智能机器人教学实验的设计与实施
幼儿园智能机器人教案 幼儿园科技教育

幼儿园智能机器人教案随着科技的不断发展,智能机器人已经成为了日常生活中不可或缺的一部分。
在教育领域,智能机器人也逐渐发挥着重要作用,特别是在幼儿园科技教育方面。
幼儿园智能机器人教案的制定对于提高幼儿对科技的认识和理解,培养其动手能力和逻辑思维能力,具有重要意义。
以下是针对幼儿园智能机器人教案的一些内容和建议:一、教学目标:1. 帮助幼儿了解智能机器人的基本概念和原理;2. 培养幼儿对科技的兴趣和好奇心;3. 提高幼儿的动手能力和逻辑思维能力;4. 培养幼儿的团队合作意识和交流能力。
二、教学内容:1. 智能机器人的基本概念:通过图片、视瓶等形式向幼儿介绍智能机器人的定义、特点和应用场景,让幼儿初步了解智能机器人的基本概念。
2. 智能机器人的动手体验:引导幼儿动手操作智能机器人,让他们亲自体验智能机器人的功能和操作方式,例如让机器人做一些简单的动作或表情。
3. 智能机器人的编程:介绍简单的编程概念,让幼儿通过编程软件进行简单的编程操作,控制智能机器人完成一些基本的任务,如走迷宫或模拟日常生活中的场景。
4. 智能机器人的应用:通过展示一些智能机器人在生活中的应用案例,让幼儿了解智能机器人是如何帮助人们解决问题和提高生活质量的。
三、教学方式:1. 观察探究法:引导幼儿通过观察和探究来了解智能机器人的基本概念和工作原理,激发他们的好奇心和学习兴趣。
2. 启发式教学法:通过提出问题和情景设置,引导幼儿自主思考和探索,培养其逻辑思维能力和动手能力。
3. 情境模拟法:通过模拟真实场景,让幼儿在实际操作中学习和体验,培养其动手能力和团队合作意识。
四、教学评价:1. 老师观察记录:在教学过程中,老师可以通过观察幼儿的反应和表现来评价其对智能机器人教学内容的理解和掌握情况。
2. 作品展示:鼓励幼儿展示自己编程控制智能机器人的作品,可以展示在幼儿园内部或举办科技作品展览活动。
3. 情景演示:让幼儿在小组或班级中进行情景演示,展示他们在智能机器人教学中的合作和共享经验。
人工智能与机器人教案

人工智能与机器人教案一、引言随着科技的发展和进步,人工智能(Artificial Intelligence,简称AI)和机器人技术越来越受到关注和应用。
在教育领域,人工智能和机器人被广泛运用于教学中,为教师和学生带来了许多新的机会和挑战。
本教案将介绍如何在课堂上有效地利用人工智能和机器人技术,提高教学质量和学习效果。
二、教案目标1. 了解人工智能和机器人的基本概念和原理;2. 探讨人工智能和机器人在教育中的应用;3. 学习如何设计和实施与人工智能和机器人相关的教学活动;4. 培养学生的创造力、批判性思维和合作精神。
三、教学内容本教案将分为以下几个部分:1. 人工智能和机器人的基本概念- 人工智能的定义和发展历程- 机器人的定义和分类2. 人工智能和机器人在教育中的应用- 人工智能教育工具和平台的介绍- 机器人在课堂教学中的角色和作用3. 教学活动设计和实施- 制作简单机器人的实践活动- 利用人工智能教育工具进行学习4. 培养学生的创造力和批判性思维- 鼓励学生利用人工智能和机器人进行创造性的活动- 培养学生分析和解决问题的能力5. 合作学习与机器人- 探讨团队合作在机器人编程中的重要性- 设计合作性的机器人教学活动四、教学方法1. 授课法:通过讲解和演示介绍人工智能和机器人的基本概念和原理;2. 实践活动:组织学生参与制作简单机器人和编程实践,提高动手能力;3. 探究式学习:引导学生主动探索人工智能和机器人在教育中的应用;4. 合作学习:组织学生进行小组合作,共同解决问题和完成任务。
五、教学评估1. 参与度评估:观察学生在课堂上的积极性和参与度;2. 完成作业和实验报告评估:检查学生的作业和实验报告是否完成并符合要求;3. 小组合作评估:通过观察和评估小组合作活动的质量和效果。
六、教学资源1. 教材:人工智能和机器人相关的教材;2. 实验设备:简单机器人组装工具和电脑编程软件;3. 学习资源:人工智能教育工具和平台的相关资料。
人工智能教育智能化教学系统设计与实施

人工智能教育智能化教学系统设计与实施随着科技的不断进步和发展,人工智能逐渐渗透到教育领域,并为教学带来了前所未有的变革。
人工智能教育智能化教学系统的设计与实施是利用人工智能技术来提升教学效果的重要途径。
本文将探讨人工智能教育智能化教学系统的设计原则、技术应用以及实施过程。
1. 教育智能化系统的设计原则人工智能教育智能化教学系统的设计应遵循以下原则:1.1 个性化定制:根据学生的能力水平、学习风格和兴趣爱好,提供个性化的学习内容和教学方式,以激发学生的学习动力和兴趣。
1.2 强化学习与反馈:通过系统的反馈机制,及时纠正学生的错误,并针对性地提供指导,以帮助学生更好地理解和掌握知识。
1.3 多模态交互:结合语音、图像、视频等多种感知方式,使学习过程更加生动和丰富,提高学习效果。
1.4 开放式协作:利用互联网技术,实现学生之间、学生与教师之间的即时沟通和合作,促进学习者之间的交流与共享。
2. 技术应用2.1 语音识别技术:利用语音识别技术,将学生的语音转化为文字,并进行语音情感分析,以更好地了解学生的学习状态和需求。
2.2 自然语言处理技术:通过自然语言处理技术,实现对学生提问的解析与回答,为学生提供即时的问题解答和知识补充。
2.3 数据挖掘与分析技术:利用数据挖掘和分析技术,对学生的学习行为和学习效果进行分析,以便为教师提供合理的个性化指导。
2.4 虚拟现实技术:结合虚拟现实技术,创建真实的学习场景,提升学生的学习体验和参与度。
3. 实施过程3.1 教师培训:在实施教育智能化系统之前,进行教师培训,使教师熟练掌握系统的使用方法和教学理念,提高其教学效果。
3.2 学生评估:在系统实施初期,对学生进行评估,了解其学习水平和需求,并根据评估结果制定个性化的学习方案。
3.3 内容开发:为教育智能化系统开发适应学生需求的学习内容,包括在线课程、习题和实验等,并根据学生的学习情况进行及时的更新和优化。
3.4 教学实施:在教学过程中,教师和学生通过教育智能化系统进行互动和交流,实现个性化的学习和教学。
人工智能辅助教学与学习的设计与实现

人工智能辅助教学与学习的设计与实现随着科技的不断发展,人工智能在教育领域也得到了广泛应用。
人工智能辅助教学与学习的设计与实现,可以有效地提高学习者的学习效果和教育者的教学质量。
本文将从教学设计、学习辅助和实施效果三个方面,论述人工智能辅助教学与学习的设计与实现。
一、教学设计教学设计是人工智能辅助教学与学习的重要环节。
通过合理的教学设计,可以确保教学过程的顺利进行,并提升学习者的学习兴趣和主动性。
1.个性化教学设计人工智能可以根据学习者的个体差异和学习状态,自动生成符合学习者需求的个性化教学内容。
例如,可以根据学习者的学习目标和水平,为其推荐适合的学习资源和习题。
通过个性化的教学设计,可以满足学习者的差异化需求,提高学习效果。
2.智能测评设计人工智能可以通过学习者的学习数据和表现,自动分析其学习状况,并提供针对性的测评和评价。
教育者可以根据测评结果,及时调整教学策略和内容,帮助学习者更好地掌握知识和技能。
二、学习辅助人工智能在学习辅助方面的应用,可以帮助学习者更高效地获取和消化知识,提高学习效果。
1.个性化学习辅助根据学习者的学习状况和需求,人工智能可以智能推荐适合的学习资源和学习路径。
例如,通过分析学习者的学习历史和学习倾向,为其推荐合适的学习材料和学习方案。
个性化的学习辅助可以提高学习者的学习效果和学习动力。
2.智能学习工具人工智能可以提供多种智能学习工具,帮助学习者更好地掌握知识。
例如,语音识别技术可以实现自动转换和评估学习者的口语表达能力;智能纠错系统可以自动检测和纠正学习者的写作错误等。
这些智能学习工具可以提供及时的反馈和指导,促进学习者的进步。
三、实施效果人工智能辅助教学与学习的设计与实现,通过未来即时反馈、个性化辅导等手段,可以提高教学效果和学习效果。
1.提高学习效果人工智能可以根据学习者的学习数据和表现,及时调整教学内容和策略,帮助学习者更好地理解和掌握知识。
同时,人工智能辅助学习工具的使用,可以提供实时的反馈和指导,帮助学习者及时纠正错误,提高学习效果。
中小学智能机器人课堂教学的策略和方法

中小学智能机器人课堂教学的策略和方法随着人工智能技术的迅猛发展,智能机器人已经逐渐融入到了教育领域,成为学校教学的新工具。
特别是在中小学教育领域,智能机器人的应用正在逐渐成为一种趋势。
那么,面对智能机器人在课堂教学中的应用,我们应该如何制定策略和方法呢?下面就让我们来探讨一下中小学智能机器人课堂教学的策略和方法。
一、确定教学目标在使用智能机器人进行课堂教学之前,首先需要明确教学目标。
教学目标是开展教学活动的根本要求,是教学活动的前提和保障。
在使用智能机器人进行课堂教学时,教师需要清晰地确定教学目标,清楚地知道使用智能机器人的目的是什么,希望学生通过智能机器人的学习能够达到哪些效果。
只有明确了教学目标,教师才能有针对性地选择智能机器人进行课堂教学。
二、选择适合的智能机器人在确定了教学目标之后,教师需要选择适合的智能机器人。
不同的智能机器人具有不同的功能和特点,在课堂教学中也有着不同的应用场景。
教师需要根据自己的教学需求,选择适合的智能机器人进行教学。
在语言课堂中,可以选择具有语音识别和语音合成功能的智能机器人,帮助学生提高口语表达能力;在数学课堂中,可以选择具有编程功能的智能机器人,帮助学生学习编程知识。
教师需要根据不同的教学内容和目标,选择适合的智能机器人进行课堂教学。
三、设计合理的教学内容四、灵活运用智能机器人在课堂教学中,教师需要灵活地运用智能机器人。
智能机器人虽然是一种新的教学工具,但并不是所有的教学环节都适合使用智能机器人。
教师在课堂教学中需要根据具体情况,有选择地使用智能机器人。
比如说,可以在课程引导和知识讲解等环节使用智能机器人,帮助学生更好地理解知识;而在课程讨论和问题解答等环节,可以适当地减少智能机器人的使用,让学生更多地参与到课堂活动当中。
五、注重个性化教学六、引导学生积极参与在使用智能机器人进行课堂教学时,教师需要引导学生积极参与。
智能机器人能够为学生提供更多的学习资源和互动方式,但最终的学习效果仍然取决于学生的主动参与。
智能机器人教案

智能机器人教案1. 引言随着科技的发展和人工智能技术的进步,智能机器人作为一种创新的教育工具,正在逐渐应用于学校教育领域。
智能机器人可以提供个性化的学习支持,激发学生的兴趣和学习动力,并为教师提供更丰富的教学资源。
本教案将介绍智能机器人在教学中的应用,并提供相关的教学活动和案例。
2. 智能机器人在教学中的应用2.1 提供个性化学习支持智能机器人可以根据学生的学习能力和兴趣,提供个性化的学习支持。
通过分析学生的学习行为和反馈信息,智能机器人可以制定针对性的学习计划,并给予学生实时的学习指导和反馈。
这种个性化的学习支持可以提高学生的学习效果,增强他们的学习信心。
2.2 激发学生的学习兴趣和动力智能机器人具有互动性和趣味性,能够与学生进行情感交流和智力游戏。
智能机器人可以通过与学生的对话和互动,提高学生的学习积极性,激发他们的学习兴趣和学习动力。
例如,智能机器人可以设计有趣的学习游戏,让学生在游戏中学习知识,增加学习的乐趣和参与度。
2.3 丰富教师的教学资源智能机器人可以为教师提供丰富的教学资源和工具。
通过与智能机器人的合作,教师可以利用智能机器人的知识库和教学软件,为学生设计个性化的学习任务,并通过智能机器人的智能评估和反馈系统,对学生的学习进行及时监测和评估。
这些教学资源和工具可以帮助教师提高教学效果,提升学生的学习成绩。
3. 智能机器人教学活动案例3.1 语言学习活动通过与智能机器人的对话和互动,学生可以提升自己的语言表达能力和交流技巧。
教师可以设计各种语言学习活动,例如口语对话练习、英语单词游戏等,让学生在与智能机器人的互动中进行语言学习,并得到即时的反馈和纠正。
3.2 科学实验活动智能机器人可以作为科学实验的助手,帮助学生进行科学实验的指导和操作。
例如,在物理实验中,智能机器人可以提供实验步骤和技巧,并通过传感器和测量装置,帮助学生进行数据采集和分析。
这样的科学实验活动可以激发学生的科学探索精神,培养他们的科学思维和实验技能。
教育科技中的人工智能教学助手设计与实践
教育科技中的人工智能教学助手设计与实践随着人工智能(AI)的迅猛发展,教育领域也开始探索如何利用人工智能技术提升教学效果。
人工智能教学助手作为一种新型的教育科技工具,为教师和学生提供了全方位的支持和辅助。
本文将探讨人工智能教学助手的设计与实践,旨在深入了解其在教育科技中的应用。
一、人工智能教学助手的设计原则人工智能教学助手的设计需要考虑以下原则:1.个性化教学:人工智能教学助手应根据学生的学习需求和能力水平,提供个性化的学习支持。
通过分析学生的学习数据和学习行为,教学助手可以根据学生的特点制定定制化的学习计划,提供有针对性的指导和反馈。
2.智能辅助教学:人工智能教学助手应能够承担教学中的一部分任务,如主动检查学生的作业、回答学生的问题、监控学生的学习进度等。
通过自然语言处理和机器学习等技术,教学助手可以与学生进行真实、自然的对话,并提供高质量的教学反馈。
3.全程参与教学:人工智能教学助手应在整个学习过程中与学生紧密互动,给予学生持续的支持和指导。
教学助手可以利用云计算和大数据技术,收集和分析学生的学习行为和表现,并根据分析结果调整教学策略,提供个性化的学习推荐和教学资源。
二、人工智能教学助手的实践案例1.智能语音助手:智能语音助手是一种基于语音识别和自然语言处理技术的人工智能教学助手。
学生可以通过与智能语音助手进行语音交互,提问问题、听听说说、学习新知识等。
智能语音助手能够根据学生的提问,提供准确的答案和详细的解释,帮助学生理解知识点。
同时,智能语音助手还可以根据学生的发音和语法错误,提供针对性的语音纠正和语法指导,帮助学生提高口语表达能力。
2.智能作业批改助手:智能作业批改助手是一种基于自然语言处理和机器学习技术的人工智能教学助手。
教师可以将学生的作业上传到智能作业批改助手中,助手会对作业进行评阅、检查、反馈和评分。
智能作业批改助手不仅可以快速、自动地批改作业,还可以为学生提供详细的评语和改进建议。
幼儿园互动智能机器人教案
幼儿园互动智能机器人教案一、教学目标。
1. 让幼儿了解智能机器人的基本概念和特点。
2. 培养幼儿的动手能力和逻辑思维能力。
3. 提高幼儿的团队合作意识和沟通能力。
二、教学重点。
1. 让幼儿了解智能机器人的基本概念和特点。
2. 培养幼儿的动手能力和逻辑思维能力。
三、教学难点。
1. 提高幼儿的团队合作意识和沟通能力。
四、教学准备。
1. 智能机器人模型。
2. 幼儿园教室。
五、教学过程。
1. 导入。
教师向幼儿们介绍智能机器人的概念和特点,引发幼儿们的兴趣。
2. 活动一,认识智能机器人。
教师向幼儿们展示智能机器人模型,并让幼儿们自由观察和探索。
然后,教师向幼儿们提出问题,“你们知道智能机器人是什么吗?它有哪些特点?”让幼儿们踊跃发言,表达自己对智能机器人的认识。
3. 活动二,动手操作。
教师将智能机器人模型拆开,然后将零件分发给幼儿们。
让幼儿们根据指导书,动手组装智能机器人。
在这个过程中,教师要引导幼儿们观察零件的形状和功能,培养他们的动手能力和逻辑思维能力。
4. 活动三,团队合作。
将幼儿们分成小组,让他们团队合作,共同组装智能机器人。
在这个过程中,教师要引导幼儿们学会倾听他人的意见,提出自己的想法,培养他们的团队合作意识和沟通能力。
5. 活动四,展示成果。
每个小组完成组装后,让他们向全班展示他们的智能机器人。
同时,让他们分享在组装过程中遇到的困难和解决方法。
通过这个活动,让幼儿们感受到团队合作的重要性,培养他们的自信心和表达能力。
六、教学总结。
通过本次教学活动,幼儿们对智能机器人有了更深入的了解,同时也培养了他们的动手能力、逻辑思维能力、团队合作意识和沟通能力。
希望通过这样的活动,可以激发幼儿们对科技的兴趣,培养他们的创新精神和团队合作意识。
人工智能课堂教学实践(3篇)
第1篇随着信息技术的飞速发展,人工智能(Artificial Intelligence,AI)已经成为当今社会的一个重要研究领域。
在教育领域,人工智能的应用也逐渐普及,为课堂教学带来了新的活力。
本文将探讨人工智能在课堂教学中的实践,分析其优势与挑战,并提出相应的改进措施。
一、人工智能课堂教学的优势1. 个性化学习人工智能可以根据学生的学习情况,为学生提供个性化的学习方案。
通过分析学生的学习数据,AI系统能够识别学生的兴趣、优势和不足,从而为学生量身定制学习内容和方法。
2. 智能辅导人工智能可以帮助教师减轻工作负担,实现智能辅导。
例如,AI系统可以自动批改作业,提供即时反馈,帮助学生及时调整学习策略。
同时,AI还可以根据学生的学习进度,推荐合适的学习资源。
3. 丰富教学手段人工智能技术可以丰富教学手段,提高课堂互动性。
例如,利用虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术,可以为学生提供沉浸式的学习体验;利用语音识别技术,可以实现课堂问答的智能化,提高学生的参与度。
4. 数据驱动教学人工智能可以收集和分析大量教学数据,为教师提供决策依据。
通过对学生学习数据的分析,教师可以了解学生的学习效果,调整教学策略,提高教学质量。
二、人工智能课堂教学的实践案例1. 智能辅导系统某学校引入了智能辅导系统,该系统可以根据学生的学习进度和成绩,为学生推荐合适的学习内容。
系统还提供了自动批改作业、智能问答等功能,帮助学生及时巩固知识点。
2. 虚拟现实课堂某高校利用VR技术开设了虚拟现实课堂,让学生在虚拟环境中学习。
例如,在生物课上,学生可以进入虚拟的细胞世界,观察细胞的结构和功能;在历史课上,学生可以穿越时空,亲身体验历史事件。
3. 智能语音助手某中学引入了智能语音助手,用于课堂问答。
学生可以通过语音提问,系统会自动识别问题并给出答案。
这有助于提高课堂互动性,激发学生的学习兴趣。
三、人工智能课堂教学的挑战1. 技术限制目前,人工智能技术在课堂教学中的应用还处于初级阶段,存在技术限制。
AI机器人教案设计与实施策略
AI机器人教案设计与实施策略随着信息技术的快速发展,人工智能机器人已经逐渐进入我们的生活和教育领域。
AI机器人的引入为教育教学带来了前所未有的机遇和挑战。
本文将就AI机器人教案设计与实施策略进行讨论,探讨如何充分利用AI机器人提升教育质量。
一、教案设计在设计AI机器人教案时,教师应该清楚教学目标、教学内容和教学方法。
以下是一些设计教案的要点:1. 确定教学目标:明确教学目标是设计教案的首要任务。
教师应考虑学生的年级、能力和兴趣,制定符合学生实际情况的教学目标。
2. 教学内容选择:AI机器人可以应用于各个学科的教学中,教师可以根据教学计划和学生需求,选择适宜的教学内容。
例如,在语言课堂上,可以利用AI机器人进行口语对话练习;在数学课堂上,可以通过AI机器人进行数学问题的实时解答等。
3. 教学方法设计:在设计AI机器人教案时,教师应该合理选择教学方法,灵活运用人机互动的特点。
可以利用AI机器人进行启发式教学,引导学生主动思考和探索,培养其创造性思维和问题解决能力。
4. 教学评估与反馈:设计AI机器人教案时,教师应考虑如何进行教学评估和反馈。
可以通过机器人的数据分析和学生表现,了解学生的学习情况,及时调整教学策略。
二、实施策略除了设计教案,教师还需要制定实施策略,保证AI机器人的有效运用。
以下是一些实施策略的建议:1. 提前准备:教师在课前需要对AI机器人进行准备和测试。
确保机器人状态良好,并掌握其基本操作方法。
此外,还应提前了解学生的背景和学习需求,为机器人与学生的互动提供指导。
2. 灵活运用:在实施过程中,教师应灵活运用AI机器人,创造机会让学生与机器人进行互动。
可以设置小组活动,让学生协作解决问题,或安排机器人与学生进行对话练习等。
3. 引导学生:教师在使用AI机器人时,需要引导学生正确对待机器人,鼓励他们提出问题、进行探究和创造。
同时,还应帮助学生理解机器人的局限性,培养与机器人合作的能力。
4. 评估与反馈:在实施过程结束后,教师需要进行评估和反馈。
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教师学科教案[ 20 – 20 学年度第__学期]任教学科:_____________任教年级:_____________任教老师:_____________xx市实验学校智能机器人教学实验的设计与实施在21世纪科学与技术飞速的发展的今天,国家大力提倡开展创新意识、创新精神和创新活动,中学智能机器人项目竞赛方兴未艾。
作为省示范高中和全国百强中学的我校,正开展着智能机器人教学实验,和人工智能进入中学信息技术课堂等教学实验。
在智能机器人教学实验基地建立不到两年的时间里,组织参加湖北省智能机器人全国选拔赛,获得湖北省高中组机器人灭火二等奖,机器人足球赛三等奖的可喜成绩。
高中智能机器人技术融合了造型技术、机械、电子、传感器、计算机软件、硬件和人工智能等众多先进技术,充分地体现了当代信息技术多个领域的先进技术,是信息技术的重要内容,更是智能技术的结晶。
智能机器人的教学内容给信息技术基础教育带来新的活力,使智能机器人成为中小学生能力、素质培养的智能平台,为进一步开展教学研究积累科学素材资料。
关键字:智能机器人教学实验设计与实施一、智能机器人的定义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。
在科技界,科学家会给每一个科技术语一个明确的定义,但机器人问世已有几十年,机器人的定义仍然仁者见仁,智者见智,没有一个统一的意见。
原因之一是机器人还在发展,新的机型,新的功能不断涌现。
根本原因主要是因为机器人涉及到了人的概念,成为一个难以回答的哲学问题。
自机器人诞生之日起人们就不断地尝试着说明到底什么是机器人。
但随着机器人技术的飞速发展和信息时代的到来,机器人所涵盖的内容越来越丰富,机器人的定义也不断充实和创新。
森政弘与合田周平提出的:“机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性等7个特征的柔性机器”。
从这一定义出发,森政弘又提出了用自动性、智能性、个体性、半机械半人性、作业性、通用性、信息性、柔性、有限性、移动性等10个特性来表示机器人的形象。
加藤一郎提出的具有如下3个条件的机器称为机器人:具有脑、手、脚等三要素的个体;具有非接触传感器和接触传感器;具有平衡觉和固有觉的传感器。
机器人的定义是多种多样的,其原因是它具有一定的模糊性。
1987年国际标准化组织对工业机器人进行了定义:“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能,能完成各种作业的可编程操作机。
”我国科学家对机器人的定义是:“机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器”。
在新的世纪,我们非常庆幸有这样一个平台能使学生比较全面综合地了解现代工业设计、机械、电子、传感器、计算机软件、硬件、人机交互、人工智能等诸多领域的先进技术,并亲身接触和体验现代高新技术,在学生获得科技知识和实践能力的同时,激发了他们的创新意识和创造发明的潜能,这个平台就是——智能机器人。
二.智能机器人学科教学的意义智能机器人教学的作用主要体现在以下方面。
1.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,破除学生对智能机器人的神秘感,为进一步学习智能机器人技术的有关知识打下基础。
2.使学生掌握为一种智能机器人下载程序的方法,了解智能机器人的传感器和驱动装置的作用。
理解体会程序是智能机器人的灵魂,了解体会智能机器人是怎样在人的指挥下工作的。
学习为一种智能机器人编写程序,通过为机器人编写程序学到科学而高效的思维方式,提高规划能力,提高学生的分析问题和解决问题的能力。
3.通过完成项目任务和比赛项目,使学生在为智能机器人扩充功能的过程中学习有关数字电路方面的知识,在组装扩展机器人的过程中培养学生的动手能力、协作能力和创造能力。
4.实现与国际接轨的需要。
日本、美国等一些发达国家高度重视机器人学科教育对高科技社会的作用和影响,已在信息技术课与课外科技活动开设了有关机器人的课程内容。
要赶超世界教育先进水平,必须大力加强机器人教育。
5.迎接智能机器人时代的需要。
机器人的广泛应用将极大促进社会生产力的发展与产业结构的调整。
开展智能机器人教育,有助于使我们在智能机器人时代走向世界前列。
教育智能机器人是目前欧美国家流行的用于培养学生动手能力,计算机应用能力,和创新思维的学习工具。
人工智能体现着未来高科技发展方向。
建立以计算机技术为核心的智能机器人教学实验课题,是作为省示范高中的我校势在必行的教学研究项目。
智能机器人教学,对培养学生动手能力和创造能力有积极的作用,研讨如何引导他们学会观察、学会表达、学会思考、学会创新,适应新课程改革的需要,符合新课程标准素质教育的要求。
三、智能机器人教学活动我们学校已经在近两年开展智能机器人教育中得到了充分的体现。
东风一中开展智能机器人教学实验,是现代教学高科技尖端技术在高中的教学实践,“十一五”规划中“电教信息化”的创新之路,是《技术课程标准》实施培养高科技人才启蒙的学科整合。
机器人教学理念是现代教育发展的趋势,该课程以专门课程和学科渗透整合的方式,使学生掌握机器人基本知识与基本技能,增强动手能力,培养团队协作精神、锻炼意志品质,激发创新精神,培养科学兴趣。
机器人学科教学,是东风一中普及机器人知识的重要课程。
它是破除学生对机器人的神秘感,促进高中生领略机器人在社会领域发展趋势,培养青少年智能机器人专门人才的探索。
机器人应用领域前景广阔,解决问题并非有定式可寻,解决这类问题需要开放式思维、经验的积累、归纳推理并形成新的经验。
校内机器人教学包括简易机器人组装、编程控制、电子电路焊接、调试、人机交互等,在掌握机器人原理、结构、功能、程序控制、使用方法后,提高机器人创新应用的研制能力,为省内普通高中开设智能机器人教学探索新路。
(1).以校内外科技活动为动力,以科技活动班方式教学校内高一和高二年级自愿报名,从中选拔四十余名同学,以科技活动班的方式教学。
在我校自筹自建的机器人教学实验基地,每周专职教师进行固定课时的教学,系统规划教学目标、教学内容进度、教学实验材料准备、教学日志记录等,教学内容包括机器人的基本原理与工作过程、常用传动机械、电子控制系统、单片机控制电路、机器人环境适应与辨识等等,将先进的多媒体教学设备配置到实验基地:大屏幕和液晶投影仪、无线扩音麦克风、功率放大器、DELL 便携笔记本、激光电子教鞭、Pentium IV 兼容学生工作站、“未来之星”、“能力风暴”、“纳英特” 等教学机器人组装套件,运用于教学实验中。
购置教学资源服务器server02,并配置信息技术与美术教学资源专用服务器server03,在教学网建立专用共享教学文件夹,将机器人图文资料、程序软件等提供在线教学服务,机器人教学基地专用教室作为环境保证。
(2).在信息技术教学中开展智能机器人教学活动新课标高中人工智能教学作为高科技新领域的尖端教学尝试,我们制订了普及型教学计划,在高一年级理科实验班教学了“逻辑代数初步”、“NS 流程图”、“音频收发器实验”、“人工智能机器视觉”、“机器学习”、“规划问题求解”等,组织同学们现场观摩了机器人灭火比赛,机器人足球比赛等,侧重在提高学习兴趣、激发创新灵感、鼓励动手实践三方面,使教学活动收到良好效果。
(3).开展实验电子电路实验开展实验电子电路实验,在校内机器人教学实验基地进行。
从认识半导体器件如二极管三极管工作原理入手,指导学生们学习机器人电子系统中的放大电路、单片机、组合逻辑电路、时序电路等。
如我们辅导学生组装“双电机六脚虫机器人”和“单电机避障车”、“足球攻守机器人”等。
在组装“双电机六脚虫机器人”实验时,辅导学生动手制作一个由单片机和继电器等组成的简单自动控制系统,将预编的程序下载后写入编程器中,使简易机器人在同学们手中真的动起来了!45%理论辅导制作练习创新改造完成任务环境适应(4). 教学辅导机械传动模型制作实验建立实验室。
在校科技楼五楼开辟一间专用教室,搭建简易机器人教学实验环境讲练教室。
辅导同学们成功组装、自行装配了几十套简易机器人的齿轮传动、蜗杆传动机构、曲柄摇杆装置,并将机械手安装组合成简易机器人。
(5). 以信息技术课内容之一的方式开展C语言教学程序设计是中小学校信息技术学科教育的重要内容之一,但C语言和汇编语言用于教学机器人,对我们还是首次尝试,尽管学校自八十年代开展信息技术教育之初就是以程序设计为主要教学内容的。
配合教学实验,我们配置SCSI大硬盘3块,用于配置阵列存储,扩展存储空间。
为解决调试C的接口转换、竞赛机器人的选型和调试。
接口技术创新研究实验。
引进机器人教学视频、图文、软件等资源,购进正版教学辅导教材等相关资料。
针对学生中具有PASCAL程序设计能力的同学,首先进行C语言程序培优教学试验,不但指导学生结合机器人机型研究图形化编程界面、程序设计N-S流程图、还组织教师自编C语言校本教程,按章节编写印发讲义,分程序的三种基本结构教学、数组与函数、结构体和共用体等,并剖析保障高中生机器人编程和C 语言教学的效果,并研究在其它学科的学习中产生正负迁移现象。
在教学实验过程中,我们体会到程序设计课程在培养学生分析问题、解决问题的能力和培养学生创造性思维上起着非常重要的作用,程序设计这一现代工具为基础教育带来的一种培养综合能力的新方法和新手段,适合高中信息技术教学。
看到程序设计应用的效果,体验成功的乐趣。
程序是智能机器人的灵魂,让中学生通过为机器人编程序来学习程序设计的知识是程序设计教学入门的最好方法。
在学习为机器人编写程序的过程中学生会获得成功的喜悦、会建立成功的信心,从而取得程序设计学习的兴趣。
将智能机器人作为程序设计学习的载体,会从根本上解决目前程序设计教学中存在的问题。
智能机器人对学生引发的程序设计的兴趣还会对算法的学习打下良好的基础,使学生通过程序设计更好的学习有关的算法知识。
(6)构筑智能机器人教学综合平台,培养学生动手能力学习为智能机器人编写程序是以智能机器人为平台的学习内容之一,在编程序的过程中学生要了解智能机器人的功能、结构和工作原理,并根据要机器人完成的任务来编写程序。
学习者要了解机器人的各种传感器,并通过编程序来控制传感器,使机器人感知外界的环境信息,并对感知的信息做出决策和响应,以使机器人完成规定的任务。
学习为机器人编写程序的过程可以用拟人的方法循序渐进的进行。
例如:可以将机器人的硬件看作一个刚刚出生的孩子,而学习为机器人编程序的过程是学生赋予机器人行走、避障、避碰、说话、听话、观察等人类行为功能的过程。