方法、动作模块和变量的设置等知识，通过修改速度和时间的变量参数从演示效果中理解程序和变量与控制校车的关系。任务二：转弯控制。该任务要求在校车移动一段距离后，转一个90度的弯，前进一段路程后，重复转弯，直到回到原位置。从中学习转向模块、延时模块和循环结构的知识，通过修改转向和延时的变量参数，获得转弯的准确控制。任务三：简单巡线。该任务要求校车沿着导航线移动，在移动过程中如果走偏，能够自动校正方向。从中学习分支结构、传感器的使用等知识，通过修改分支情况，理解分支结构与校车运行的直接关系。任务四：巡线转弯。该任务要求校车在巡线过程中如果检测到十字路口则执行转弯程序，转一个90度的弯。,3.及时评价，广开思源,教学评价是促进学生学习的动力，学生在教师的评价中不断探索，精益求精，最终达到自己最理想的结果。,小组合作的评价,在机器人教学中一些任务的完成都是由小组成员共同来完成的，需要有团队的合作精神、合作意识来支持，对其评价时，就不能只考虑其一个人的能力和水平。要以小组为单位进行团体评价，这样学生的合作意识会在不知不觉中建立起来。,完成任务的评价,平时教学评价本身只有对错之分，没有对答案好坏分层次，激不起学生对答案完美性的追求。而机器人教学需要改变这种评价，根据学生完成任务的情况进行比对，让学生感受到自己任务完成情况与别人的不同及差距，从而不断改进。在机器人课堂上没有对错，只有优劣。,课堂秩序的评价,机器人课堂是开放的，课堂上学生搭建、编程、调试、改装等，很忙碌，但是机器人涉及声、光、电等敏感部件，对实验调试的环境和场地都要求较高。教学中，只有良好的课堂秩序才能完成应有的教学目的，同时减少器材的破损或遗失，让昂贵的智能机器人教学发挥最大的效益。,4.普及性的竞赛评比活动,定期开展班级的、年级的机器人竞赛，以课堂教学的器材为载体，设计相应的任务，让参赛学生自主搭建、编程、调试，完成整个设计。适当的竞赛不仅可以充分展示机器人教学成果，还可以调动学生的积极性、参与性，进一步提高机器人教学的整体水平。,机器人课堂教学受科技发展的影响其创新性、实践性、发展性是非常强的，对学生的技能教育、科技的社会化都具有重要的意义，它带给我们的教育内容和教育形式都会给我们带来更多的惊喜与期待。,谢 谢！,
