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  中小学信息技术教育的新载体           

中小学信息技术教育的新载体
作者:佚名 文章来源:不详 点击数: 更新时间:2011-2-6 16:50:54
中小学信息技术教育的新载体 ──智能机器人 沙有威  北京景山学校

  论文摘要:
  我国的信息技术教育是从原来计算机教学的基础上发展到今天的,其内容也将会随着信息技术的发展而变化。 

  过去我们对信息技术教学内容的理解与信息技术的发展状况和信息技术教学载体(计算机)的惟一性是相关的。而智能机器人作为中小学校信息技术教育的另一载体的出现,不仅充实了信息技术教学的内容,也使我们对中小学校信息技术教育有了一个新的认识。使中小学的信息技术教育更全面的体现了信息技术的内涵。 

  我国中小学智能机器人教育方兴未艾,有识的信息技术基础教育的决策者和工作者应该抓住这一教育改革创新的先机,将我国的信息技术教育推进到一个新的水平上。当今的教育是为以后的经济和社会发展打基础的。有超前意识的教育工作者,应该关注经济的发展趋势,思考未来社会对人才培养的需求,并为培养高素质的人才打好基础。 

  当今信息技术的发展日新月异,计算机作为一种信息处理工具被广泛的普及使用。正是由于这个原因,我国逐步将中小学校的计算机课程改为了信息技术课程。而众所周知的是信息技术的基本内容包括:感测技术、通信技术、智能技术和控制技术。特别是20世纪中后期以来,在以上四种技术中,智能技术又处于核心地位。它已经无孔不入地渗透到其它三种技术中。 

  我国的信息技术教育是从原来计算机教学的基础上发展到今天,其内容也将会随着信息技术的发展而变化。多年来计算机作为信息技术教育的载体成为中小学信息技术教育的惟一工具,这种状况决定了中小学校信息技术教育的教学内容。也引发了对中小学信息技术教育内容的争论。例如:关于信息技术教育是否只要学习计算机使用的争论和信息技术教育内容中是否要有程序设计教学内容的争论。 

  过去我们对信息技术教学内容的理解与信息技术的发展状况和信息技术教学载体(计算机)的惟一性是相关的。而智能机器人作为中小学校信息技术教育另一载体的出现,不仅充实了信息技术教学的内容,也使我们对中小学校信息技术教育有了一个新的认识。使中小学的信息技术教育更全面的体现了信息技术的内涵。 

  一、让智能机器人走进中小学校的信息技术教育 

  随着智能技术的发展,智能机器人的教育走进中小学校已经成为可能和必然趋势,智能机器人技术融合了造型技术、机械、电子、传感器、计算机软件、硬件和人工智能等众多先进技术,充分地体现了当代信息技术多个领域的先进技术,是信息技术的重要内容,更是智能技术的结晶。智能机器人的教学内容必将给信息技术基础教育带来新的活力,智能机器人会成为中小学生能力、素质培养的智能平台。在中小学信息技术教学中智能机器人将会与计算机一起成为信息技术教育的工具,承载起信息技术教学载体的任务。 
智能机器人教学内容作为信息技术教学内容之一的作用主要体现在以下三个方面。 

  1.使学生了解智能机器人这个信息技术前沿领域的发展和应用状况,了解智能机器人的概念和工作方式,破除中小学生对智能机器人的神秘感,为进一步学习智能机器人技术的有关知识打下基础。

  2.使学生掌握为一种智能机器人下载程序的方法,了解智能机器人的传感器和驱动装置的作用。理解体会程序是智能机器人的灵魂,了解体会智能机器人是怎样在人的指挥下工作的。学习为一种智能机器人编写程序,通过为机器人编写程序学到科学而高效的思维方式,提高规划能力,提高学生的分析问题和解决问题的能力。 

  3.通过完成项目任务和比赛项目,使学生在为机器人扩充功能的过程中学习有关数字电路方面的知识,在组装扩展机器人的过程中培养学生的动手能力、协作能力和创造能力。 

  智能机器人教育走进普通中、小学校的可能性和必然性,已经在近两年中得到了充分的体现。智能机器人教育在中、小学校中主要是从下面的方式体现出来的。 

  1.以校外科技活动为动力,在校内以科技活动小组的方式出现。 

  2.以信息技术课内容之一的方式出现在中、小学的信息技术课上。

  二、信息技术教育中的程序设计与智能机器人 

  程序设计是中小学校信息技术学科教育的重要内容之一。在80年代初我国开展信息技术教育之初就是以程序设计为主要教学内容的。在中学程序设计能力强的同学在其它学科的学习中产生正迁移现象也屡见不鲜,程序设计课程在培养学生分析问题、解决问题的能力和培养学生创造性思维上起着非常重要的作用。程序设计是计算机这一现代工具为基础教育带来的一种培养综合能力的新方法和新手段。 

  在强调程序设计教育作用的同时反思目前程序设计教学中存在的问题是必要的。对于初学程序设计的中小学生来说兴趣是学习的动力,而利用以往的程序设计媒介很难使初学者 看到程序设计应用的效果,体验成功的乐趣,这是目前程序设计教学中经常出现两极分化的主要原因。 

  程序是智能机器人的灵魂,让中学生通过为机器人编程序来学习程序设计的知识是程序设计教学入门的最好方法。在学习为机器人编写程序的过程中学生会获得成功的喜悦、会建立成功的信心,从而取得程序设计学习的兴趣。将智能机器人作为程序设计学习的载体,会从根本上解决目前程序设计教学中存在的问题。智能机器人使程序设计的学习与信息技术的前沿领域紧密的结合在一起。 

  智能机器人对学生引发的程序设计的兴趣还会对算法的学习打下良好的基础,使学生通过程序设计更好的学习有关的算法知识。 

  三、能力培养的综合平台 

  学习为智能机器人编写程序是以智能机器人为平台的学习内容之一,在编程序的过程中学生要了解智能机器人的功能、结构和工作原理,并根据要机器人完成的任务来编写程序。学习者要了解机器人的各种传感器,并通过编程序来控制传感器,使机器人感知外界的环境信息,并对感知的信息做出决策和响应,以使机器人完成规定的任务。学习为机器人编写程序的过程可以用拟人的方法循序渐进的进行。例如:可以将机器人的硬件看作一个刚刚出生的孩子,而学习为机器人编程序的过程是学生赋予机器人行走、避障、避碰、说话、听话、观察等人类行为功能的过程。学生在学习的过程中始终感受着失败的遗憾和成功的喜悦,对遗憾和喜悦的感受必然形成学习的动力和兴趣。 

  智能机器人作为培养学生综合能力的平台,除了要具有中学程序设计教学的程序设计语言系统和编辑系统。还要有适当的硬件功能。语言系统应该是具有结构化程序设计的语言系统,学生在学习编程的过程中要能够学到程序设计的三种基本结构即顺序结构、选择结构和循环结构的功能。硬件要具有很好的可扩充性和可塑性,适合学习有关的硬件知识,便于培养学生的动手能力。 

  智能机器人融合了多项先进技术,随着智能机器人作为学习平台在中小学教学中的应用,会有许多针对中小学生的机器人产品应运而生,教育机构在选择教学用机器人的时候,要结合基础教育对能力培养的要求来选择智能机器人学习平台。 

  智能机器人作为信息技术教学的内容在中学信息技术教育中出现,会给信息技术教育带来新的内容、新的思考和新的活力。借助智能机器人学生可以进行多项目的研究性学习。智能机器人体现的知识的综合性,使他不仅会成为信息技术教育的载体,也会成为中小学课程整合的新载体。 

  四、让我国中小学信息技术教育走在世界的前列 

  据了解一些发达国家已经看好智能机器人教育对未来高科技社会的作用和影响,他们在中小学的信息技术教育中都不同程度地对学生进行智能机器人知识的教育。在他们的课程中有让学生认识机器人的教学内容。目标是让学生认识各种由计算机控制的机器人的作用。例如,介绍机器人的由来,要求学生搜集各种机器人的图片、小说或录像等资料。让学生分组讨论有关机器人的功用和局限性及可能对人类产生的影响等问题。这些内容主要穿插在科学概论、社会研究和计算机概论等课程教学中进行。 

  美国教育界普遍确信,信息技术将在人们的未来生活中扮演十分重要和不可缺少的角色。如果现在的在校学生具有了这方面的素质,他们将来可以更容易地适应各种技术革新,也更容易在未来的信息时代获得成功。 

  我国中小学智能机器人教育方兴未艾,有识的信息技术基础教育的决策者和工作者应该抓住这一教育改革创新的先机,将我国的信息技术教育推进到一个新的水平上。当今的教育是为以后的经济和社会发展打基础的。有超前意识的教育工作者,应该关注经济的发展趋势,思考未来社会对人才培养的需求,并为培养高素质的人才打好基础。 

  参考资料: 
  1.让智能机器人教育走进中、小学校      沙有威    2001年4月5日 
  2.程序设计教学的新载体──智能机器人  沙有威    2002年3月17日 
  3.在景山学校开展智能机器人普及教育实验的建议   沙有威    2001年4月7日 
  4.智能机器人制作入门        徐爱萍   沙有威 
  5.北京市高中信息技术教材

文章录入:qianpian    责任编辑:qianpian 
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