1、人工智能、我也行 校本課程說(shuō)課稿宣化五中 郭志堅(jiān)各位老師： 大家好！我說(shuō)課的題目是人工智能、我也行。我將從以下幾個(gè)方面進(jìn)行說(shuō)課：課程背景、課程器材、課程培養(yǎng)目標(biāo)、實(shí)施方案、課程評(píng)價(jià)、課程的實(shí)施過(guò)程與方法、取得的成績(jī)、效果與反思。一、說(shuō)課程背景。青少年是未來(lái)世界的主人，接觸、了解和關(guān)心科技領(lǐng)域的最新成就及其發(fā)展，可以開(kāi)闊眼界，激發(fā)興趣，提升學(xué)科學(xué)、愛(ài)科學(xué)、用科學(xué)的責(zé)任感。目前，在高科技研究領(lǐng)域，智能機(jī)器人是引領(lǐng)風(fēng)騷的項(xiàng)目，很受青睞。讓機(jī)器人去實(shí)現(xiàn)人類千百年的夢(mèng)想，諸如太空穿梭、海底探險(xiǎn)、危險(xiǎn)救援等，會(huì)給孩子們帶來(lái)極大的吸引力,而且它涉獵了數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、機(jī)械、電子、材料、計(jì)算機(jī)軟件、硬件

2、、人工智能等多領(lǐng)域的科學(xué)與技術(shù)知識(shí)。 早在2001年中國(guó)青少年機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)就被列入面向21世紀(jì)青少年的系列科技創(chuàng)新活動(dòng)之一。 教育部與樂(lè)高集團(tuán)簽署“技術(shù)教育創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃”于 2010年正式啟動(dòng)，許多地方利用樂(lè)高機(jī)器人開(kāi)展通用技術(shù)課程。二、說(shuō)活動(dòng)器材和編程軟件我校教學(xué)用機(jī)器人選用LEGO NXT機(jī)型，LEGO機(jī)器人以積木式搭建為主。搭建機(jī)器人的主要零件有：微控制器、動(dòng)力、傳感器、齒輪及一些積木塊。編程方面，使用圖形化編程軟件，該軟件入門起點(diǎn)低，拓展面廣，循序漸進(jìn)，整個(gè)編程界面只使用了43個(gè)命令圖標(biāo)，編程速度更快，功能更強(qiáng)大。學(xué)生只用十分鐘可以很輕松上手。這種編程有利于學(xué)生圖形化思維方式的開(kāi)

3、發(fā)，使學(xué)生更關(guān)注程序中的邏輯關(guān)系三、說(shuō)課程培養(yǎng)目標(biāo)機(jī)器人是一門交叉性很強(qiáng)的綜合學(xué)科，涉及到許多基礎(chǔ)學(xué)科，包括數(shù)學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、仿生學(xué)、計(jì)算機(jī)、控制理論、人工智能等，以多種學(xué)科理論為基礎(chǔ)。在解決問(wèn)題的過(guò)程中，創(chuàng)新思維是培養(yǎng)解決問(wèn)題能力的核心，它幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)多個(gè)可能的解決方案，尋找替代方案，挑戰(zhàn)假設(shè)，并提出新的想法，幫助學(xué)生解決問(wèn)題，使學(xué)生們會(huì)自覺(jué)地學(xué)習(xí)、獲取新知識(shí)，從而培養(yǎng)學(xué)生了合作能力，提高溝通能力，充分表達(dá)思想能力。核心理念是“做中學(xué)，玩中學(xué)”。它傳達(dá)的觀念是讓孩子充分體會(huì)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，讓孩子成為整個(gè)學(xué)習(xí)的主導(dǎo)角色。具體目標(biāo)如下：（一）知識(shí)與技能1 知道機(jī)器人的歷史、發(fā)展，分類和應(yīng)用，2了

4、解機(jī)器人對(duì)人類社會(huì)的價(jià)值。3了解機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成、基本原理和相關(guān)知識(shí)。4能夠完成幾種簡(jiǎn)單機(jī)器人的設(shè)計(jì)與組裝；學(xué)會(huì)流程圖的簡(jiǎn)單編程；綜合測(cè)試會(huì)調(diào)整。（二）過(guò)程與方法 1經(jīng)歷簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)過(guò)程，初步體驗(yàn)設(shè)計(jì)的思想。2樹(shù)立正確應(yīng)用機(jī)器人的意識(shí)，初步養(yǎng)成規(guī)范使用機(jī)器人的習(xí)慣。3感受機(jī)器人對(duì)人類社會(huì)的重要性，產(chǎn)生并保持學(xué)習(xí)機(jī)器人的興趣。4. 通過(guò)小組合作制作增強(qiáng)學(xué)生之間的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和創(chuàng)意分享意識(shí)。（三）情感·態(tài)度·價(jià)值觀為興趣而生、在能力中提升興趣，這些能力都不是刻意去要求的，都是潛移默化的，無(wú)形中就學(xué)會(huì)這樣的能力，同時(shí)能認(rèn)識(shí)各種機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方式、學(xué)習(xí)作品中的數(shù)學(xué)和物理原理、了解機(jī)械裝置

5、在生活中的應(yīng)用，在后期通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)，傳感器的應(yīng)用，程序的應(yīng)用進(jìn)行研究探索性學(xué)習(xí)，進(jìn)入機(jī)器人編程階段，可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、團(tuán)隊(duì)合作能力。四、實(shí)施方案1.教學(xué)環(huán)境：機(jī)器人教室；2.教學(xué)器材：樂(lè)高機(jī)器人套件等。 3.任務(wù)型教學(xué)方法。任務(wù)型的教學(xué)途徑，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力，并以能做某事作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)布置任務(wù)，以及小組活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。4.開(kāi)放型教學(xué)方法。教師要開(kāi)放性的處理教材，結(jié)合教材豐富學(xué)生知識(shí)和創(chuàng)意，拓寬他們的視野，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的整合。 5.通過(guò)創(chuàng)設(shè)融合了情境的任務(wù)，使學(xué)生在教師引導(dǎo)下，主動(dòng)地富有個(gè)性地學(xué)習(xí)，可以幫助學(xué)生將知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力，以適應(yīng)未來(lái)工作和生活的需要。 五、課程評(píng)價(jià) 1.過(guò)

6、程評(píng)價(jià)：關(guān)注學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中的參與度。2.結(jié)果評(píng)價(jià)：以每次制作的機(jī)器人來(lái)評(píng)價(jià)；對(duì)優(yōu)秀的創(chuàng)意機(jī)器人全班進(jìn)行鑒賞學(xué)習(xí)，掌握構(gòu)造和拼裝技巧。3.采用學(xué)生自評(píng)、小組互評(píng)、教師評(píng)價(jià)的多維評(píng)價(jià)。六、課程的實(shí)施過(guò)程與方法 第一階段：認(rèn)識(shí)機(jī)器人組件，學(xué)會(huì)用齒輪、桿、軸等，拼裝各種機(jī)器人，學(xué)會(huì)用程序控制其完成一定動(dòng)作；在此之前，學(xué)生對(duì)機(jī)器人知識(shí)幾乎等于零，怎樣讓學(xué)生在最短時(shí)間內(nèi)記住每個(gè)部件的名稱及用途呢？“做中學(xué)”是捷徑。依據(jù)校本教材很快就拼出他們的第一個(gè)機(jī)器人，之后孩子們學(xué)習(xí)操作NXT主機(jī)上自帶的程序控制這個(gè)機(jī)器人可以前進(jìn)、后退、左右轉(zhuǎn)、發(fā)聲、發(fā)光等，初步體驗(yàn)了簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制，學(xué)生興趣大增。在學(xué)習(xí)過(guò)程，還不斷

7、的開(kāi)展各小組之間“我的機(jī)器人”大比拼活動(dòng)。孩子們充分發(fā)揮想象力，拼出了人形、動(dòng)物形、車形多種機(jī)器人。接著，幾個(gè)小組又舉行了“機(jī)器人拔河比賽”。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生們體驗(yàn)到了探究的樂(lè)趣。一段時(shí)間之后，他們已經(jīng)基本熟悉各部件的功能及如何搭配。 通過(guò)“做中學(xué)”，學(xué)生對(duì)機(jī)器人有了初步的認(rèn)識(shí)，這不僅為下一階段完善機(jī)器人做準(zhǔn)備，同時(shí)也更加激發(fā)他們了解機(jī)器人功能的愿望。 第二階段：完善機(jī)器人，使其智能化。 這一階段要完成兩個(gè)任務(wù)。其一，給每個(gè)機(jī)器人分別加上不同的傳感器，如觸動(dòng)傳感器、聲音傳感器等；其二，學(xué)會(huì)使用軟件LEGO MIND STORMS NXT編程控制其完成一些較智能的任務(wù)，如循跡小車、機(jī)器蛇、聲控

8、小車等。也就是說(shuō)，學(xué)生需要依據(jù)機(jī)器人的功能去拼裝。這種情況下，要解決的問(wèn)題之一是機(jī)器人的結(jié)構(gòu)，比如說(shuō)整體形狀、傳感器的位置；問(wèn)題之二是編程。學(xué)生在初中階段沒(méi)有接觸過(guò)編程，首先教師幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)程序的“具大威力”，以此調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)和探究的主動(dòng)性、積極性，然后教師講解示范，并讓他們?cè)隗w驗(yàn)編程中各個(gè)模塊的邏輯關(guān)系；再通過(guò)小組合作，共同完成這個(gè)任務(wù)。這兩個(gè)問(wèn)題解決的過(guò)程培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)中探索的意識(shí)和與他人合作交流的習(xí)慣。每位學(xué)生都有了成功的體驗(yàn)和收獲，特別是編程問(wèn)題，可以看作是以后高中數(shù)學(xué)課程算法與程序設(shè)計(jì)的熱身。 第三階段：各小組按照指定任務(wù)的要求設(shè)計(jì)、組裝機(jī)器人，通過(guò)編寫程序使機(jī)器人能自主完成所給任務(wù)

9、通過(guò)一、二階段的實(shí)踐，學(xué)生對(duì)機(jī)器人有了較為全面的認(rèn)識(shí)，在此基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行更深入的實(shí)踐與研究。具體來(lái)說(shuō)，這個(gè)階段在特定的場(chǎng)地上根據(jù)設(shè)定的任務(wù)，設(shè)計(jì)組裝相對(duì)應(yīng)的機(jī)器人并編寫程序，使機(jī)器人自己完成任務(wù)。相比第一、二階段，這個(gè)階段更具有實(shí)踐性、開(kāi)放性和自主性，有利于學(xué)生真正放開(kāi)手腳參與實(shí)踐。比如，14年以“自然之怒”為主題的場(chǎng)地中，設(shè)置了十四個(gè)任務(wù)，要求機(jī)器人模擬海嘯和臺(tái)風(fēng)對(duì)人類的破壞以及實(shí)施救援，要求隊(duì)員在150秒時(shí)間內(nèi)完成，很顯然對(duì)機(jī)器人完成任務(wù)的速度和效果有很高的要求。前期準(zhǔn)備中，隊(duì)員們反復(fù)論證、實(shí)踐、修改、再實(shí)踐、再改進(jìn)。就這樣將近三個(gè)月過(guò)去了，終于“自然之怒”為主題的任務(wù)能夠在規(guī)定的150

10、秒時(shí)間內(nèi)完成了，并且在當(dāng)年的五月份參加河北省機(jī)器人大賽中獲得了一等獎(jiǎng)。在完成任務(wù)的過(guò)程中，學(xué)生們不僅了解到人類活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致環(huán)境災(zāi)害，比如海嘯、土地沙化、地面沉降、酸雨等，而且明白了人類要從科學(xué)的意義上認(rèn)識(shí)這些災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展以及盡可能減小它們所造成的危害。七、取得的成績(jī)年度比賽項(xiàng)目獲獎(jiǎng)情況13省科協(xié)、教育廳 青少年機(jī)器人大賽 工程挑戰(zhàn)賽二等獎(jiǎng)1；三等獎(jiǎng)1；團(tuán)體三等獎(jiǎng)14省科協(xié)、教育廳 青少年機(jī)器人大賽 工程挑戰(zhàn)賽一等獎(jiǎng)1；二等獎(jiǎng)115省科協(xié)、教育廳 青少年機(jī)器人大賽 工程挑戰(zhàn)賽二等獎(jiǎng)1；三等獎(jiǎng)1WRO世界機(jī)器人奧林匹克比賽河北省選拔賽冠軍1；一等獎(jiǎng)1；優(yōu)秀教練員116省科協(xié)、教育廳 青少年機(jī)器人大賽 工程挑戰(zhàn)賽一等獎(jiǎng)1；二等獎(jiǎng)1；三等獎(jiǎng)1；團(tuán)體三等獎(jiǎng)WRO世界機(jī)器人奧林匹克比賽河北省選拔賽亞軍1；一等獎(jiǎng)1；優(yōu)秀教練員117First工程挑戰(zhàn)賽河北區(qū)選拔賽二等獎(jiǎng)1；八、說(shuō)效果與反思1、學(xué)生們體驗(yàn)了綜合實(shí)踐活動(dòng)課帶來(lái)的快樂(lè)，對(duì)科技的興趣越來(lái)越濃；2、通過(guò)實(shí)際參與活動(dòng)，以自己的體驗(yàn)為基礎(chǔ)，形成內(nèi)化的自主研究的品質(zhì)；3、知道了如