小学机器人普及教育课程化实施的实践与思考-论文大赛.DOC

小学机器人普及教育课程化实施的实践与思考 上海民办彭浦实验小学 陈维昭 摘要：以学生为本、全面实施素质教育已经得到社会各界的普遍认同，但如何真正落实还有待于我们实践探索。机器人制作对于协调发展学生动手动脑能力，激发他们关心物象世界的兴趣，培养高级思维能力，萌发其初步的工程意识和系统观念，促进学生综合素质提高有着积极的作用。六年来的机器人基础知识普及教育课程化实施课程开发与教学实验显示，学生动手能力、思维能力、耐挫折力都有了明显的提高，“机器人基础”也成了最受学生欢迎的课程之一。不少学生从普及教育起步，经过自己的努力和教师的帮助，在各级各类机器人竞赛活动中获奖，还有一些在知识性记忆型课程学习中表现比较特殊的学生在这门课程的学习上也初步体现出自主学习、不懈探求的可喜变化。 关键词：机器人；信息技术；技术教育；机电一体化；创新教育；校本课程 以学生为本、全面实施素质教育已经得到社会各界的普遍认同，但如何从学生长远发展的需要出发，真正落实素质教育理念，努力“使所有学生的个性特长得到发展，潜能得到激发，创新意识、创新精神和实践能力显著增强，终身学习意识和能力显著增强，为学生的终身发展奠定良好基础”[1]成了基层学校在教育改革和发展历程中必须面对与探索的现实问题。本校根据自身的特点，将原本仅在学生社团活动中开展的机器人制作活动面向全体学生，进行了机器人基础知识普及教育课程化实施的实验，并获得了成功，为落实素质教育理念开拓了一条新的途径。 一、理念篇：通过机器人制作活动，促进学生综合素质提高 机器人是21世纪最前沿的技术之一。二十世纪八十年代，人们将具有感觉、思考、决策和动作能力的系统称为智能机器人。这是一个概括的、含义广泛的概念。这一概念的产生，为机器人技术的发展，也为信息技术的发展拓开了巨大的想象空间和新的创造天地，各种用途的机器人相继问世，大大地推进了机器人应用的广度和深度，对智能机器人的研究也成为信息科学的前沿领域[2]。与之相适应，一些发达国家十分看好智能机器人知识教育对年轻一代创新能力的培养作用，纷纷将其引入教育领域，既促进了教育机器人产业的形成，也推动了机器人制作活动在大中小学学生中的广泛开展。 受国际机器人科普活动潮流的影响和冲击，近年来我国机器人制作活动和各级各类竞赛活动也此起彼伏，普教系统许多学校和校外教育机构将机器人制作作为一项有意义的学生技术教育与创新实践活动给予了相当的重视和支持。可以说，面向中、小学学生的智能机器人普及教育在我国已经开始形成一种趋势。 （一）机器人制作活动是实践素质教育的有效途径 机器人集电子、传感器、计算机软硬件、多媒体、网络、人工智能等多种信息技术为一体，其制作活动包含了许多软件、电子和机械结构方面的技术与工艺，以此作为中小学学生技术教育和信息技术学习的平台，对提高的他们信息素养、技术素养和想象力、动手实践能力、创新能力是非常有利的。 1.有利于协调发展学生的动手动脑能力，改善实践能力明显弱化的现象 在日常的教育教学工作中，我们感到现在的学生比上一代来得聪明，他们从小感受了社会、经济、文化和科学技术的飞速发展，见多识广，知识丰富，思维活跃。但是，现在的学生大都是独生子女，饭来张口，衣来伸手严重地弱化了他们的动手能力，加上家长乃至整个社会都过于注重学生书本知识学习的成绩，应试的压力使他们不得不把大量的时间花在语、数、外等考试科目的学习上，无暇顾及学习周期比较长、效果显现比较慢的注重动手实践体验和探究的科技类兴趣活动，导致学生动手实践能力明显弱化，手脑能力不相适应几乎成了一种普遍现象。 机器人制作正是一项需要充分动手实践操作的学习活动。在机器人制作过程中，学生的动手能力、实验能力和制作能力会得到不同程度的训练。更重要的是，机器人制作不同于现在已列入小学基础型课程诸如劳动技术课那样的一般的手工劳作实践，而是一种需要一定的理论知识来支撑的技术操作与实践活动。比如机器人形体结构的制作就需要考虑整体结构的稳固与重心的配置、动力系统的输出效率与转换方式、行进机构的运动与操控等许多机械结构和力学方面的问题。机器人运动控制程序的编制与调试则要考虑如何通过具体的程序语言或图形化程序的模块编排与设置使传感器能准确采集所需的环境信息，并进行适当的处理，再控制机器人作出合适的反应，以完成特定的任务。 因此，学生进行机器人制作就不是单纯的手工劳作和普通的实践操作，而是在进行一种需要将理论知识与实践制作结合起来，根据具体情况在实验和制作实践中加以灵活运用的学习活动，这就需要学生手脑并用，学生的动手动脑能力就有可能在这项活动中得到协调发展，从而改善实践能力明显弱化的现象，促进综合素质的提高。 2.有利于激发学生关心物象世界的兴趣，克服大量网络活动带来的弊端 计算机及其网络技术的普及，给我们的工作、学习、生活，乃至娱乐都带来