一次初稿-课题申请.doc

一、基本信息课 题 名 称智能机器人教育教学与竞赛学科分类信息技术课题起止年限课题类型 是否需要资金支持 是（ ）否（ ） （若需要请附加资金预算表）申报单位（全称）单位详细地址邮政编码课题组总人数高级职称人数中级职称以上人数课题负责人联系电话课题联系人联系电话传真电话E-mail课题组简介（研究能力、曾经研究过的课题等情况）：二、项目概要（立项背景、项目必要性及研究价值）当今推进素质教育培养青少年一代的创新精神和实践能力不仅是教育的当务之急，也是社会关注的焦点，我们应该如何培养学生更好的面对未来的挑战呢？ 根据多元智能理论，各种智能是以潜能的形态存于我们心灵之中，只要给予适当的鼓励、机会、环境和教育，几乎每个人的所有多元智能均能达到相当高度的发展，而且可以远超乎我们所预期的境界。多元智能培育正是适合素质教育的重要内涵，其目标是真正考虑到个别差异，彻底因材施教。智能机器人教育教学与竞赛，能自然融合于基础教育的各学科教育。在信息科技教育中，在信息技术与课程的整合中，在各类课程的研究性、探究性学习活动中，在培养和发展学生多元智能理论过程中，在创新实践活动中，机器人主题都能找到创造和发展的空间。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。学生不仅可以学到有关机械、电子、计算机等技术知识，还可以培养多方面的能力和素养，如与人沟通合作的能力，合理分配、利用时间的能力，对他人尊重、毅力与自信心的树立。课题研究的目的反映在课题研究的假设，即：在中小学尝试开展机器人教育教学与竞赛，可以激发小学生爱科学、学科学、用科学的浓厚兴趣，培养他们的创新意识，合作意识和实践能力，提高他们的综合素质。对培养创造型、研究型、专家型的教师队伍，对开发机器人文化的教育功能和发掘机器人的教育价值，对推进教育创新，促进教育改革和教育现代化，具有重要的现实意义和深远的战略意义。机器人教学是自变量。机器人学科教学，是指把机器人学看成是一门科学和一种现代社会成员应该掌握的文化，在各级各类教育中，以专门课程或学科渗透(整合)的方式，使所有孩子都能掌握关于机器人的基本知识与基本技能。提高创新意识、合作意识和实践能力是课题假设的因变量。其包括：学生发展。学生动手能力增强，思维能力扩展，创造能力提高，与人合作品质提升，常规检测成绩提高，学生整体素质提高，学生个性发展（竞赛出成绩、个别人才的涌现）。教师发展。教师教学水平提高、机械、电子、感应器、计算机、多媒体、网络技术、人工智能等多种先进技术应用水平提高、教师文化含量、队伍建设加强。学校发展。学校现代文化品位与整体办学水平提升。课题研究的理论意义，在于适应发展潮流，占据发展的前沿，将为机器人学习作出理论上的贡献。通过在学校的课堂教学活动中，利用信息技术形成学校与企业联合的普及机器人教学的基本环境，在此环境中将形成新的教学理念和教学模式，总结和形成实用性强、操作性强的能够更加有效提高学生整体素质的新思路、新方法、新技术。在研究领域是一种创新性探索，在实验和推广操作方法是创新，在技术实现上同样具有创新性。本课题的深入推行，将在教学论、教育信息技术学、机械制作、电子制作、感应器、计算机、多媒体、网络技术、人工智能及学科教学法等领域增添新的内容。课题研究的实践意义，在于创设学校层面的机器人课堂教学样板。通过课堂教学领域有效应用网络信息技术、电子传感技术、人工智能技术、机械组装技术的研究成果，加强课堂教学基本要素之间的互动关联关系；通过对学生成长数据的记录与分析，形成教师与学生、家长与学生、学生与学生、家庭与学校、学校与社会、学校与企业等多方面多层次的有效结合，从而形成有价值的形成性评价，综合提升课堂教学的整体成效；通过课题研究将给教师的教学观念、教学行为、教学方法、教学艺术带来重大的变革，将给课堂教学带来重大变革，还将推进学科教学与信息技术的进一步整合，促进学生全面发展及学校办学水平的提高，实现学校跨越发展。三、本项目现有工作基础及国内外研究现状概述中小学机器人教育与实践活动，是开展素质教育的一项崭新的内容，教育部从2003年起，将中小学机器人竞赛纳入全国中小学电脑制作活动。中国科协2001年，也开始举办了中国青少年机器人竞赛。我市于2008年，将智能机器人纳入信息技术课程中。目前，发达国家已把机器人教学实践活动作为中小学信息技术的必修课。在我国的首先是上海、广东、江苏等发达地区，率先开展了中小学机器人教育教学与竞赛的工作，并取得了一定的实践经验。目前中小学机器人教育教学与竞赛已在全国30个省、市、自治区蓬勃兴起。近年以来，我市开展机器人教育比较好的有第十二小学、第十四小学、实验小学、第十九小学及第三中学等学校开展了机器人的创新与实践活动，取得了一定教育教学经验。2011年，我市开始推广“机器人进课堂实验基地”我市开展机器人教学竞赛的学校，已在全国、自治区、市、区取得了多项好成绩。因此，我市开展机器人教育教学及竞赛的研究，符合我市实际，对于推动我市信息技术教育向更高层次发展，具有重要的现实意义。四、主要研究内容及实施方案（一）研究目标及研究内容研究目标：1、开设实验班级、年级，通过实验班对机器人学科教学的探索，提高学生素质与绩效，促进学生动手能力增强，思维能力扩展，创造能力提高，与人合作品质提升，常规检测成绩提高，学生整体素质提高，学生个性发展，创设机器人教学的样板，为培养符合时代发展要求的英才打下基础。2、开展学科教学与网络技术的整合，优化学习过程，促进课堂教学形成性评价的落实，深入探索课堂教学诸要素之间，教学管理与课堂教学之间，学校教育与家庭（社区）教育之间的互动联系。3、促进教师素质的提高，造就高水平的科研队伍。4、通过学研一体的研究方式，探索机器人教育教学与竞赛的教学理念、模式、策略、方法等。研究内容：1、研究探索符合中小学生年龄与心里特征的机器人教学的课程安排。2、研究探索在竞赛中中小学生年龄与心里特征，及其个性发展。3、研究探索机器人教学的课堂模式、教学方法，促进教师专业化发展。4、研究探索机器人教学的评价方式，促进学生个性发展。5、研究探索如何建立有效的家校合作关系，促进学生素质发展。（二）研究思路和研究方法研究思路：1、第一步：机器人教育教学的信息资料收集与学习。、收集有关“智能机器人”教育教学资料（光盘、书籍、网站、软件等）。、制作一些机器人课堂教学课件。、机器人课堂教学录像。、机器人课堂教学案例分析。、机器人实践研究课。2、第二步：机器人教育教学的媒体资料收集与制作。、完成机器人课堂教学器材的准备工作。、开展机器人课堂教学。、开展机器人课堂教学研究，积累经验，分析问题。、通过网络开展有关“智能机器人”教学调查，和收集分析数据样本及各种机器人的资源积累。3、第三步：机器人教学的实战研究。、智能机器人课堂教学模式研究。、走进智能机器人。、智能机器人课堂教学任务开发案例。、中、小学信息技术与智能机器人。、机器人实践研究课、开展机器人竞赛活动。、参加各级各类的机器人竞赛（全国中小学生电脑制作活动、中国青少年机器人竞赛、中国智能机器人大赛、全球家用机器人灭火大赛等）。研究方法：课题研究采用教学实验法、行动研究法、理论综合法、文献分析法、比较研究法、调查研究法、模式研究法等多种研究方法。（三）研究实施方案1、采用实践指导式的教学方式在机器人教育教学中采用实践指导式的教学方式。关注学生的主体意识，把每一个学生都当作具有自己的独特经验和情感态度的人，与学生建立起一种真诚、平等、信任的相互关系，为学生主动发展提供一种宽松、融洽的心理氛围。教师对学生的指导表现为帮助学生安排适宜的学习材料和活动情境；帮助学生澄清自己想要学习什么，而不是规定他们必须学什么；帮助学生找到适合自己的活动方式，发现自己所学内容的用处、所做事情的意义，而不是要求学生按统一的方式接受他们无法感受、不能理解其意义的东西。教师注意因材施教，分类指导，最大限度地挖掘每一个学生的潜能，使每一个学生的独立精神得到最大限度的体现。针对不同的学生，采用不同的指导方法。对于有特长和才能突出的学生，鼓励他们积极思考、大胆探索，教师要引导他们总结自己的学习与制作过程，让他们当众讲述，这样可以调动其参与科技活动的主动性和积极性，发展独立思维能力。而对于那些能力较差、缺乏信心的学生，又采取了扶放结合的方法。适当点拨、引导，帮助他们找到问题的原因，鼓励他们进行改进，同时，对他们在活动中的闪光点及时给予鼓励，并继续提供表现机会。当学生在具体的活动情境中随着问题的解决和兴趣的引发而产生出新的目标时，教师要鼓励学生不断发现新的问题、获得新的感受，达到持续的、自我教育的目的。2、采用自主体验的学习方式科学教育研究发现，如果一个人置身于自己喜欢的活动中，需要解决的问题的难度又正好合适，符合自己的知识水平，那么学习就会像呼吸一样自然根本不会意识到自己正在学习。我们称这种状态叫“顺其自然”。机器人非常便于设计各种项目或比赛，学生在实施项目的自主体验过程中通过自己的努力找到问题的解决方法，就这样学生在“顺其自然”的状态中不断获得了新知。3、通过反思培养学生的责任感引导学生反思自己在实践活动中的得失，恰当地规划未来的行动是很有必要的，也是有成效的。反思实际上是学生对自己活动过程进行监控和对自己活动结果承担责任的行为。在反思中，学生可以思考自己究竟对什么感兴趣、自己在活动中是否全力以赴、自己是否发挥了创造性、自己有哪些缺点等等。这些思考不仅可以提高学生活动的内在动机和自信心，激励他们更热情、更努力地参与活动，而且使学生学会对自己在活动中的行为以及活动的结果负责。因此，反思是个体获得自我感觉的方式，是学生自主性的体现，是学生走向自律的必由之路。例：活动后的反思问卷。、你的指导教师是谁？你想对他（她）说些什么？、你对这次的研究活动是否感兴趣？如果不感兴趣，请说出理由。、在做的过程中，你遇到的最大困难是什么？克服困难的方法是什么？、我为解决问题查阅了哪些资料？、你认为自己做的作品怎么样？、你感到小组合作是否愉快？、我印象最深的是，我最大的收获、如果有这样的活动，你愿意继续做吗？如果不愿意继续做，请说出你的理由。4、采用多元化的评价方式机器人的学习结果表现形式可丰富多样；因此评价时我们更关注学生在某一些方面的特别收获，同时顾及学生的个别差异，推动每一个学生在原有水平上有新的进展。我们采用显性成果和隐性成果