在信息技术课程建设中引入机器人平台开展创新教育及专

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1、在信息技术课程建设中引入机器人平台开展创新教育及专题应用研究在信息技术课程建设中引入机器人平台开展创新教育及专题应用研究课题结题报告一、课题研究的背景及意义：机器人是信息技术发展的前沿领域，是一门具有高度综合渗透性、前瞻未来性、创新实践性的学科，蕴含着极其丰富的教育资源。在全国第三次教育工作会议上,党中央、国务院明确、郑重地把“重点培养学生的创新精神”写入党的教育方针。如何培养在新时期具有创新精神的新一代,是事关国家前途和民族命运的大事,也是基础教育义不容辞的责任,而且课程改革是基础教育和实施素质教育的核心，在中小学开展机器人教育是通向此目的的途径之一。通过机器人的学习活动,让学生了解掌握传感

2、器知识,结构的搭建方法,各种部件的控制方法;引导学生逐渐形成编程的思想,掌握机器人的程序设计方法;在计算机上编写程序,然后通过计算机和机器人的通讯技术,将程序下载到机器人的微处理器上,通过观察机器人的运行情况来调试、验证、反思、改进。这里面涵盖了计算机知识、数学知识、物理知识、结构学知识等,这种多学科的综合性、合作性学习,极大地激发了学生的学习兴趣,有效地培养了学生的创新能力和综合素质能力。所以在中小学开展机器人教育有着重要的意义。我校是参加机器人竞赛较早的学校。自2006起，我校就组织了机器人参赛队参加四川省青少年机器人创新实践活动；2007年至今，每年都有机器人参赛队代表四川省参加全国青少

3、年机器人大赛，并且取得了很好的成绩，据统计8年来获省级获66个，国家级奖9个，其中金牌5枚，3次获全国冠军，我校开展机器人教学有着良好的基础。但是，在多年的机器人兴趣小组培训、参赛过程中，我们也逐渐发现了一些问题。主要如下：1、机器人参赛队人员构成范围狭窄我校每届机器人参赛队由816名学生组成，与我校近2800余名学生的办学规模相比，有机会接受机器人教育的学生其比例非常低，学生受教育的公平性得不到保证。2、培训时间短，难以形成系统化教育每年参赛队员一般在春季学期开校后进行选拨培训，到五月中旬参加省比赛，时间仅2-3个月，由于一些项目比赛的性质，对参赛队员要求高，很难在短时间内对学生发展对机器人

4、兴趣进行成体系、有效培养。3、机器人教育平台及经费问题参赛队购买机器人由学生购买，好处是每年都可以使用最新的机器人参赛，但缺点也很明显，由于每年参赛机器人平项目发生变化，对学生进行培训时没有足够的器材，现有的器材都是学生参赛淘汰的。品种五花八门，型号各异，无法开展大规模的培训，甚至机器人参赛队的培训需要都不能满足。机器人器材普遍较昂贵，而学校现阶段也不可能为少数参赛队员投入大量经费。综上所述，现阶段机器人教育在创新教育和专题应用上明显不足，如果把机器人教育目光局限于通过组织参赛队来实现素质教育是不现实的。我们急需要一种能在全体学生中普及机器人教育的方法来实现素质教育的要求。借这次省普教科研资助

5、金项目中小学信息技术课程中以机器人为载体的创新教育研究课题研究，我校承担了子课题在信息技术课程建设中引入机器人平台开展创新教育及专题应用研究研究工作。我们希望通过研究验证机器人教育是否可以真正进入课堂；验证在课堂上用什么样的方式进行教学效果好；验证什么样教育装备能很好地支撑机器人教学的需要；验证什么样的教材能适应本校实际情况，更好地开展机器人教育;验证如何把机器人普及教育与我校传统机器人竞赛优势结合起来。最终从研究中实现教学内容、教学模式的创新，取得实施这一教育模式的实际经验，并形成系统的书面研究成果，带动教育思想、教育观念的更新，培养学生的操作实践能力，提高创新能力，促进学生的全面发展。二、

6、课题研究的理论依据：本课题研究结合学校校本教研，结合本校实际，在实施研究的过程中运用“发现学习”理论、习惯培养理论、教学最优化理论和建构主义理论创设以下原则：主体性原则一切从学生主体出发，让学生成为知识技能的“探究者”，难点问题的“突破者”，使学生真正地成为学习的主人。民主性原则营造宽松和谐、民主、平等的课堂氛围，有利于学生个性发展。创造性原则注重激发学生创造性思维，充分发掘学生的天资和潜能，让学生得以自由、充分的发展。系统性原则在机器人教学中，要有一个全局系统的规范，以便充分利用信息资源，培养学生多种能力。三、课题研究的目标和内容：1、开发出适合我校实际教学需要的，有助于培养学生创新能力的小

7、学机器人教学校本课程，完善信息技术课程建设。2、构建机器人教育专题的资源平台。3、通过机器人搭建、编程、创意等教育教学活动，使学生创新思维得到培养，创新能力得到发展。4、通过实验促进机器人教育的普及，形成一系列有利于学生创新思维发展的专题教育活动。5、通过研究促进参研教师在机器人教育理念上的更新，教学方法得到丰富。四、课题研究的方法：本课题将主要采用文献研究法、个案分析法、调查研究法、经验总结法、行动研究法。五、课题研究的步骤：1、准备阶段（2011.122012.3）：研究课题小组成立，填写课题申报书，撰写研究方案。建立机器人教室，建立相关管理制度。组织参研人员进行学习培训。2、实施阶段（2

8、012.32013.6）初步形成机器人教学校本的教材。进行机器人课程课堂教学的探究。积极参加各级各类机器人比赛。及时总结课题研究的经验和教训，不断改进研究方案。3、总结阶段（2013.32013.6）收集课题研究的资料，汇编成册。总结课题成果，撰写课题报告，申请结题。六、课题研究主要过程：（一）学校加大对信息技术装备投入，建设机器人教育教学环境 1、硬环境开展机器人教学对硬件环境要求较高，传统的计算机教室存在许多局限，不能满足开展机器人教学的需要，为更好的开展课题研究，学校出资20余万创建了机器人教室和机器人活动室。其中机器人教室购置学生电脑28套，教师机1台，服务器1台，并由刘东宇主任设计定

9、制适用于开展机器人教学使用的电脑桌8套和机器人套件收纳柜。机器人活动室配备电脑6套，定制活动场地2套，器材配件、工具若干，为课题的开展提供了有力的保障。2、软环境 （1）课堂教学过程管理：为保证每个学生都能学习、使用机器人器材，我们根据电脑、机器人器材、班额情况，将学生分为两人一组，以合作学习为主线进行了座位安排。我们还制定了“机器人教室使用制度”、“学生上机情况登记表”、“学生座位安排表”以确保教学的正常有序进行。 （2）学校制定了相关制度加强了对课题研究过程的管理：定期研究制度。每月一次课题组理论研究与课堂教学研究交替进行，交流探讨理论和实际操作问题。定期总结制度。课题组成人员在自己分担的

10、研究范围内，勤分析、勤总结，每学期至少完成专题总结（案例、反思、教育叙事等）2篇。后勤保障制度。凡是课题研究需要使用的资源，课题组无条件优先使用。做好实验期间的检测，收集数据，不断调整、深化实验研究。学校教科室直接指导，统一管理，统一安排活动。参研教师进行机器人课堂教学案例研究，上好实验课、研究课；做好课后反思，不断总结。（二） 课程建设机器人教育是一个全新的课程，要想从点到面的普及开来，需要一个有效的课程体系做支撑。1、前期调查，为教材编写提供依据(1)学生情况分析我们对实验班学生进行了“机器人学习”的问卷调查，对学生机器人基础知识、学习兴趣、合作意识、创新意识等方面进行摸底分析。从调查表中

11、我们可以看出，89%的学生对机器人很感兴趣，但是只有42.5%的学生对机器人知识及应用领域有所了解；90.3%的同学喜欢合作学习形式，84.6%的学生希望参与机器人学习。这些数据为校本教材的开发、课题研究的开展提供了参考方向和依据。(2)对教材的分析我们现在用的是四川省教育科学研究所编写的信息技术六年级下册教材，其中17课是介绍PCLOGO相关知识，机器人部分是8课14课。教材中有两种版本的LOGO语言，虽然它们同属于一种语言，但从操作界面和命令构成上还是有相当大的区别的，相比之下智慧LOGO更适合学生的心智发展；机器人部分课程的内容对学生的知识水平和能力要求都较高，对于刚刚接触机器人知识的学

12、生来说难度较大，我们发现旧的知识体系已经无法适应机器人教学的开展，我们需要适合我校机器人教学、针对性强的课本。2、编写机器人校本教材（1）教材内容的选编我们结合智慧天下机器人套件，在原有课程的基础上进行了创编，删减了5课，改编了进入奇妙的LOGO世界和重复命令两课。研究中我们发现，“智慧天下”机器人器材中“LED显示模块”、“声音传感器”、“扬声器模块”、“多功能灯”在教材中都没有实际教学内容，于是我们新编了与之相关的4课机器人专题应用课程，丰富了机器人课程内容。（2）教材的编排我们根据学生的认知特点，将教材分为“基础知识”和“专题应用”两大模块，前5课主要介绍机器人的一些基本知识和LOGO的

13、简单命令，后8课结合智慧天下机器人套件设计的专题应用活动，安排上从易到难，从简单到复杂，环环相扣，层层深入，既有针对性，又有实效性。目录基础篇一 了解机器人二 课认识机器人三 与机器人“对话”四 进入奇妙的LOGO世界五 重复命令专题应用篇六 让机器人动起来七 安全警示灯八 聪明的“光控路灯”九 自动干手机十 拍掌计数十一 抢答器十二 不会碰坏的机器人十三 能识路的机器人综合实践活动 3、搭建机器人学习资源平台在信息技术课程建设中引入机器人平台不仅对学生来说是个全新的内容，对教师也是一个挑战，我们需要不断丰富专业知识，提高技能才能确保研究顺利进行，机器人学习资源平台的建设就显得犹为重要。我们收

14、集了一些机器人相关资料建立了机器人学习资源平台。（1）资讯类:主要以收集整理机器人相关知识为主，包括机器人的种类；机器人的发展；什么是教育机器人及国内外一些与机器人相关的最新资讯等。（2）教学辅助类：A、智慧LOGO命令、小程序；B、图形化编程方法与实例；C、主要针对教学内容自制的课件（3）专题应用类：配合小学机器人创新大赛参赛项目收集整理的资料，包括文件、规则、程序、培训课件、视频等。我们的做法：采用收集整理、自编自制、归纳汇总等方法将资料分类，保存至快盘，并及时进行更新；建立十小机器人QQ群，方便大家沟通交流。我们还将这些资源存入学校资源服务器，在学校每一间教室里都可以随时调用该资源。资源

15、平台的内容丰富，形式多样，是教学的有效补充，它的开放性，又从时间和空间上满足了师生的需求。（三） 以机器人为载体，开展教育教学活动1、 学习机器人基础知识，训练学生基本技能 开展机器人教育，除了解一定的机器人相关基础知识外，语言学习很重要，在学习计算机语言的过程中，学生的编程能力得到训练、严谨的逻辑思维能力得到培养、动手操作能力得到锻炼。案例1：谢瀚飞老师在教学重复命令一课中，引导学生从观察入手，发现特征，再让学生动手操作，探索规律，从而“悟”出了正多边形的画法。首先我以观察为主，对比为辅，教学中注意做好难点的辅垫，使得难点迎刃而解。如在让学生绘制出三角形和正方形后，提问：小海龟重复了几次，每

16、次旋转了多少度？小海龟一共走了多少度？学生边回答，老师边板书。在绘制三角形时，学生就明白了小海龟重复了三次，每次旋转了多少度？有个别聪明的学生就与正四边形的内容对比的看。有一个学生回答出来后，其他同学就有豁然开朗的感觉。表格式的板书使得学生的对比观察，思路清晰。 其次，让学生动手绘制了正三角形、正四边形，和正六边形后，给学生加大难度，绘制正七边形，由于正七边形特殊，360除以7除不尽，结果有的学生把小海龟每次旋转的角度填成了52度，有的是51度，教师及时引导，你发现了什么？学生会发现正七边形边不重合，不是完全的正七边形。师引导，因为360除以7不等于52也不等于51，同学们只是求的一个近似的值

17、那怎么办？这时有个同学说了可以就用旋转公式360/7作为小海龟旋转的角度，从而悟出正多边形的画法：REPEAT 边数 FD 边长 RT 360/边数 这样引导学生由迷惑到豁然开朗，眼睛一亮，让学生学习的过程同时成为学生发现问题、研究问题、解决问题的过程，培养了严谨的逻辑思维能力，编程能力和操作能力也得到了锻炼和提高。2、机器人专题应用活动，促进学生创新能力提高 充分利用机器人校本教材中的专题应用活动，开展了搭建、编程、创意等实践活动，培养学生的创新能力。案例2：我们将科学课整合入机器人课中，由科学老师指导，着重从工程的“设计”、“搭建”入手，让学生“敢想”“敢做”并能明白搭建原理和技巧，让我们

18、的作品“造型”不再单一，可以“变化无穷”。雷毅老师将设计一课教学思路引入到安全警示灯一课的教学中来。在开课时，他从生活实例入手，使学生明确了设计的目的性、可行性与科学性，在设计警示灯时让学生自己设定目标，运用电脑设计，同时通过小组讨论，学生也掌握了设计方案和设计图的书写和画的要求，做起来就比较得心应手。在设计警示灯的过程中，课前他让学生事先利用电脑查阅了一些资料。因此在课堂中，学生们能够根据材料的启发，并结合自己的创造力，设计出一艘新颖、独特的警示灯，在汇报展示时，学生对自己在设计过程中，所运用的科学原理和动力的应用都讲得头头是道。本课另一个突破点是在学生汇报展示完后，设计了一个让学生互相交流

19、自己设计方案的环节，运用机器人搭建的同时，让他们自己选择合作的伙伴。极大调动了学生的积极性。校本教材中所使用的智慧LOGO语言，其所特有的易学、易用、实用、趣味性强的特点使其成为适合在小学开展程序设计的语言,可以帮助学生通过学习机器人编程快速地进入程序编写的大门。通过专题应用活动课的教学，学生编程能力得到发展。案例3：在“聪明”的光控路灯一课的教学过程中，程序的编写从简到难，先是让学生掌握控制灯亮和灯灭的命令，再到让灯闪烁3次，最后是让灯能根据环境光线的变化情况自行控制开和关。整个程序编写上层层递进，从最初的单个命令、重复命令的复习运用到while语句和if语句的理解掌握，知识构建螺旋上升。学

20、生通过本课的学习收获的不仅是知识的积累，还培养了他们“发现问题分析问题解决问题”的能力，创新能力得到发展。 3、形成有效的机器人教学模式，教学方法得到丰富。（1）以“自主探究”为主线的课堂教学模式的建构传统计算机教学方法是示范演练、讲练结合，以掌握计算机知识、提高计算机操作水平为主，忽视学生自我探究能力的培养，压抑学生的主动性和积极性。以“自主探究”为主线的课堂教学模式的建构是将研究性注入信息技术教学。以学生主动学习为主要形式，将课内学习、课外实践、课下延伸等活动联结为一体，大幅度提升学生的学习的自主性与课堂教学效率。案例4：在罗勇老师讲授的认识机器人一课里，就主要采用了“自主学习主动探究”的

21、形式。在引入“什么是机器人”这一概念时，将全班分为七个大组，要求学生先在组内就调查的内容展开讨论，分别发表自己的意见。要求全班同学积极开动脑筋，对每个大组得出的结论展开讨论，是否还有需要补充的地方？然后根据学生的讨论结果将结论总结成5点，让学生通过自己的思考加深了对“机器人”这一概念的理解。课后设计了“探究活动”环节，设疑：机器人是否能与人和平共处？给同学们指明了学习的方向，同时也留下了广阔的思维和想象空间。案例5：刘东宇老师在与机器人“对话”一课的设计里也充分运用了“自主探究”模式。他设计了三个环节：一、自找学法，自主交流。首先提出问题，你想机器人帮你做事吗？你最想机器人帮你做什么？可是，机

22、器人只懂得由“0”和“1”组成的机器人语言，听不懂你在说什么？怎么办呢？通用机器人能懂得我们学过的什么语言？我们又可以用什么软件给机器人发布命令？教师通过上述具有逻辑性的问题，引导同学懂得，不同的机器人可以用不同的编程语言为其编写程序。引导学生自找学法，自主感悟。二、自我展示，自主拓展。学生自我展示与自我赏识也是培养自主学习能力的一个重要方面。在完成任务后，让学生充分展示学习收获，感受成功的喜悦。学生可以自己独立思考练习，也可由同桌或小组共同讨论学习，方法不限，充分解放学生的双手与大脑，发挥他们的自主性。三、探究活动。本课的探究性实验，应让学生自主研究完成。由于活动本身的趣味性，学生一般都会很

23、认真的反复试验。（2）以“合作发展”为主线的学生学习形式小学信息技术课是一门操作性和实践性非常强的学科，教学过程中，有的学生能够很熟练的完成老师布置的任务，而有的学生却不能很好的完成，小组合作学习给出了解决这种困境的有效方式，通过小组合作的方式，借助小组成员之间的互助，实现课堂的高效学习，小组合作学习是一种内涵非常丰富，鼓励学生主动参与到课堂中的一种多样化的教学组织形式，鼓励小组成员在一种开放、包容的氛围中相互激励、相互交流、共同解决学习过程中遇到的问题，进而实现学生知识和能力的有效发展。案例6：罗勇老师在让机器人动起来课堂教学过程中，坚信每位学生都具有学习的潜能，尽量给每位学生同等的练习机会

24、。在设计、搭建机器人时让学生两个合作，分工搭建机器人的不同部件；在调试运行机器人时，学生们不仅能分工协作完成指定任务，还从中发现问题，如：同学们发现机器人在电脑屏幕上画的正方形很小，但实体机器人在场地运行的范围很大。向老师提出疑问。还有同学发现机器人每一次转角都不到90度，机器人走的不是一个正方形等。在经过老师的指导后，两人又能很快就程序上的问题进行纠正，再执行、调试，在整个课堂上，学生们的对手和思维能力都得到锻炼，也学会合作、乐于合作，达到共同发展的目的。案例7：谢瀚飞老师在“聪明”的光控路灯一课中，建立活动小组，以任务驱动的教学模式展开教学活动。在整个课程中搭建、编程，运行是活动的全过程，

25、每个队员都有自己的活动项目和目标，要求每个队中，编程队员要仔细观察模型的运动情况，进行细致的修改调试，调试过程中队员要善于听取其他同学不同的意见，要更善于总结发现问题。使学生感觉到，在集体中进行和作学习，效果远远要优于单枪匹马，不仅高质量、高效率地获得科学知识、认知技能、动作技能，同时又增进了同学间相互关心，相互爱护的情感，培养健全人格、完善人际关系，为今后的工作和学习打下一个良好的基础。从整个完成的教学效果看，这节课改变了课堂的一惯模式，充分体现了学生的合作学习，共同发展，鼓励学生自己去探究、去尝试。在学习过程中引导学生注意观察、发现问题，分析和讨论问题，使学生在知识、技能和情感等方面得到全

26、面的发展。本课教学中始终以学生为主体,注重学生的体验。教学过程充分调动了学生的积极性,整节课学生始终处在较高的兴奋状态中。学生在课堂上不仅获得了知识与技能,还通过亲身体验,培养了与他人合作的意识。（3）多种教法灵活使用，保证教学质量，提高课堂效率。 机器人课程是一种知识和技能要求较高的课，一节课中它包括了理论和操作两方面，如果只采取单一的教学方法是不合理的，应根据教学目标的具体要求，灵活使用多种教法，保证教学质量。在LOGO语言的教学中我们多运用了讲解式，从原理到命令以讲解为主，让学生有了编程的概念，加以一定的课堂练习就能达到教学目的。在教学了解机器人和认识机器人时，多采用视频演示，用大量的图

27、片资料向学生展示机器人的诞生和发展。在教学让机器人动起来、“聪明”的光控路灯时采用了“任务驱动”式并配合合作学习方式逐步教会学生掌握教学重难点，让学习变得简单而愉快。4、机器人教育的普及形成一系列有利于学生创新思维发展的专题教育活动。 随着机器人教育在我校的普及和深入开展，使更多的学生接受到了机器人教育，学习积极性很好，课堂教学已经满足不了他们的求知欲和探索欲，我们还开展了一些专题教育活动。 （1）以赛促学的机器人参赛队我们根据每年各级举办的机器人比赛项目组建了机器人参赛队，有足球组、常规赛组、创意闯关组。在学习了机器人基础知识以外，利用课余时间进行培训，培养了一批优秀学生组织参加各级赛事。取

28、得了优异的成绩。下表为我校学生制作机器人参加各级比赛获奖列表。序号活动名称级别主办单位时间项目获奖等级获奖单位/个人1第四届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2006年5月蚂蚁搬家小学组一等奖尹琦夫、叶蔚林、杨清羽、黄煊焓2第四届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2006年5月蚂蚁搬家小学组一等奖史玉柱、简天舒、张勇超3第四届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2006年5月蚂蚁搬家小学组一等奖邓卓林、傅星杰、戚浩然、周阳4第四届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2006年5月优秀组织单位内江市第十小学5第五届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2

29、007年5月优秀组织单位内江市第十小学6第五届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2007年5月基本技能赛小学组一等奖史玉柱 尹琪夫7第五届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2007年5月基本技能赛小学组一等奖邱洋 黄焱8第五届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2007年5月基本技能赛小学组一等奖黄昱鑫 万怿9第五届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2007年5月基本技能赛小学组一等奖李其雨 代州侯10第五届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2007年5月基本技能赛小学组一等奖黄明靖 叶蔚林11第五届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2

30、007年5月蚂蚁搬家小学组一等奖罗佳成 袁可求 荀港龙 刘尚儒12第五届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2007年5月蚂蚁搬家小学组一等奖余俊江 屈俊仁 黄敏航 黄镜儒13第五届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2007年5月十佳教练员刘东宇14第七届中国青少年机器人竞赛国家级中国科协2007年7月基本技能赛小学组一等奖史玉柱 尹琪夫15第七届中国青少年机器人竞赛国家级中国科协2007年7月十佳教练员邓勇16第六届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2008年5月机器人足球小学组一等奖余俊江 袁可求17第六届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2008年5

31、月机器人足球小学组三等奖周桂宇 黄敏航18第六届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2008年5月基本技能赛小学组一等奖罗中霖 廖旭辉19第六届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2008年5月基本技能赛小学组一等奖熊又嘉 邓昊睿20第六届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2008年5月基本技能赛小学组一等奖罗佳成 钟毅21第六届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2008年5月基本技能赛小学组二等奖杨越亚 屈俊仁22第六届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2008年5月优秀组织奖内江市第十小学23第六届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2

32、008年5月中鸣小工程师奖内江市第十小学24第六届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2008年5月十佳校长黄忠明25第六届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2008年5月优秀教练员刘东宇26第六届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2008年5月优秀教练员雷毅27第八届中国青少年机器人竞赛国家级中国科协2008年7月机器人足球小学组一等奖余俊江 袁可求28第八届中国青少年机器人竞赛国家级中国科协2008年7月竞技团队创新奖内江市第十小学29第七届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2009年5月基本技能赛小学组一等奖张逊 曾辰杰30第七届四川省青少年机器人创

33、新实践活动省级四川省科协2009年5月基本技能赛小学组一等奖申丁乙 魏已人31第七届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2009年5月机器人足球小学组一等奖刘镒 李卓凡32第七届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2009年5月机器人足球小学组三等奖张阁藓 张译丹33第七届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2009年5月十佳学校内江市第十小学34第七届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2009年5月优秀组织奖内江市第十小学35第七届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2009年5月团体总分第一名内江市第十小学36第七届四川省青少年机器人创新实践活动省

34、级四川省科协2009年5月中鸣小工程师奖内江市第十小学37第七届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2009年5月十佳校长黄忠明38第七届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2009年5月十佳教练员刘东宇39第九届中国青少年机器人竞赛国家级中国科协2009年7月机器人足球小学组一等奖刘镒 李卓凡40第九届中国青少年机器人竞赛国家级中国科协2009年7月基本技能赛小学组二等奖张逊 魏已人41第八届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2010年5月基本技能赛小学组一等奖李卓凡、刘镒42第八届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2010年5月基本技能赛小学组二等奖周嘉

35、乾、钟启昂43第八届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2010年5月基本技能赛小学组二等奖朱彦嘉、刘子敬44第八届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2010年5月基本技能赛小学组二等奖黄朝泽华、唐一丁45第八届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2010年5月基本技能赛小学组三等奖罗钦彧、曾立康46第八届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2010年5月基本技能赛小学组一等奖陈可屿、张家豪47第八届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2010年5月机器人足球小学组一等奖邹竞舸、邹奇伶48第八届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2010年5月

36、机器人足球小学组一等奖曾显斯、彭心悦49第八届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2010年5月优秀组织奖内江市第十小学50第十届中国青少年机器人竞赛国家级中国科协2010年7月机器人足球小学组二等奖陈可屿、张家豪51第九届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2011年5月机器人足球小学组一等奖向攀扬、邹奇伶52第九届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2011年5月基本技能赛小学组二等奖袁瑾瑜、周俊宇53第九届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2011年5月基本技能赛小学组三等奖刘京朋、熊映童54第九届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2011年5

37、月基本技能赛小学组三等奖陈泓吾、李知恒55第九届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2011年5月基本技能赛小学组三等奖吴柳茂、张晁玮56第九届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2011年5月优秀组织单位内江市第十小学57第九届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2011年5月团体总分第三名内江市第十小学58第九届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2011年5月中鸣小英才奖内江市第十小学59第十一届中国青少年机器人竞赛国家级中国科协2011年7月机器人足球小学组一等奖向攀扬、邹奇伶60四川省第四届中小学网络系列活动省级四川教科所2011年12月跨栏赛一等奖王

38、睿涵61四川省第四届中小学网络系列活动省级四川教科所2011年12月二人接力一等奖陈泓吾、袁瑾瑜62第十届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2012年5月RTC一等奖廖文彬、汪海峰、刘书绎、刘洺铭、柳莛珏、叶智滔、李昊阳、张元海63第十届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2012年5月机器人足球小学组一等奖王科杰、刘世捷64第十届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2012年5月综合技能赛小学组一等奖王睿涵、冷秋潼65第十届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2012年5月团体总分第一名内江市第十小学66第十届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协20

39、12年5月优秀组织奖内江市第十小学67第十二届中国青少年机器人竞赛国家级中国科协2012年7月综合技能赛小学组一等奖王睿涵、冷秋潼68四川省第五届中小学网络系列活动省级四川教科所2012年12月十人迎面接力一等奖内江市第十小学69四川省第五届中小学网络系列活动省级四川教科所2012年12月二人接力一等奖李宇翰、刘京朋70四川省第五届中小学网络系列活动省级四川教科所2012年12月跨栏赛一等奖罗天71第十一届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2013年5月RTC一等奖祝可思、刘美含、李昊阳、钟星宇、王雅阿布、廖文彬、孔祥霖、罗骍皓72第十一届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协

40、2013年5月机器人足球小学组一等奖刘世捷、柳莛珏73第十一届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2013年5月机器人足球小学组三等奖周浩展、张馨心74第十一届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2013年5月综合技能赛小学组一等奖刘洺铭、张宇千75第十一届四川省青少年机器人创新实践活动省级四川省科协2013年5月综合技能赛小学组一等奖雷宏榉、付骏哲2、我校每年举办科技节活动，随着机器人教育的普及，学生的科技作品中也出现了机器人作品，学生在制作机器人作品的过程中体现出了创新思维的火花。案例8：“聪明的小车”研制过程 内江市第十小学 刘谨瑜 王睿涵 黄静我们发明的这个聪明的小车，

41、是常常在电视里看到因为超速驾驶，造成交通事故，如果有一种装置能根据前方道路情况智能控制车速，就能避免事故发生。因此我们利用小发明中的功能附加法发明了这种可以智能控制车速的小车。在研究前期，我们曾试图在车的刹车上安装一个自动装置，但效果不好，在老师和家长的帮助下上网查阅了有关安全系统装置的有关知识，确定了这个小发明的思路，应用传感器来控制小车的行进的方向，确保小车在正确的道路上行驶，再加上测距装置，即使在夜晚，司机视线不明的情况下，它也能自动监控障碍物的距离，并及时提醒司机减速，当司机没有及时减速时，它也能在撞上障碍物之前，自动让小车停止下来。在老师和家长的帮助辅导下，我们开始动手实验并制作这个

42、作品，先是测试各种传感器性能，经过大量测试筛选，最后选定了光反射传感器来监测路面，当发现小车偏离正确道路时，由计算机控制小车转向，让车回到正确的线路上来。123123123并排3个光反射传感器左轮右轮2号光反射传感器为黑线，前进。1号光反射传感器为黑线，右转。3号光反射传感器为黑线，左转。然后在对前方障碍物的探测上，采用了红外线测量装置，其功能原理是：由红外发射器发射一束红外线，如果前方有障碍物，红外线就会被反射回来，被接收器捕获，并算出距离。计算机根据设置的安全距离使车减速，如果达到危险距离时，计算机会让车停止。这样就可以保证行驶安全。红外测距发射接收障碍物作品完成时的照片：改进的设想：继续

43、完善这个装置，可以加入视频记录，行车数据记录，可把数据无线传送到控制中心，使之成为行车安全的个人助手。3、创意十足的机器人兴趣小组在实验过程中，我校成立了多个机器人兴趣小组，在对学生进行培训的过程中我们发现学生创意思维活跃，联想能力丰富，能自已动手把新颖想法一步步实现。表现特别突出的是机器人创意闯关小组，他们把一个个的科学原理应用在了自已设计制作的关卡里，整个作品由多个关卡组成，把机器人技术融入其中。形成了既蕴含科学原理，又非常有趣味的作品。充分体现了学生的创新意识和能力，学生乐在其中，小小的三块搭建用的木底板，成为了学生展示才华的大舞台。案例9：机器人创新闯关说明书队伍编号学校作品总关卡数B

44、内江市第十小学9作品名称队员姓名畅游内江队长：王雅阿布队员1：廖文彬队员2：孔祥霖队员3：罗骍皓关卡1关卡名称：梦想之门科学原理：遥控启动、齿轮减速、蓄电池智能原理：触碰开关、伺服电机、主控器机器人智能原理说明：遥控启动门，门缓缓打开，启动触碰传感器，当主控器接收到触碰开关传来的信号，主控器再启动伺服电机，打开一定的角度，撞击小球进入下一关。关卡2关卡名称：高速铁路科学原理：动势能转换、能量传递、惯性原理作动传输的原理说明：轨道上方小铁球受到地球引力的作用产生势能，迅速下滑滚动，滚动速度越快它所形成的动能越大，滚到第二层碰撞蓝色海洋球，把动能传递给海洋球，海洋球继续沿轨道滚动，在轨道出口由于受

45、到地球引力和惯性的影响，在空中飞出一段距离后，落入小车内关卡3关卡名称：登太白楼智能原理：电子指南针、红外发射、红外接收、齿轮减速、四轮驱动增加摩擦力作动传输的原理说明：蓝色海洋球落入小车中，阻挡了红外发射管发出的红外信号，红外接收管接收不了红外发射管发出的红外信号，主控器启动电机，通过电子指南针指示的方向前进，小车在10CM高，30CM长的坡道上缓慢上行，前进10秒到达终点后自动停止推落坡顶重物，启动下一关。关卡4关卡名称：禅院钟声科学原理：动势能转换、大气压力、磁力作动传输的原理说明重物在地球引力的作用下落下产生势能落下，转换成动能，启动气压阀，释放气瓶里存储的气体，气压推动气缸顶杆，带动

46、磁铁靠近磁控开关，在磁性的作用下磁控开关接通，开启下一关。关卡5关卡名称：游古牌坊科学原理：机械自动分拣、杠杆、动势能转换、地球引力作动传输的原理说明：磁碰开关打开，启动电机，带动涡轮旋转启动机械自动分拣装置，机械自动分拣玻璃弹珠，弹珠在地球引力的作用下依次沿滑道滚落，落入挖斗中。关卡6关卡名称：十里长廊科学原理：杠杆、轮胎摩擦力智能原理：巡线传感器、红外测距作动传输的原理说明：当挖斗中聚集足够数量的玻璃弹珠后，它的重力大于了杠杆另一端重力，抬起遮挡板，智能小车通过红外测距传感器检测到挡板已被抬起，于是启动小车前进，在前进的过程中，智能小车通过寻线传感器检测地面的黑线位置，使小车沿前黑线前进碰

47、撞到触碰开关启动下一关。关卡7关卡名称：登高望远科学原理：离心力、齿轮减速、轮轴动力传递、触碰开关、蓄电池、绞盘作动传输的原理说明：触碰开关打开旋转木马电源，旋转木马在齿轮带动下旋转，动力通过轮轴传动到顶端的转盘，带动转盘上的木马旋转，在离心力的作用下，木马逐渐升高，同时绞盘拉紧细绳，启动下一关。关卡8关卡名称：梦想索道科学原理：风力、动势能转换、链条传动、杠杆、绞盘、摩擦力、动滑轮作动传输的原理说明：绞盘上的拉线拉动杠杆触动触碰开关，开启风扇马达，风扇转动产生风力，在风力的作用下，吹倒前方的挡板，让杠杆失去平衡使重物落下产生动能，拉动轮轴，轮轴在摩擦力的作用下向前滑动，撞击铁弹珠落下拉动绞盘

48、绞动链条，通过链条传输动力启动下一关。关卡9关卡名称：美丽内江科学原理：视觉暂留效应、蓄电池、触碰开关作动传输的原理说明：链条拉动凸轮，拨动铁弹珠，启动开关，闪语棒通过蓄电池供电开始转动，在快速运动时, 当人眼所看到的影像消失后，人眼仍能继续保留其影像0.1-0.4秒左右的图像，形成视觉暂留效应，出现“美丽内江”四个字。学生设计的机器人创意闯关动线图1摇控启动2势动能转换3履带小车4大气压力5地球引力6寻线小车7离心力8风力9视觉暂留（四）开展实验老师培训，提高参研教师的理论水平和科研能力课题组采取集中学习、分小组学习、自学及部分教师外出培训等形式，让参与实验的教师明确在小学开展机器人教学的重

49、要性和现实意义。首先是在课题研究实施之前就认真学习了论机器人教育、郭善渡先生访谈大力推进智能机器人进入中小学的进程、机器人教育面临的问题等，明确了机器人教育的定位和面临的实际问题；其次，利用网络的便利，积极收集课题研究需要的相关理论,比如唯物辩证法理论，“发现学习”理论、尝试教学理论、教学最优化理论和建构主义理论等，提升了教师教育科研理论水平；在实施研究中，根据研究目标我们还组织学习了机器人教学模式之实战研究、机器人教学校本教材开发初探、活动建构：创新教育的教学革新等文章，为校本教材的编写和有效开展课堂教学起到指引作用。通过培训学习，参研教师了解目前国内与本课题研究有关的新动向和新成果，从中学

50、习别人的先进经验，教师们的理论水平有了很大提高，对所从事的课题研究有了更深刻的认识。（五）积极参加各级各类机器人教育活动。研究期间，我们承办了课题中期汇报会，积极参加各级各类机器人教育活动、比赛活动，以赛促学，展示研究成果。2011年11月参加“四川省第四届中小学网络系列活动”；2012年12月承办课题中期汇报会；2012年12月组织学生参加“四川省第五届网络活动机器人比赛”；2013年5月组织三支学生参赛队参加“第十一届四川省青少年机器人创新实践活动”；七、课题研究成果 1、通过研究，开发了一套适合我校实际教学需要的，有助于培养学生创新能力的小学机器人教学校本课程。经过一年多的研究，我们在不

51、断学习、研讨、实践、反思、总结中，初步形成了一套适合我校实际教学需要的，有助于培养学生创新能力的小学机器人教学校本教材。我们在原有课程的基础上进行创编，整个课程在知识体系上更适合小学生的认知特点，尤其是新编的专题应用课程安全警示灯、自动干手机、拍掌计数和十字路口交通灯内容上弥补了原来课程知识点上的不足，又联系生活实际，设计更有针对性和实效性，也使智慧天下机器人套件得到了高效利用。参研教师在实施过程中还编写了与校本教材配套的教案，使整个课程更加完善。2、通过课题研究，实现了机器人教育的普及。经过一年多的研究，我校建立起机器人教室一间，机器人活动室一间，配备电脑36套及其它相关设备设施，制定了“机

52、器人教室管理制度”“机器人器材作用制度”“机器人活动室制度”等相关制度保证教学及课外活动的正常开展。搭建起机器人学习资源平台，收集、汇总、整理各种资料50多个G，丰富教育教学资源。硬件和软件的健全为机器人教育在我校深入开展提供保障。现在，不仅是实验班学生开设了机器人课程，我们还在六年级下期开始进行机器人教学，使每一名学生都有接受机器人教育的机会。3、构建了以机器人为载体的“自主探究”、“合作发展”课堂教学模式，培养了学生创新能力、发展了学生的创新思维。“自主探究”的教学模式和“合作发展”的学习形式很受学生欢迎。“自主探究”的教学模式给了学生个性发展的空间，让学生有时间和机会以自己的方式主动参与

53、学习，研究自己关注的问题,发挥自己的特长，实现自己创意。这种教学模式激发了学生学习的主动性，大大提高了学习效率。案例9：“自主探究”教学模式的体现在创意机器人小组内，“自主探究”的教学模式得到了充分体现。学生们为了完成一个完整的作品必须要进行分工，每个学生要独立完成若干关卡。廖文彬同学是创意闯关机器小组的组员，他负责设计的关卡要求是：用机器人技术设计一台运输车，该车必须靠承载货物之动作启动。运输车负载该货物后，须爬坡30cm以上距离，坡度至少10度。1. 货物之大小重量形式不拘。2. 坡度10度比值：约9cm/50cm(高/长)。3. 承载之货物需放置在运输车上。 在设计这个机器人的过程中，他

54、上网查阅了大量资料，了解到要使机器人能承载重物爬坡，就需要较强的动力，还要克服车轮打滑现象，于是决定采用履带式机器人底盘，安装两只大力矩减速电机作为动力。这样就能保证机器人载重爬坡。然后再根据需要运输的重物形状制作了一个易于接收重物的篮框，并在上面安装了红外线传感器来判断重物是否已落下，以此为条件来启动机器人开始爬坡。在完成关卡的过程中，廖文彬同学独立思考，独立动手，自已上网查资料，确定设计方案，自已动手搭建机器人人，自已动手编程，自行调试改进机器人，最终制作出了爬坡机器人，并给取了一个很有创意的名字“登太白楼”，很好地和内江当地景点呼应，突出了地方特色。他设计制作的机器人很好地完成了任务，队

55、员都对他的关卡赞不决口，他也在此过程中锻炼了自己的才干。在研究过程中，我们发现“合作发展”的学习形式是一种适合机器人教育的学习方式，这种学习方式能培养学生的合作精神、交往能力、创新精神、平等意识、承受能力、激励主动学习。其效果在以小组为学习单位的学生身上也得到了充分的体现。案例10：机器人创意闯关以四名学生为一个小组，共同完成一件由若干关卡组成的作品，每一个关卡都要由上一关来启动，完成任务后又要启动下一关。要想完成作品，每个学生都共同参与，不光要考虑如何把自己的关卡设计得完善可靠，还必须要与其它同学沟通合作，保证每一关能“承上启下”。在此过程中，负责上下关卡的两个学生之间必须进行讨论、合作，比

56、如在学生设计的“高速铁路”和“登太白楼”两关进行交接时，要求从沿轨道滑下的小球如果能精准落入下一关的载重机器人篮子中，两名学生通过反复讨论、实验，用调整轨道高度，调整载重机器人位置，加高篮子边框，对起始位置做上标记等多种方法使得最终小球十拿九稳地落在小车中，此过程对学生合作精神培养起到了很好的作用。学生在反复实验过程中经历一次次失败，再一次次地改进，不仅是对学生责任心的培养，也是对学生承受失败能力的一种锻炼。学生把所有关卡搭建起来，紧张地注视着一关关的运行，当全部关卡成功地完成时，学生兴奋地跳起来欢呼，他们终于体会到成功的愉快。4、机器人专题应用活动的开展给了学生自我展示的舞台。专题应用活动的

57、开展，让学生把所学机器人知识得到应用，培养了学生的创新能力，发展了学生的创新思维；手脑并重，锻炼了学生的动手能力，让学生有了充分展示自已聪明才智的舞台，让学生有一条件成才之路。近年来，我校学生参加国家、省级各种机器人比赛，取得了丰硕的成果，8年来获省级获66个，国家级奖9个，其中金牌5枚，3次获全国冠军。5、课题研究促进教师成长。通过课题研究，参研教师加强了理论学习，通过自学、参培、研讨等形式提高了理论认识；在课题研究过程中，对教材、教法的研讨、课堂教学的设计、反思，教学效果的总结让教师的业务水平得到提升；由一批专业能力强的机器人教练帮带年轻老师，由原来的2名教练员增加到5名，充实了机器人教练

58、队伍，为机器人的专题应用提供保障。2012年11月15日，课题组教师罗勇、谢瀚飞承担区信息技术研究课及“机器人教育”专题研讨课，受到好评；刘东宇主任主讲了人工智能对全区信息技术教师进行了专题培训。案例11：2012年11月15日，我校刘东宇主任作了人工智能的专题讲座，对全区信息技术教师进行了专题培训。他从理论和实例两方面就“什么是人工智能”“人工智能与我们生活中的作用”及“机器人教学”等问题作了详细解说，参加的信息技术教师认真听讲，受益匪浅，不仅对“人工智能”这一概念有了认识，更对在小学信息技术课程中开展机器人教学的重要性，必要性有了更深的理解。一年多来，参研教师编写校本教材13课，配套教案1

59、3课，案例与反思20篇，经验论文12篇，参加国家级培训2次，省级培训3次。6、社会反响强烈现在机器人教育已是我校特色教育之一，从2006年至今多次荣获省、全国机器人比赛一等奖，在省、市都有较高的声誉。对于我校在机器人教育方面取得的成绩，四川教育电视台于2013年1月专门就此进行了采访，从管理、教学、学生学习、课外活动等多方面介绍我校在机器人教育方面的经验，社会反响强烈。八、课题研究存在的主要问题及今后的设想存在的问题：1、机器人器材在使用的管理上有效性不够，虽然制定有机器人使用制度但是在使用的过程中仍然存在损坏、遗失的情况，还要加强过程的管理。2、校本教材编写缺少理论指导。开发小学机器人教学的校本课程是课题研究内容之一，也是课题成果的重要组成部分，在研究中我们注意这方面资料的收集整理，但我们也发现光是靠这些单一的课本材料想形成一个完整的、系统的机器人课程是不够的，没有对本课程开发的指导思想，及需要实现的课程三维目标的总体把握，所编写出来的校本教程是没有价值及推广性的。3、研究可借鉴参考的资