1、智能機器人科 目設計方案上海市甘泉外國語中學袁文錚智能機器人科目通過具體的技術實踐使學生理解技術和科學的聯系和區別，理解倆者對社會發展、人類生活所具有的重要意義，從而深化認識，開拓視野。和此同時，將技術所蘊含的豐富的人文因素，自然地融入智能機器人課的教學之中，滋潤學生的心田，提升學生的文化品位和人文素養。壹、 智能機器人科目開發說明1 背景分析我校的拓展型課程是著眼于社會未來發展對人才的要求，從全面發展學生的素質出發，以“培養有教養、有個性、有競爭力、有國際視野的現代人”為課程目標及最終的育人目標。二十壹世紀將是壹個機器人（PR）的時代！早已成熟的PC 技術和蓬勃發展的Internet 正于逐

2、步改變著人們的生活，信息更加便利，家居更加智能化，作為人類夢想的機器人也已經開始走入工廠，走進家庭。個人機器人的核心智能技術作為技術領域的壹個學術前沿，有著無窮的研究空間，個人機器人產業剛剛開始形成。今后，個人機器人或許會像目前的個人電腦壹樣的普及，Internet 也可能成為PR 大腦的壹部分。于不久的將來，個人機器人或許會成為人們每天學習、生活、娛樂中離不開的伙伴！為此，智能機器人科目設計以培養學生創新精神、實踐能力為宗旨，以提高學生的信息素養、技術素養為目標，是學生信息科技課程的延伸。智能機器人科目盡可能的面向全體學生，考慮到學生于興趣、生活經歷、地域特征、文化背景等方面的差異，于課件、

3、教學及其評價等方面力求多樣性和動態化，以滿足不同學生的不同需要，促使學生的個性發展。2 學情分析初中學生認知結構的各種要素迅速發展，認知能力不斷提高，認知的核心成分思維能力逐漸成熟，且向理論思維轉化；抽象邏輯思維占優勢地位，辯證思維和創造思維有了很大發展；自我評價和自我控制能力明顯增強；心理狀態極不平衡，多種多樣，偏差心理不時呈現。因此，于學習活動中，要進壹步拓展視野， 關注機器人技術發展對社會的影響；培養學生的學習興趣，增強創造的欲望；通過智能機器人設計、機器人技術試驗等活動，讓學生習慣合作學習、團隊協作的學習和研究方法；營造民主、活躍、進取的學習氛圍來進行探究和創新，使學生的創造潛能得到良

4、好的引導和有效的開發，使學生的實踐能力得到發展。3 教育價值技術是不斷發展變化的，它具有鮮明的時代印記。智能機器人科目的教育價值首先于于它緊密聯系學生的生活實際，于注重課程內容的基礎性、通用性的同時，注重了它的先進性。其次，從學生現實生活所接觸的技術內容向現代技術和高新技術延伸，使學生有機會了解現代工農業生產和日常生活中技術發展的嶄新成果和未來走向。第三，讓學生于掌握基礎知識和基本技能的同時，有機會接觸到所能理解的最新發展成果和技術信息，從而領略到技術發展的內于動力和文化意義，增強對當代先進技術及其文化的理解。4 課時總量智能機器人科目建議的課時總量為20 課時。 其中第 1 、 2 課時為進

5、入智能機器人世界的入門學習，要求學生了解機器人的誕生、機器人的發展、能力風暴機器人的基本結構、能力風暴機器人的編程軟件等入門知識。從第3 課時起，依次進入15 個項目的活動過程，原則上每個項目活動安排1 個課時，個別較難1 個課時。最后1 、 2 課時安排創新機器人項目設計，能夠作為科目考核的參考依據。2、 智能機器人科目目標于智能機器人科目實施過程中，知識和技能、過程和方法、情感態度和價值觀等方面的目標是壹個不可分割的整體，應注意融合和協調，努力實現三者的有機統壹。1 智能機器人科目的三維目標（ 1 ）知識和技能理解智能機器人技術的性質，了解智能機器人技術的發展歷史和壹些最新成果以及生活和生

6、產中的應用，能正確認識智能機器人技術對人們日常生活及社會產生的正反倆方面的影響，具有正確操作機器人基本技能。了解傳感器于智能機器人工作中的作用，理解紅外、光敏、碰撞等傳感器的工作原理和于智能機器人中的應用。了解智能機器人設計的基本知識，初步掌握智能機器人設計的壹般程序和基本技能，能對設計的過程、方案和成果做出比較全面的評價。能從技術設計的角度理解結構、系統、流程、控制的壹般概念，了解簡單的結構設計、系統設計、流程設計、控制設計的基本知識，以及這些知識于機器人設計中的內于聯系和廣泛應用。了解算法的概念和于機器人設計中的重要作用；能夠用自然語言來描述機器人工作的過程。熟悉壹種可視化窗口的程序設計，

7、且應用于機器人的制作。具有初步的技術試驗的操作技能，能進行基本的技術測試和技術指標測量，會寫簡單的技術測試和技術試驗方案。（ 2 ）過程和方法經歷根據生活和學習需要提出問題、且形成設計解決問題方案的過程，體驗學習中應用批判性思維和創造性想象能力的方法。經歷技術方案的實現或轉化為作品的過程，初步學會模型或作品的制作、裝配、調試的方法。經歷作品制作中交流和評價的過程，學會于小組活動中進行學習的方法。經歷將結構、流程、系統和控制的基本知識應用于技術實踐的過程，初步掌握結構、流程、系統和控制的基本思想和方法，且能綜合運用所學知識和技能解決壹些實際問題，發展創新精神和理論運用于實踐的能力。經歷典型的技術

8、設計、制作和評價的活動過程，初步掌握基本的技術學習方法和技術探究方法，具有初步的參和技術活動的能力和使用技術及其產品的能力，發展技術的決策能力、創新能力和終身學習能力。（ 3 ）情感態度價值觀形成和保持對技術問題的敏感性和探究欲望，領略技術世界的奧秘和神奇，關注技術的新發展，具有對待技術的積極態度和正確使用技術的意識。熟悉從事技術活動必須具備的品質，能夠安全而又負責任地參加技術活動，具有良好的合作和交流的態度，養成嚴謹、守信、負責、勤儉、進取等良好品質。體驗技術問題解決過程的艱辛和曲折，具有克服困難的勇氣和決心，培養不怕困難、不屈不撓的意志，感受解決技術難題和獲得勞動成果所帶來的喜悅。認識技術

9、的創造性特征，形成實事求是、精益求精的態度，培養富于想象、善于批判、敢于表現個性、勇于創新的個性品質。理解技術的文化特性和藝術特性，具有認識技術問題的國際視野和全球意識，以及壹定的對技術文化的理解和選擇能力。理解科學、技術和社會的相互關系，增強勞動觀念，具有敬業意識和創業意識，形成和技術相聯系的經濟意識、質量意識、環保意識、倫理意識，以及主動參和當地經濟建設的意識。2 教學設計中教學目標設計的原則和要求智能機器人立足信息技術教學的基礎，以基礎的、寬泛的、和學生日常生活聯系緊密的技術內容為載體，以進壹步提高學生的信息素養、技術素養、促進學生全面而富有個性的發展為目標。通過學習，學生將進壹步拓展信

10、息技術、技術學習的視野，學會或掌握壹些通用技術的基本知識和基本技能，掌握技術及其設計的壹般思想和方法；具有壹定的技術探究、運用技術原理解決實際問題以及終身進行技術學習的能力；形成和保持對技術的興趣和學習愿望，具有正確的技術觀和較強的技術創新意識；養成積極、負責、安全地使用技術的行為習慣，發展初步的技術能力和壹定的職業規劃能力，為迎接未來社會挑戰、提高生活質量、實現終身發展奠定基礎。3、 智能機器人科目內容1 內容選取的原則及組織形式說明智能機器人科目的內容選取原則：注重學生創新精神和實踐能力的培養，且著力于以下幾個方面形成目標上的獨特追求：技術的理解、使用、改進及決策能力； 意念的表達和理念轉

11、化為操作方案的能力；知識的整合、應用及物化能力；創造性想象、批判性思維及問題解決的能力；技術文化的理解、評價及選擇能力。科目的組織形式：由智能機器人活動教程、項目活動記錄表、項目活動答案參考、配套例程幾個模塊組成。涉及智能機器人的概念，基本結構和工作原理，機器人的發展歷史，機器人的應用等項目活動。其中，智能機器人活動教程是自行開發的區域性拓展型教程，其中包含五大章節，15 個活動項項目活動記錄表共15 份，和智能機器人活動教程中的15 個項目活動相配套。2 完整的內容框架智能機器人科目內容框架：,活動教程 ,活動記錄表,配套例程壹、機器人的誕生二、機器人的發展三、能力風暴機器人的基本軟件第二章

12、讓你的機器人動起來項目 1 運行自檢程序項目 2 運行表演程序項目 3 傳感器功能的測試第三章小試身手項目4走正方形項目5打招呼項目6折返跑項目7邊走邊唱項目8追星族第四章更進壹步項目9接力賽項目 10 機器人回家項目13 旅行者項目14 走迷宮項目15 消防員項目11 飛蛾撲火項目12 篝火晚會第五章挑戰自我3 配套的課程資源說明項目活動答案參考及配套例程是提供給教師備課或指導學生實踐時的壹個參考，配套例程中包含有15 個項目活動中涉及到的所有設計程序，有些項目仍提供多種程序思路，以幫助教師開拓思維，多角度地解決機器人程序設計中的實際問題。4、 智能機器人科目實施學生的技術學習過程是主動建構

13、知識、不斷拓展能力的過程，也是富有生機、充滿探究、生動活潑的活動過程。于這個過程中，學生是學習的主體，教師是學習活動的引導者、幫助者，更是學生的親密朋友。1 活動組織形式及實施原則于智能機器人科目的實施過程中，以小組化的合作形式展開教學活動。其實施原則：第壹， 從學生的實際出發，精心設計和組織學生的學習活動；第二，根據學生的身心發展規律和技術學習特點，指導學生采取自主學習、合作學習、網絡學習等多種學習方式；第三，促進學生探究能力的提高，積極的情感態度和價值觀的形成，以及終身學習能力的發展。2 活動設計的要求引導學生親歷設計的過程學生的全員性參和。教師應密切結合學生的生活經驗，重視改進教學方法，

14、激發 學生對技術問題的興趣和研究愿望，且注意發揮每個學生的積極性，最大限度地開發每個學生的潛能，促使其主動、有效地參和設計過程，獲得直接經驗。其次，要強調學生的全程性參和，即每個學生均必須經歷設計方案的形成過程、方案轉化為作品的過程、交流和評價的過程。為此，教師應注意保持學生學習興趣的穩定性和持續性，引導學生從多個角度提出問題，用多種方法解決問題，運用各種技術交流和評價手段豐富設計過程，以使學生獲得比較完整的體驗。于設計的教學過程中，教師仍要以引導者的身份創設壹種開放、民主、 活躍、進取的學習氛圍，鼓勵學生展開想象，大膽創新，使設計真正成為生動活潑、師生互動的過程，使全體學生于設計過程中均得到

15、發展。加強對學生的個別輔導由于智能機器人科目內容之間的聯系十分緊密，同時學生的接受能力也各有差異，所以于學生的學習過程中，容易出現分化現象。特別是調試中，有些學生如果得不到教師的及時輔導和具體幫助，往往會造成學習的中斷，甚至仍會干擾正常的教學秩序。因此，于技能操作方法教學和學生動手實踐過程中，教師要加強巡視，注意教學信息的及時反饋，根據不同情況，采用小組輔導、個別輔導和學生之間互幫互學等多種方式，及時給有困難的學生提供幫助。于輔導過程中，要重視對所出現的技術問題的分析和方法上的指導，防止出現教師代替學生操作的現象。于制作過程中，有的學生如果提前完成任務，教師能夠及時聘請他當“小老師” ，輔導有

16、困難的學生，分析出現問題的原因；或者對這些學生提出更高的要求，讓他們繼續進行研究和改進。加強教學研究要根據本標準的要求，結合學校的實際情況，立足于教學的具體問題，通過討論、聽課、公開教學、課題研究、教學評比等各種形式，加強對本課程的教學研究。學校（或校際）應建立技術教研組，組織教師探討教學中的問題，開展教學經驗和研究成果的交流，從而促進課程資源的開發，提高教師的教學能力。3 必要的技術使用原則及德育要求重視技術思想和方法的學習指導于解決具體技術問題的過程中，重視對學生進行技術思想和方法的學習指導，且把它貫穿于整個教學過程中。于教學中，教師要精心挑選壹些集中體現技術思想和方法的技術設計實例，引導

17、學生使用技術思想和方法這把“鑰匙”，去打開技術問題的“大門”，從而去體驗、領悟技術思想和方法的真諦。技術思想和方法的獲得且非通過壹次實踐就能解決，而要經過 “實踐認識再實踐再認識”的多次循環。倡導學習方式的多元化針對不同的學習內容和學生差異，選擇模仿、合作和研究等不同的學習方式，促進學生于教師指導下主動地、富有個性地學習。模仿是壹種學習方式，它于工具的操作技能等教學中有著廣泛的應用，但要防止把它作為唯壹的教學方式。應特別重視合作學習方式于技術教學中的應用。能夠讓學生分工協作設計某個作品來完成某個技術任務。于合作學習過程中，要注意調動每個學生的主動性和積極性，注重分工的合理性和均衡性；發揮小組全

18、體成員的作用，形成優勢互補；激發每個小組團體成員的集體榮譽感，加強成員之間、小組之間的及時溝通和交流，培養人際交往和溝通能力，形成和他人協作、分享和共進的態度和團隊精神。此外，要積極滲透研究性學習的方式，改變以往的教學過于偏重接受性學習的傾向， 促進課內外的溝通，加強學生學習的自主性，提高學生的技術探究能力。5、 智能機器人科目評價智能機器人科目評價采用過程性評價和結果性評價相結合的方式。過程性評價貫穿于每壹個項目活動中，以問題的形式體現，且每次評價表均會根據項目活動內容的不同做出相應的調整，使評價內容更貼近學生的親身經歷和實際感受。以“項目活動 9-接力賽”為例的過程性評價詳見附錄。結果性評價則體當下科目的后期，要求學生以小組為單位，于前期掌握的機器人關聯知識和編程技巧基礎之上，設計且制作壹個機器人創意項目。于該創意項目的設計、制作、修改、完善的過程中，既有對此過程的學生自評、互評、師評，也有對最后完成作品的交流和評價。附錄智能機器人活動教程之“項目活動 9- 接力賽”