機器人制作與訓(xùn)練課程教學(xué)大綱

機器人制作與訓(xùn)練課程教學(xué)大綱（RobotMakingandTraining）一、課程概況課程代碼：2401035學(xué)分：2學(xué)時：32（其中：講授學(xué)時16，實踐學(xué)時16）先修課程：大學(xué)計算機信息基礎(chǔ)適用專業(yè)：小學(xué)教育建議教材：《用Scratch與mBlock玩轉(zhuǎn)mBot智能機器人》，王麗君，人民郵電出版社，2017.課程歸口：師范學(xué)院課程的性質(zhì)與任務(wù)：本課程是小學(xué)教育專業(yè)的一門專業(yè)選修課程。通過本課程學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計、組裝、編程和運行機器人的能力，使學(xué)生全面掌握小學(xué)機器人科學(xué)教育活動的內(nèi)涵、價值、目標(biāo)、內(nèi)容、方法和不同類型機器人科學(xué)教育活動設(shè)計指導(dǎo)方法，具有開展小學(xué)機器人科學(xué)教育及競賽活動的基本技能，為后續(xù)STEAM課程設(shè)計及教育實習(xí)環(huán)節(jié)奠定基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)（一）課程具體目標(biāo)目標(biāo)1.了解機器人學(xué)科的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀，理解機器人與人類的關(guān)系，掌握國內(nèi)外中小學(xué)機器人教育的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀。目標(biāo)2.掌握教育機器人搭建與軟件環(huán)境安裝方法，掌握Scratch圖形化程序設(shè)計思想與方法，通過實踐掌握機器人編程方法。目標(biāo)3.具備針對某項機器人競賽規(guī)則搭建機器人并設(shè)計相應(yīng)程序的能力。目標(biāo)4.具有終身學(xué)習(xí)與專業(yè)發(fā)展的意識，掌握小學(xué)機器人教育和競賽活動的評價方法和技能，能夠運用批判性思維方法，對小學(xué)機器人教育和競賽活動進行教育反思。目標(biāo)5.能夠完成校內(nèi)機器人社團活動的設(shè)計與指導(dǎo)工作，促進小學(xué)生全面、健康發(fā)展。（二）課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求的關(guān)系課程目標(biāo)支撐的畢業(yè)要求支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)1畢業(yè)要求3.學(xué)科素養(yǎng)指標(biāo)點3-1：具有一定的人文社會與科學(xué)素養(yǎng)。課程目標(biāo)2畢業(yè)要求3.學(xué)科素養(yǎng)指標(biāo)點3-2：掌握主教學(xué)科的基本理論和方法，具有良好的學(xué)科專業(yè)能力。課程目標(biāo)3畢業(yè)要求3.學(xué)科素養(yǎng)指標(biāo)點3-3：掌握兼教學(xué)科的基本知識、原理和技能，理解兼教學(xué)科的知識體系。課程目標(biāo)4畢業(yè)要求6.綜合育人指標(biāo)點6-2：具備結(jié)合學(xué)科教學(xué)進行育人的意識與能力。課程目標(biāo)5畢業(yè)要求6.綜合育人指標(biāo)點6-3：理解學(xué)校文化和各類課外教育活動的育人內(nèi)涵和方法，參與組織主題教育、少先隊活動和社團活動，促進小學(xué)生全面、健康發(fā)展。三、課程內(nèi)容及要求（一）機器人技術(shù)與教育概述（本模塊各知識點的講授與學(xué)習(xí)，可以支撐課程目標(biāo)1）1.教學(xué)內(nèi)容（1）機器人學(xué)科的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀（2）國內(nèi)外中小學(xué)機器人教育的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀（3）機器人在人類社會中的重要地位與思考2.基本要求（1）了解機器人學(xué)科的內(nèi)涵（2）掌握國內(nèi)外中小學(xué)機器人教育的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀（3）理解機器人與人類的關(guān)系3.課程思政育人目標(biāo)通過引發(fā)學(xué)生對機器人的發(fā)明及其在人類社會中的重要地位的思考，讓學(xué)生充分理解人的創(chuàng)造力和主觀能動性，人不僅要認(rèn)識世界，還要改造世界。教學(xué)重點：掌握國內(nèi)外中小學(xué)機器人教育的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀教學(xué)難點：各種類型的中小學(xué)教育機器人的特點（二）教育機器人搭建與軟件環(huán)境安裝（本模塊各知識點的講授與學(xué)習(xí)，可以支撐課程目標(biāo)2）1.教學(xué)內(nèi)容（1）教育機器人搭建（2）軟件環(huán)境安裝（3）軟件環(huán)境使用2.基本要求（1）掌握教育機器人搭建與軟件環(huán)境安裝方法3.課程思政育人目標(biāo)通過帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)機器人的搭建、安裝和使用知識，讓學(xué)生實踐操作能力的重要作用，進而明白勞動教育的重要價值意義。教學(xué)重點：教育機器人搭建及各模塊功能教學(xué)難點：教育機器人各模塊功能（三）Scratch圖形化程序設(shè)計（本模塊各知識點的講授與學(xué)習(xí)，可以支撐課程目標(biāo)2）1.教學(xué)內(nèi)容（1）Scratch界面、背景區(qū)、角色區(qū)、各種角色介紹（2）順序、分支、循環(huán)程序設(shè)計（3）結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計（4）熊貓漫步與貓捉老鼠實驗2.基本要求（1）了解Scratch界面、背景區(qū)、角色區(qū)、各種角色（2）掌握順序、分支、循環(huán)程序設(shè)計思想（3）掌握結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計思想（4）應(yīng)用所學(xué)內(nèi)容實現(xiàn)熊貓漫步與貓捉老鼠實驗3.課程思政育人目標(biāo)學(xué)生通過學(xué)習(xí)Scratch圖形化程序設(shè)計的基本知識，了解當(dāng)代計算機語言的基本邏輯，進而增進學(xué)生對程序設(shè)計思想在培養(yǎng)邏輯思維能力方面的作用。教學(xué)重點：掌握順序、分支、循環(huán)程序設(shè)計和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的基本要求和方法教學(xué)難點：應(yīng)用所學(xué)內(nèi)容實現(xiàn)熊貓漫步與貓捉老鼠實驗（四）機器人編程與實踐（本模塊各知識點的講授與學(xué)習(xí)，可以支撐課程目標(biāo)2）1.教學(xué)內(nèi)容（1）LED、按鍵、蜂鳴器、紅外遙控程序設(shè)計（2）巡線傳感器與電機控制程序設(shè)計（3）音樂家、遙控機器人綜合程序設(shè)計與實驗2.基本要求（1）掌握機器人各模塊的程序設(shè)計方法（2）音樂家、遙控機器人綜合程序設(shè)計與實驗3.課程思政育人目標(biāo)學(xué)生通過學(xué)習(xí)程序設(shè)計方法，了解社會生活中的相關(guān)設(shè)施設(shè)備的設(shè)計原理，增強學(xué)生科學(xué)和理性地認(rèn)識世界的能力。教學(xué)重點：掌握機器人各模塊的程序設(shè)計方法教學(xué)難點：靈活運用所學(xué)進行音樂家、遙控機器人綜合程序設(shè)計與實驗（五）競賽機器人搭建與程序設(shè)計（本模塊各知識點的講授與學(xué)習(xí)，可以支撐課程目標(biāo)3）1.教學(xué)內(nèi)容（1）機器人競賽規(guī)則介紹（2）巡線機器人搭建與控制（3）六足機器人搭建與控制2.基本要求（1）了解一種機器人競賽規(guī)則（2）掌握巡線機器人搭建與控制方法（3）掌握六足機器人搭建與控制方法3.課程思政育人目標(biāo)通過讓學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)機器人競賽中的搭建與控制的基本知識，增進學(xué)生對“中國智造”、“大國工匠”等概念的理解，進而體會自主研發(fā)和工匠精神的重要意義。教學(xué)重點：掌握巡線機器人搭建與控制方法教學(xué)難點：運用所學(xué)知識和競賽規(guī)則控制機器人（六）機器人競賽組織與訓(xùn)練（本模塊各知識點的講授與學(xué)習(xí)，可以支撐課程目標(biāo)4）1.教學(xué)內(nèi)容（1）機器人競賽概述（2）機器人競賽教育活動的設(shè)計與組織指導(dǎo)（3）組織進行足球機器人競賽2.基本要求（1）了解中小學(xué)機器人競賽種類（2）能夠完成小學(xué)機器人競賽教育活動的設(shè)計與組織指導(dǎo)活動3.課程思政育人目標(biāo)通過讓學(xué)生對機器人競賽及其相關(guān)設(shè)計組織知識的認(rèn)識和了解，培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力，學(xué)以致用，進一步強化“五育并舉”等教育理念在具體教育實踐中的滲透。教學(xué)重點：掌握小學(xué)機器人競賽教育活動的設(shè)計與組織指導(dǎo)方法教學(xué)難點：設(shè)計與組織足球機器人競賽教育活動（七）機器人教育與競賽活動評價（本模塊各知識點的講授與學(xué)習(xí)，可以支撐課程目標(biāo)1、5）1.教學(xué)內(nèi)容（1）小學(xué)機器人社團的組織管理方法（2）小學(xué)機器人競賽項目選擇與競賽指導(dǎo)改進方法2.基本要求（1）掌握小學(xué)機器人社團的組織管理方法（2）掌握小學(xué)機器人競賽項目選擇與競賽指導(dǎo)改進方法3.課程思政育人目標(biāo)學(xué)生通過對小學(xué)機器人社團的組織和競賽的方法的學(xué)習(xí)和掌握，了解組織管理中的一般要求和困難所在，從而增強學(xué)生學(xué)以致用的能力，最終形成對國家政府的科學(xué)組織管理理念的正確認(rèn)知和認(rèn)同。教學(xué)重點：掌握小學(xué)機器人社團的組織管理方法教學(xué)難點：評價機器人競賽項目，改進指導(dǎo)競賽的方法。教學(xué)內(nèi)容與課程目標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系及學(xué)時分配如表所示：序號教學(xué)內(nèi)容支撐的課程目標(biāo)支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點講授學(xué)時實驗學(xué)時1機器人技術(shù)與教育概述目標(biāo)13-122教育機器人搭建與軟件環(huán)境安裝目標(biāo)23-2223Scratch圖形化程序設(shè)計目標(biāo)23-2244機器人編程與實踐目標(biāo)23-2445競賽機器人搭建與程序設(shè)計目標(biāo)33-3246機器人競賽組織與訓(xùn)練目標(biāo)46-2227機器人教育與競賽活動評價目標(biāo)1、56-32合計1616四、課內(nèi)實驗（實踐）實驗（實踐）項目名稱實驗（實踐）內(nèi)容及要求學(xué)時對畢業(yè)要求的支撐類型備注1教育機器人搭建與軟件環(huán)境安裝實驗內(nèi)容：建一臺教育機器人，安裝軟件環(huán)境。實驗要求：每人提交教育機器人各功能模塊介紹和軟件使用報告。23-2驗證性必做2熊貓漫步實驗內(nèi)容：設(shè)計一個熊貓漫步Scratch程序。實驗要求：每人提交熊貓漫步實驗報告。23-2設(shè)計性必做3貓捉老鼠實驗內(nèi)容：設(shè)計一個貓捉老鼠Scratch程序。實驗要求：每人提交貓捉老鼠實驗報告。23-2設(shè)計性必做4音樂家實驗內(nèi)容：采用LED、蜂鳴器和按鍵設(shè)計一個音樂家Scratch程序。實驗要求：每人提交音樂家實驗報告。23-2設(shè)計性必做5遙控機器人實驗內(nèi)容：設(shè)計實現(xiàn)紅外遙控機器人程序。實驗要求：每人提交遙控機器人實驗報告。23-2設(shè)計性必做6巡線機器人實驗內(nèi)容：設(shè)計實現(xiàn)巡線機器人程序。實驗要求：每人提交巡線機器人實驗報告。23-3設(shè)計性必做7六足機器人實驗內(nèi)容：搭建六足機器人并設(shè)計控制程序。實驗要求：每人提交六足機器人實驗報告。23-3設(shè)計性必做8足球機器人競賽實驗內(nèi)容：分組進行足球機器人競賽。實驗要求：每人提交組織機器人競賽的心得體會報告。26-2綜合性必做五、課程實施（一）積極進行課堂教學(xué)改革，采用講授法、案例教學(xué)法、現(xiàn)場教學(xué)法等進行教學(xué)。充分利用視頻、QQ群、畢博網(wǎng)絡(luò)課程等手段輔助教學(xué)，縮短小學(xué)教育科學(xué)教育理論教學(xué)與實驗應(yīng)用的距離，提高教學(xué)的針對性和實效性。（二）加強課程實驗教學(xué)，組織學(xué)生做好預(yù)習(xí)與實驗準(zhǔn)備，提高實驗教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的機器人程序設(shè)計與實踐能力、機器人教學(xué)設(shè)計、實施和教育評價能力。（三）采用小組合作學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生在小組合作學(xué)習(xí)過程中完成機器人科學(xué)教育活動的設(shè)計與指導(dǎo)等工作，培養(yǎng)學(xué)生團隊協(xié)作精神，掌握溝通合作技能，運用批判性思維方法，完成小學(xué)機器人教育活動設(shè)計方案和教育評價活動。（四）緊密結(jié)合小學(xué)教育課程改革最新研究成果，及時調(diào)整和補充學(xué)科前沿知識。主要教學(xué)環(huán)節(jié)的質(zhì)量要求如表所示：主要教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量要求1備課（1）掌握課程教學(xué)大綱內(nèi)容，嚴(yán)格按照教學(xué)大綱要求進行課程教學(xué)內(nèi)容的組織。（2）悉心了解學(xué)生的現(xiàn)有水平和最新發(fā)展區(qū)水平，深透鉆研教材內(nèi)容，廣泛閱讀相關(guān)文獻資料，精心選擇教學(xué)方法、組織形式和教學(xué)手段，認(rèn)真編寫授課計劃。授課教案內(nèi)容包括章節(jié)標(biāo)題、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)準(zhǔn)備、教學(xué)方法、課堂類型、時間分配、授課內(nèi)容、課后作業(yè)、教學(xué)效果分析等方面。2講授（1）教師儀表端莊，情緒情感要飽滿；（2）教學(xué)準(zhǔn)備充分，熟悉教學(xué)內(nèi)容；（3）教學(xué)內(nèi)容充實，不斷充實最新研究成果；（4）嚴(yán)格執(zhí)行計劃，教學(xué)進度適宜；（5）課堂教學(xué)信息充分，注重理論聯(lián)系實際；（6）注重啟發(fā)學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生的教學(xué)能力；（7）面向全體基礎(chǔ)上因材施教，靈活運用多種教學(xué)方法；（8）教學(xué)語言規(guī)范，為學(xué)生教育教學(xué)做好表率；（9）教學(xué)條理清楚，教學(xué)思路邏輯嚴(yán)密；（10）充分運用現(xiàn)代化教學(xué)手段，教學(xué)技術(shù)熟練；（11）課堂教學(xué)要重點突出，難點突破；（12）注重師生互動，形成良好的課堂氛圍。3作業(yè)布置與批改學(xué)生必須完成規(guī)定數(shù)量的作業(yè)，作業(yè)必須達到以下基本要求：（1）按時按量完成作業(yè)，不缺交，不抄襲。（2）書寫規(guī)范、教學(xué)設(shè)計方案格式規(guī)范、清晰。（3）教學(xué)設(shè)計理念先進，教學(xué)目標(biāo)適宜，教學(xué)方法靈活，教學(xué)組織形式多樣、教學(xué)過程緊湊，教學(xué)準(zhǔn)備充分。教師批改和講評作業(yè)要求如下：（1）學(xué)生的作業(yè)要按時全部批改，并及時進行講評。（2）教師批改和講評作業(yè)要認(rèn)真、細致，按百分制評定成績并寫明日期。（3）學(xué)生作業(yè)平均成績應(yīng)作為本課程總評成績中平時成績的重要組成部分。4課外答疑為了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，幫助學(xué)生更好地理解和消化所學(xué)知識、改進學(xué)習(xí)方法和思維方式，培養(yǎng)其獨立的教學(xué)設(shè)計能力、教學(xué)組織指導(dǎo)能力、教學(xué)反思與評價能力，任課教師需每周安排一定時間進行課外答疑與輔導(dǎo)。5成績考核本課程考核的方式為開卷筆試?？荚嚥扇〗炭挤蛛x，監(jiān)考由學(xué)院統(tǒng)一安排。有下列情況之一者，總評成績?yōu)椴患案瘢海?）缺交作業(yè)次數(shù)達1/3以上者。（2）缺課次數(shù)達本學(xué)期總授課學(xué)時的1/3以上者。六、課程考核（一）課程考核包括期末考試、平時及作業(yè)考核和實踐考核等，期末考試采用開卷筆試方式。（二）課程總評成績=平時成績×20%+實踐成績×20%+期末考試成績×60%。具體內(nèi)容和比例如表所示：成績組成考核/評價環(huán)節(jié)權(quán)重考核/評價細則課程目標(biāo)考核內(nèi)容對應(yīng)的畢業(yè)要求指標(biāo)點平時成績課堂考勤及平時作業(yè)20%其中課堂考勤占20%，平時作業(yè)占80%。課堂考勤：病假和事假一次扣5分，無故缺席一次扣10分，無故缺席累積達5次以上（不含5次）取消課程成績。平時作業(yè)：課后完成5次作業(yè)，主要考核學(xué)生對每節(jié)課知識點的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，計算全部作業(yè)的平均成績。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4課程目標(biāo)5中小學(xué)機器人教育現(xiàn)狀、教育機器人設(shè)計與實踐方法、機器人競賽項目設(shè)計與實踐、機器人社團活動指導(dǎo)方法。3-1、3-2、3-3、6-2、6-3實驗成績課程實驗20%完成8個實驗活動，主要考核學(xué)生教育機器人設(shè)計與與實踐能力、機器人競賽教育活動設(shè)計與組織指導(dǎo)能力。每個實驗作業(yè)按百分制分別給出成績。8個實驗成績平均后得到實踐總評成績并按20%計入課程總成績。課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4教育機器人設(shè)計與實踐方法、機器人競賽項目設(shè)計與實踐3-2、3-3、6-2期末考試期末考試卷面成績60%開卷題型包括填空題、簡答題、判斷題、程序設(shè)計等，以卷面成績的60%計入課程總成績。其中考核學(xué)小學(xué)機器人科學(xué)教育基本理論型題目占30%，考核學(xué)生運用基本理論知識進行分析設(shè)計能力型題目占30%；考核學(xué)生小學(xué)機器人科學(xué)教育活動設(shè)計與評價能力型題目占40%。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4課程目標(biāo)5中小學(xué)機器人教育現(xiàn)狀、教育機器人設(shè)計與實踐方法、機器人競賽項目設(shè)計與實踐、機器人社團活動指導(dǎo)方法。3-1、3-2、3-3、