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学科分类:
研究类型:
预期研究成果:
立项号:
课题设计论证
本课题国内外研究现状述评、选题意义和研究价值
(一)从智能机器人发展的趋势看:
智能机器人将是人类21世纪最具有革命性的科技创新。
智能机器人是现代信息技术发展的前沿领域,是一门具有高度综合性、前瞻性、实践性和创新性的学科,其中蕴涵着极其丰富的教育资源。
智能机器人是一种全新的信息技术综合教学平台,它涉及了信息技术的几乎所有内容,智能机器人还是一种开放性的教育平台,学生可以充分发挥想象力去设计各种智能装置,实现自己的创意,培养学生爱国主义精神、科学精神、顽强拼搏精神,激励中小学生确立正确的世界观、人生观和价值观。
(二)从教育改革发展的规划纲要看:
《国家中长期教育改革和发展规划纲要》第十九章“加快教育信息化进程”中提出要“加强优质教育资源开发与应用。
”在新课程改革中,学校可以依据自身的实际和地方特色开发校本课程资源,可以使教育资源得到更好的开发和利用。
随着智能机器人技术的发展和信息技术教育课程与教材改革的深入,智能机器人的教育走入中、小学校的课堂已经成为可能和必然趋势。
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。
机器人教育特别强调注重对学生学习经验的培养,注重学生体验、感悟和实践的过程,注重学生个性的健康发展和对学生的创新精神、实践能力的培养。
(三)从我校的实际情况看:
我校是广东省佛山市南海区机器人教育示范基地。
学校领导一直非常重视学生科技素养的培养,并有意把它纳入课程进行普及教育。
先后投资20余万元专门购置机器人设备和机器人竞赛场地,并提供一间200平方米标准教室作为机器人实验室,为开展机器人教学提供了较好的实验条件。
从2006年至今,我校开设机器人竞赛,参加国内、外各项机器人赛事,获得国际冠军七项、亚太冠军五项、国内一等奖几十奖等优异成绩。
竞赛毕竟可受益人数较少,学校提出由点带面,将机器人活动带入到课堂,使更多的学生去参与。
学校目前的机器人教育中,主要是非常缺乏这方面的教学研究、教学平台支撑软件及丰富的课程资源,因此,我校提出了《中学机器人课程开发与研究》,试图通过该课题研究,来探索、开发适合我校机器人校本课程教学特点的资源,实现信息技术有效整合,改革师生教学方式,达到教学最优化。
本课题的研究目标、研究内容、主要观点和创新之处
一、研究目标
(一)总目标
为了进一步深化我校智能机器人教育的研究与实验,探索中学智能机器人校本课程开发与教学的新途径,我校特开展智能机器人教育校本教材开发与教学的研究,旨在推动我校机器人教育的进程,开发出具有我校特色的智能机器人校本课程资源,建立一支机器人教育课程专家型教师队伍,引领我校机器人课程教学的良好开展。
培养学生健康的个性和创新精神、实践能力。
促进我校素质教育的持续发展。
(二)分目标
1、开发机器人教育所蕴涵丰富的教育资源,探索校本课程开发的途径和方法,形成本校特色的校本教材。
2、建立智能机器人常态化教学的机制,通过完成编写程序和模拟项目,在组装机器人的过程中培养学生协作能力和创新精神、实践能力。
3、进行智能机器人课程教学创新实践的探索,建立一支机器人教育课程专家型教师队伍。
二、研究内容
1、中学智能机器人校本课程教学内容的选择和开发的途径和方法的研究。
2、学生通过系统的学习,提高逻辑思维能力、规划能力,提高学生分析问题和解决问题的能力的研究
3、智能机器人教学进入学校课程后,老师对课程教学创新和实践探索的研究
三、主要观点
将机器人引入到课堂,让更多的学生有机会零距离接触科技,接触机器人,课堂教育的开发中,一本适合当地特点及学生身心,适合教师授课的课程显得非常重要,因此,我们课题组将在课题研究结束前完成并完善课程,课程初步设想有如下功能:
电子教材、活动要求、布置任务、分享成果、技术支持、学习成长袋,以仿真机器人为主,辅以机器人实物教学。
四、拟创新点
1、克服实物实践操作性强学科学习的硬件限制,提出适合机器人高效课堂的有效教学模式。
2、在网络环境下提出虚拟机器人搭建及虚拟竞赛平台的使用,虚拟及实物更有效合理运用。
本课题的研究思路、研究方法、技术路线和实施步骤
一、研究思路
(1)基于理论探索和教学实践调研,开发出一个集课程资源、特色资源、教与学活动和多元互动于一体的开放、共享、动态发展的基础教育课程。
该课程既是一个教育教学资源管理的支撑系统(资源中心),又是支持师生个性化学习的学习中心。
(2)通过统筹规划、共建共享、应用推动,有计划、有步骤地建设一套比较完善而丰富的、支持不同技术环境下课堂教学的基础教育教学资源,并探索出一系列各学科教学规律的新型教与学的模式、方法。
理论思考
(一)理论依据
1.现代教育课程论。
课程是教育者实施的依据和促进学生发展的手段。
现代教育强调从学生发展需要设计课程,强调课程的校本作用,生成性和整合性,促进学生素质整体发展。
2.学习和发展理论。
学生具有自身的发展需要和特点,具有自己独特的学习方式。
学生主动和富有创造性的学习不是按成人要求下进行的。
而是在有趣和求知欲的驱使下在主动活动和多种感官参与下进行的,他们更倾向于把学习、游戏当作自己的一种生活。
3.建构主义理论
建构主义学习理论提倡在教师指导下,以学习者为中心的学习,教师是意义建构的帮助者、促进者,学生是信息加工的主体,是意义的主动建构者。
建构主义学习环境包含情境、协作、会话和意义建构等四大要素。
这一阐述为本课题研究的组织、研究与实施创新实践提供了实质性理论支撑。
4.多元智能理论
每个学生都有发展的潜质,各种智力只有领域的不同,而无优劣好差之分。
这就要求在教学中教师要以促进学生的发展为根本,从不同的层面去看待每一个学生,要指导帮助学生促进其优势智力领域的优秀品质向其它领域迁移。
对学生进行评价时,既要评价学生的学业成绩,又要对学生进行人文精神、身心素质等其它综合素质进行客观综合评价。
5.创新教育理论
创新教育就是以培养人们创新精神和创新能力为基本价值取向的教育。
在全面实施素质教育的过程中,为迎接知识经济时代的挑战,着重研究与解决在基础教育领域如何培养中小学生的创新意识、创新精神和创新能力的问题。
(二)概念界定
1、智能机器人:
由学校针对学生的兴趣和需要,结合学校的传统和优势,购置一些零件和配件,装配各种各样的机器人模型,并在信息技术支撑下编制程序,使机器人完成各项任务。
2、校本课程开发:
学校设计开发新的课程,即学校在对本校学生的需求进行科学的评估,并充分考虑当地社区和学校课程资源的基础上,以学校和教师为主体,开发旨在发展学生个性特长的、多样的、可供学生选择的课程。
这里特指机器人教育校本课程。
3、创新实践:
就是在传统思维的基础上运用各种技法进行创新,可以创新方法,在生活中去实践。
基于学生发展、基于课程标准、基于学校特色、基于教师专长,采用整合、拓展、新编教学材料或设计教学活动的方式并在校内实施教学。
二、课题研究方法
(一)调查研究法
(二)设计调查问卷
(三)行动研究法(以教师教学行动研究作为本课题的主线和突破口)
(四)经验总结法
三、技术路线
(一)对校本课程教材进行系统分类,归纳课程章节;
(二)确定教学对象;
(三)针对校本课程,分步骤开展实验研究:
1、针对一种课程类型,系统分析可能的教学应用方法;
2、对于同一个课题,选择几位教师采用不同的方法同时开展下列研究:
(1)系统分析每种方法下应采取的教学步骤及教与学任务,常规教学手段存在的困难,利用信息技术解决这些困难的策略,以及在教学上的应用;
(2)同步开展教学创新活动,分别采集反映教学效果的指标数据;
(3)分析影响教学效果的因素:
困难分析的准确程度、信息技术解决困难的模式及方法的有效性、资源与软件的支撑程度、应用的模式及方法的科学性等,并提出修正的意见;
3、系统分析对比模式的优劣、适应的情况,建立分类体系。
4、总结形成整合教学方法,创新教学实践。
四、课题研究实施步骤
(一)准备阶段2012年2月——4月
1.
组织课题组成员对机器人活动进行考察,收集课题研究的相关文献资料,邀请相关专家,对课题的意义和实践价值进行论证。
2.
各类调查问卷的设计和抽样调查、统计、分析。
3.
学校提供机器人教育试验的物质条件和师资力量。
学校领导对设备经费、课时的安排及教科研活动都给予了必要的保障。
4.
组建课题组,召开课题组会议,制定研究计划,撰写开题报告并组织课题开题。
(二)实施阶段2012年4月——2013年4月
收集信息,处理分析相关资料,教师开发课程和教材。
通过边开发边教学的思路,在教学中开发,在开发中教学。
各类调查问卷的设计和抽样调查、统计、分析
进行专题讲座,探索机器人教育教学的新方法。
5.
开设观摩课、研究课,撰写论文和总结。
6.
组织学生参加各级竞赛活动,锻炼学生的合作和创新能力。
7.
阶段性的总结,做好课题中期检查工作,完成课题中期研究报告。
(三)总结阶段2013年4月——2013年7月
1、课题进行总结,提交课题报告。
2、课题核心组对课题进行全面的评价和总结,汇总课题成果。
3、完成课题结题报告。
课题可行性分析
课题研究:
李强主持教育部课题重点子课题《机器人网络学习社区教学应用模式研究》(批号:
DCA080147009)
《网络与中学德育的整合研究与实践》(批号:
0605300111)
李强以第一成员身份参与省级重点课题《网络与中学德育的整合研究与实践》(批号:
0605300111)研究
刘伟铭主持省级重点课题《营造书香校园、家园,提高学生思想道德素质,促进学生和谐可持续发展》
叶志华主持区级重点课题《新教材实施中课堂教学模式研究》
论文:
李强《仿真软件——机器人教学的好帮手》(《中国信息技术教育》杂志2009.7)
李强《机器人教学在信息技术课程中实现》(《教育信息技术》杂志2009.4)
郑兰桢、黎卓茹《区域数字化教育服务体系构建研究》(《中国电化教育》2010年11期)
黎卓茹《博客促进教师专业发展的研究综述》(《教育信息技术》2010年10月)
黎卓茹《开放式教育视频库的设计与实现》(《教育信息技术》2009年7月)
郑兰桢、黎卓茹《以教育信息化为推手实现教育现代化》(“第九届中国教育信息化创新与发展论坛”论文集)
主要参考文献:
《关于在青少年中开展机器人制作教育的思考》陆文虎等,《教育科学》2005,21(6)
《仿人机器人_开篇》-王北战-2008年1月4日
《浅谈《简易机器人制作》与学生能力的培养》第九届中国教育信息化创新与发展论坛–2009
《机器人教育:
现状、问题与推进策略》张剑平、王益,《中国电化教育》2006(12)
郭丹.陈兴瑞.张国民不同教育阶段教育机器人功能设计分析研究[期刊论文]-江苏技术师范学院学报2010(12)
孙涛.程丽萍.吴海林中小学机器人教学中的问题与对
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- 关 键 词:
- 课题 申报 中学 机器人 特色 课程 开发 研究