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山东师范大学附属小学机器人课程情况介绍

时间:2015-04-22 浏览量:

机器人活动是一项培养孩子综合实践能力的交叉学科的科技活动。在丰富多彩的机器人活动中,孩子们可以充分发挥自己的想象力、创造力,通过团队协作自主搭建完成各种机器人挑战任务,从而享受成功、培养自信。通过参与机器人活动,孩子不仅可以愉快地学到物理、数学、计算机等学科知识,还能锻炼解决问题的能力、动手操作能力,而且可以培养合理有序规划事件并独立自主解决问题的良好习惯,从而潜移默化的影响到孩子生活学习的各个方面。

一、总体介绍

多年来,我校一直致力于少年儿童的科技创新教育工作,在上级教育领导和有关科技部门的大力支持下,成立了少年科学院和智能机器人工作室,努力创造各种有利条件,激发学生勇于参与科学探索活动的兴趣,通过课外延伸,拓宽学生实践和创新的途径。智能机器人工作室活动的开展,已经成为了我校教育信息化和科技创新工作的一大亮点。学校先后有两千多名学生加入智能机器人兴趣小组学习机器人课程,从机器人课堂走出了很多优秀的小工程师,获得过RoboCup,IRO等多项国际机器人比赛的奖项以及国内各级机器人赛事的奖项。有400多人次在省、市、区机器人大赛中获奖,35人次在全国机器人大赛中获奖。2013年我校机器人代表队还代表中国参加了在荷兰举行的ROBOCUP机器人世界杯决赛,获得了ROBCUP机器人世界杯小学组虚拟搜救超级联队冠军。今年11月份,我校四名队员又赴北京参加机器人奥林匹克国际赛中国区选拔赛,获得两枚银牌、一枚铜牌、一项一等奖好成绩,在全国参赛的代表队中名列前茅。

作为我校的一门特色的课程,课程的设置遵循学生年龄由小到大、学习内容由浅入深的原则,活动形式根据不同的教学目的分别有独立任务、合作任务、竞技任务等形式,力求从激发学生的兴趣入手,使学生在愉快的学习氛围中,通过自己的亲自动手实践来体验知识,培养能力。

从第一期的结构与力课程开始,年龄比较小的学生开始对机器人活动产生兴趣,通过搭建一些简单的生活中常见的机械装置来体验基本的物理知识。如陆地快艇这堂课,学生利用硬纸作为风帆,制作一个可以在地上借助风力行驶的“快艇”,体验了风能转化为动能这一重要的能量转化形式,并且每个学生发挥自己的想象力,通过不同形式的改装,可以进一步将能量的转化效率提高,可以激发他们发现问题并努力解决问题的能力。

到了动力机械课程,学生们学习到的机械知识进一步增加,制作的机器装置更加复杂,可以将多种机械传动方式综合运用。例如旋转飞椅这堂课,学生不仅要使用更多的零件搭建出复杂的结构,而且还要综合运用皮带传动和齿轮传动等传动方式,最后还要使用电机使其能快速的运转,多个环节相互配合,既巩固了知识,又锻炼了学生对知识的综合运用能力,而且因为作品本身是生活中的一个游乐设施,学生们活动的情绪也非常高涨。

随着知识的积累和年龄的增长,学生可以继续学习机器人编程的课程,通过编程,使得机器人具备了智能性,可以根据学生的想法去做一些简单的动作。老师利用可视化的编程语言,教授一些基本的程序结构和模块,培养学生对编程的兴趣和对程序思维的初步认识,这些编程的思维方式在任何领域都是适用的,在课堂上,老师也会通过联系实际来提高学生学以致用、举一反三从而把未知的问题转化为已知的问题进而解决问题的能力。比如说智能门禁这堂课,学生要联系实际,思考门禁系统是如何运行的,利用超声波传感器来制作一个智能化程度较高的自动门禁系统,同时,需要与其他同学密切合作才能很好的完成这个任务,也培养了学生与他人沟通交流合作的能力和团队意识,对学生各个方面都大有裨益。

二、课程设置

结构与力:学生通过亲身动手操作,认识不同的机械结构和原理,比如三角形的稳定性、四边形的不稳定性、杠杆、齿轮传动、皮带传动、滑轮组等。活动中老师更注重提供有目的的实践任务,鼓励学生运用所学的知识解决现实生活中存在的一些问题,提出一些新颖的解决方法,提高解决问题和创新实践的能力。

动力机械:动力机械包含结构和机械设计等学科内容。学生通过动手搭建,学习机械传动原理和基础的数学、物理知识,了解速度、力量等的概念。学生发挥自己丰富的想象力,利用复杂的传动结构设计更具有挑战性的创意作品,享受成功,培养自信,亲身体验有趣实用的机械世界。

编程基础:在编程阶段,机器人不仅有精巧的结构,还结合电脑编程、传感器技术、电子技术、机械设计及系统工程等知识有了思想——程序。学生通过编写程序,控制机器人完胜各种各样的挑战任务。寓教于乐,学生在动手动脑的环境中体验学习的快乐,提高面对挑战的勇气,分享团体合作及成功带来的喜悦。

编程提高:主要了解更多传感器的原理和使用方法,比如声音传感器,超声波传感器,角度传感器以及光电传感器等。学生运用传感器去解决更加复杂的问题,完成更为复杂的工程挑战。不管是编程算法还是复杂的传感器技术应用,都将给学生带来更高的挑战,使学生体验到利用知识解决复杂问题的快乐。

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