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探寻智能机器人的奥秘

作者/来源:信息组    发布时间:2018-05-02

探寻智能机器人的奥秘

————西南位育中学特色科技教育课程介绍

信息组

 

西南位育中学秉持“一切为了学生终身发展奠基”的办学理念,将科技教育作为提升学生综合素质的一个重要方面。因此,从建校伊始,智能机器人就成为了我校科技教育特色项目之一;而如今,我校已开设了面向全体学生的“单片机基础和实践”校本课程。

源头活水——特色科技课程的形成

为了在全校普及智能机器人项目,从初一年级开始,西位信息教研组的老师们根据学生的具体学情,在内容上主要侧重电脑编程的学习,完成单片机控制机械完成人们设定的任务目标,让学生掌握一种电脑的运用技能。从教学实践效果来看,大部分学生能够理解、掌握基本的编程技术,部分学生能够自己撰写复杂的程序,甚至成为一些学生今后的发展方向。

在具体的实施中,课程以必修课的形式进入初一年级学生课程表,每班的周课时为1节课,课程持续时间为一学期。每节课的内容由本章学习内容、任务要求、模块介绍、项目总结四部分组成。课程结束时,除了以统一任务的考核形式进行以外,还会以年级竞赛形式(类似于学科竞赛)评选课程优秀学员,从而发现有兴趣、天赋的学生,参与到我校的机器人竞赛项目中来。

教师使用校本教材——IDEA手册指导学生进行学习,该手册以十五个小项目(打来IDEA宝箱、谱写一段音乐、点亮LED关闭LED、开关灯LED、感应灯、夜间感应灯、自动电风扇     、电子琴、扩展LED台灯模块、接收来自火星的声音、可以换挡的风扇、初识指南针简单的指南针电报机预言家作为课程开展的单元。每个项目包含了不同的编程语言的组合和使用、不同的控制传感器使用和一些简单的电子、电路原理内容。该教学手册不仅含有单片机基础和实践课程教学内容原理的介绍,而且也内含知识运用的拓展,为老师不断探寻高效率、高质量的教学方法指明方向。

在我校单片机的编程设计中,C语言的运用最为广泛。它不需要任何编程基础,掌握3个条件判断语句、3循环语句3个跳转语句和1个开关语句,组合形成复杂的逻辑。而现在还有图形化的编程程序界面,如果没有掌握C语言10个语句,也可以实现全部的编程效果。

源远流长——特色科技课程的建设与发展

西南位育中学单片机基础和实践课程已经有了十几年的开设历史,回顾往昔,主要经历了三个重要的发展阶段。

初创建设时期:建设了单片机专用教室,指导教师带领了一批对编程技术感兴趣的学生,开展单片机基础和实践的课外兴趣活动。

课程形成阶段:利用未来之星可编程小车作为课程教具,在初一年级段开设单片机基础和实践课程,形成了现在的校本课程体系。根据学校特点和学生情况,我校教师利用自己的休息时间潜心研究、认真钻研,最终形成了由我校自主编纂的校本教材。虽然过程辛苦且耗时,但令人欣慰的是,和学生见面的教材完全契合我校科技教育理念和我校学生特点,达到了事半功倍的效果。

细化发展阶段:单片机基础和实践课程和化学实验、物理实验一样,要有适合课程和学生的教学用单片机。虽然外面各类开源型单片机套件种类丰富,但我们并没有采取简单的拿来主义,而是和校外科技公司采取互利共赢的形式开展合作,开发与校本课程契合度100%、同时也可对外推广的单片机教学套件,达到课程教学设备的定制化结果。据此又重新编写了校本课程,实现兼顾普及和课程内容多样性的目标。

不断完善阶段:除了单片机基础和实践课程以外,初中还有编程小车、乐高、初中足球、初中灭火,高中则有机器人社、VEX工程机器人、高中篮球、单片机等各种以社团、选修课形式呈现的智能机器人项目。通过教师选拔、学生个人兴趣选择两条路径,可以继续参与到与单片机编程相关的智能机器人项目中去。

满满收获——科技特色课程的成效

通过单片机基础和实践校本课程的实施,一方面实现了编程技能在学生中的普及,为西南位育中学金字塔型的科技教育体系搭建了厚实的塔座;另一方面为我校智能机器人项目和社团源源不断的发掘和输送了有能力和天赋的学生,使得学校在各级各类机器人竞赛活动中取得了瞩目的成绩。最为重要的是培养了一批像刘欢、龚章孝文、雷磊等一批优秀学生,让他们走上了科技创新之路,并奠定了今后发展的方向,为国家和社会科技创新发展贡献着他们自己的力量。同时在课程实施过程中涌现了陈路蛟、叶新建、王小艳、李启晨、唐筱萍、刘颖斌等新老结合并甘于奉献、德才兼备的西南位育中学科技教师队伍。

西南位育中学是一所民办完中,单片机课程覆盖了全体初一学生,结合高中的机器人社团与选修课,基本上实现了初高中学生皆能接受单片机相关的基础教育,实现了课程在学校中的普及和全面覆盖。而这一切离不开教师队伍对于课程、教学设备、校本教材的创造性开发,使学生成为真正的教学主体,最大效能的实现校本课程在学生拓展性学习过程中的效果,为学生终生成长提供有效的助推力。


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