33中創客教育校本課程
課程背景
教育機器人融合了現代的教育理論,不違背學生的認知規律;具備綜合的知識平臺,可以獲得多方面知識的綜合訓練;具有先進的知識體系,能夠與時俱進,所含知識為當下社會所需要;開發了創新平臺,學生的創新思維不受到任何限制,因此,教育機器人是創新課程的最佳平臺。
教育機器人教育理念先進,綜合多元智能,成功智力,建構主義理論,集成了數字、物理、化學、生物、機械、電子、材料、能源、計算機硬件、軟件、人工智能等眾多領域的科學與技術知識,沒有一種技術平臺比教育機器人更綜合。教育機器人項目或比賽富有挑戰性,趣味盎然,有效激發學生對技術的興趣。教育機器人非常便于設計各種項目或比賽,學生在實施教育機器人項目的自主體驗過程中培養動手能力、創新力、綜合能力、協作能力和進取精神等各種能力。
國家政策:
中國教育技術協會信息技術教育專業委員會制定的《基礎教育信息技術課程標準(2012版)》中指出了教育機器人的教學標準,其中小學部份分為基礎模塊、拓展模塊一:算法與程序設計入門、拓展模塊二:機器人入門。
本地政策:
徐州市電化教育館多次舉辦創客教育培訓會,普及創客教育知識、交流創客教育經驗 、提高教師創客教育能力。同時舉辦多類型的創客教育比賽,提高學校、教師、學生及家長對創客教育的重視度。并針對“組織參加全國青少年機器人技術等級考試”下發指導性意見文件。
一、 課程設計方案
中學部份的《機器人入門》部分課程可以按照學生機器人學習能力劃分,主要考慮機器人技術能力發展與學生自主學習能力的培養。課程內容涵蓋基礎搭建、機械、程序設計與社團。
1.1課程設計框架
能力 |
項目 |
內容 |
考證與考級 |
基礎搭建 |
機器人建造 |
小顆粒搭建與機械搭建,認識機械原理設計,電動機械傳動 |
機器人等級考試一級、二級 |
搭建編程 |
機器人小創客 |
兼容并行一二級課程的小顆粒搭建,機械手機器人搭建與程序制作 |
機器人等級考試二級,WRO競賽社團 |
入門編程 |
創意程序員 |
面向Blocky的模塊化程序編程設計,兼容小顆粒搭建的開源話編程設計 |
機器人等級考試三級,WRO、WER、中小學電腦制作活動 |
開源編程 |
機器人工程師 |
Arduino開源程序設計,米思奇高級開發,C程序設計基礎,3d打印設計開發 |
機器人等級考試三四級,WRO、WER、中小學電腦制作活動 |
機器人社團 |
創意設計班 |
小顆粒搭建,古代戰爭類、現代機械類等 |
面向國內外的競賽 |
創客編程社團 |
小小程序員班級 |
Blocky系列開源程序編程、基礎C程序設計與循環語句設計 |
面向國內外的競賽 |
1.2課程設計理念與流程
結構與功能 |
1、通過觀看多媒體演示資料及教學機器人實物,了解機器人的基本功能和應用領域。 2、通過觀察各種教學機器人的組成部件,了解機器人的基本結構。 3、認識機器人技術中涉及到的電路、電子元器件、單片機等電子部件,知道其功能。 4、了解動力源<如電池、外接電源等)和電動機的功能,并學會簡單使用。 5、了解常用傳感器(如紅外、聲音、光敏、指南針等)的基本功能,并能與其模擬的人類與功能相比較。 6、初步了解與機器人裝配相關的簡單機械結構(如杠桿、輪軸等)和連接方式,體驗簡單能機器人的組裝。 7、了解與機器人相關的指令、程序和算法的基本含義,能夠讀懂簡單機器人程序的流程圖 8、能在機器人軟件平臺上通過使用圖形模塊設計簡單程序,并下載到機器人上執行,感悟控制系統的功能和重要性。 |
設計與制作 |
1、能夠通過模仿,設計解決簡單任務的機器人方案,體驗機器人應用的廣泛性。 2、能夠根據方案設計,選擇合適的機器人組件,與他人合作完成簡單機器人的裝配及程序的編制。 3、初步了解機器人程序、硬件部件的測試與調整的作用,能進行簡單的調試。 4、通過機器人學習實踐,能體驗和評價各類機器人的應用特點及其與實際生活的關系。 |
生活與程序 |
1、結合生活中的具體問題,能夠用自然語言及手工畫流程圖的方式描寫解決問題的過程;體驗使用流程圖方式的優點。 2、熟悉程序設計工具的圖形化編程環境。 3、結合實例使用積木式程序設計工具,體驗程序設計作為一種特殊的信息加工處理方式的特點和優勢。 |
結構與算法 |
1、通過感悟生活中的順序行為,學會拖拽相應的圖標編寫具有順序結構的程序。 2、通過感悟生活中的選擇行為,學會拖拽相應的圖標編寫具有判斷工程的簡單語句。 3、通過感悟生活中的重復行為,學會拖拽相應的圖標編寫具有循環工程的簡單語句。 4、通過分析簡單生活問題,設計混合程序結構解決問題,體驗算法的思想和價值。 5、能夠讀懂圖形化編程環境中的程序流程圖,能分析程序的功能并簡單調試。 |