機(jī)器人在殘疾人教育應(yīng)用的課程規(guī)劃

1、<p>　　機(jī)器人在殘疾人教育應(yīng)用的課程規(guī)劃</p><p>　　摘 要：機(jī)器人制作是一門(mén)新學(xué)科，通過(guò)學(xué)習(xí)機(jī)器人知識(shí)，可以使學(xué)生綜合了解現(xiàn)代工業(yè)、電子技術(shù)、程序語(yǔ)言等多種先進(jìn)的新技術(shù)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造意識(shí)和發(fā)散思維，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。如今，機(jī)器人事業(yè)在普通學(xué)校已經(jīng)發(fā)展得比較成熟，于是我們開(kāi)始將機(jī)器人教育推廣到殘疾人領(lǐng)域。本文從殘疾人學(xué)生學(xué)習(xí)需求的角度出發(fā)，以新的教學(xué)理念和教學(xué)理論為

2、指導(dǎo)，以提高殘疾人學(xué)生的動(dòng)手能力為切入點(diǎn)，通過(guò)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的拆解、教學(xué)環(huán)節(jié)、實(shí)踐環(huán)節(jié)和競(jìng)賽環(huán)節(jié)來(lái)規(guī)劃課程建設(shè)，同時(shí)對(duì)講義和教材的內(nèi)容進(jìn)行規(guī)劃，從而達(dá)到使用適合殘疾人學(xué)生的機(jī)器人課堂教學(xué)策略來(lái)挖掘?qū)W生的潛力，提高學(xué)生整體素質(zhì)的目的。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：殘疾人教育；機(jī)器人；課程規(guī)劃 </p><p><b>　　0 引言 </b></p><p

3、>　　隨著時(shí)代的發(fā)展，機(jī)器人事業(yè)漸漸發(fā)展起來(lái)，機(jī)器人已步入各大高校、中學(xué)、小學(xué)，這也表示著機(jī)器人事業(yè)正在向教育事業(yè)發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)每年約有10萬(wàn)名青少年參加各類(lèi)機(jī)器人比賽，已居世界首位。但是殘疾人參加機(jī)器人比賽在這方面卻是非常薄弱。世界上有六億五千萬(wàn)殘疾人占世界總?cè)丝诘?0%，他們是世界上最大的少數(shù)群體。聯(lián)合國(guó)教科文組織稱(chēng)，發(fā)展中國(guó)家90%的殘疾兒童沒(méi)有上學(xué)。聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署1998年數(shù)據(jù)顯示，全球只有3%的殘疾人和1%的殘疾婦

4、女擁有讀寫(xiě)能力。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織稱(chēng)，在經(jīng)合組織國(guó)家中，盡管接受高等教育的殘疾學(xué)生人數(shù)在增長(zhǎng)，但也不具有代表性?？梢?jiàn)殘疾人教育事業(yè)的發(fā)展是非常值得我們重視的。 </p><p>　　因此，我國(guó)對(duì)殘疾人的教育方面不能落后于其他國(guó)家，我們要努力做到領(lǐng)先的同時(shí)還應(yīng)有所創(chuàng)新。機(jī)器人在殘疾人教育中的應(yīng)用是一個(gè)新的課程，新課程要生存與發(fā)展，必須盡快形成適合殘疾人學(xué)生的課程規(guī)劃和教材規(guī)劃。對(duì)殘疾人學(xué)生課程規(guī)劃的一個(gè)重要原則是：

5、一門(mén)課程的設(shè)置并不是對(duì)知識(shí)的簡(jiǎn)單組合與堆砌，而應(yīng)該對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行充分的分析，根據(jù)學(xué)習(xí)者的需要設(shè)置一系列有條理、有目的、以學(xué)生為中心的一系列教學(xué)活動(dòng)。經(jīng)過(guò)對(duì)各相關(guān)殘疾人學(xué)校進(jìn)行調(diào)研，結(jié)果顯示，殘疾人學(xué)校尚未出現(xiàn)該課程。 </p><p>　　本文的目的是在殘疾人教育領(lǐng)域中，提出并規(guī)劃一門(mén)機(jī)器人制作的課程，并提出課程規(guī)劃與教材建設(shè)的觀(guān)點(diǎn)。 </p><p><b>　　1 學(xué)習(xí)者分析

6、</b></p><p><b>　　1.1 生活經(jīng)驗(yàn) </b></p><p>　　通過(guò)前期的調(diào)查，我們了解到，大部分殘疾人學(xué)生都沒(méi)有接觸過(guò)系統(tǒng)的機(jī)器人的學(xué)習(xí)，更沒(méi)有動(dòng)手操作過(guò)，但他們通過(guò)雜志、網(wǎng)絡(luò)、電視、等信息媒體對(duì)機(jī)器人有了一定的認(rèn)識(shí)，對(duì)機(jī)器人這個(gè)概念并不陌生，但在他們的概念中，機(jī)器人制作是一件非常困難的事情，感覺(jué)機(jī)器人離他們的生活很遙遠(yuǎn)。 <

7、/p><p><b>　　1.2 認(rèn)知水平 </b></p><p>　　學(xué)生對(duì)機(jī)器人的總體概念并不是很清晰，尤其是機(jī)器人的運(yùn)作原理等，但是對(duì)一些最基礎(chǔ)的知識(shí)還是有一定的接觸，比如：部分學(xué)生因?yàn)榧彝ピ颍薪佑|過(guò)螺絲刀、銼刀等機(jī)器人制作的工具。在學(xué)生之前的科學(xué)課的學(xué)習(xí)上，他們也學(xué)習(xí)了一定的電路方面的知識(shí)，不過(guò)學(xué)生并沒(méi)有把這些相關(guān)的知識(shí)與機(jī)器人進(jìn)行過(guò)聯(lián)系。在機(jī)器人制作的學(xué)習(xí)

8、內(nèi)容中，學(xué)生對(duì)機(jī)器人相關(guān)的元件比如舵機(jī)、傳感器、主板等這些專(zhuān)業(yè)詞匯比較陌生。我們可以以他們比較熟悉的人體結(jié)構(gòu)為切入點(diǎn)，形象地說(shuō)明舵機(jī)、傳感器、主板的運(yùn)作原理和作用。 </p><p><b>　　1.3 知識(shí)基礎(chǔ) </b></p><p>　　學(xué)生在其他學(xué)科中學(xué)習(xí)過(guò)簡(jiǎn)單的電路知識(shí)和計(jì)算機(jī)知識(shí)等，能夠在教師的引導(dǎo)下將這些相關(guān)知識(shí)遷移到機(jī)器人的理解上。 </p>

9、;<p>　　1.4 特殊性分析 </p><p>　　由于聾啞人學(xué)生的生理特征，他們無(wú)法用嘴巴說(shuō)、耳朵聽(tīng)，所以他們使用的更多的是他們的肢體，這樣，他們的形象思維比普通學(xué)生更加發(fā)達(dá)，他們眼睛和肢體上的感官較普通學(xué)生也更加敏銳。 </p><p>　　2 應(yīng)用于殘疾人學(xué)生的機(jī)器人課程教學(xué)目標(biāo) </p><p>　　本次應(yīng)用于殘疾人學(xué)生的機(jī)器人課程的教學(xué)期

10、許的目標(biāo)有以下幾點(diǎn)： </p><p>　　1）語(yǔ)言表達(dá)能力：通過(guò)機(jī)器人課程的教學(xué)，學(xué)生能夠完善自己的語(yǔ)言表達(dá)能力，做到清晰明確地表達(dá)自己的想法。 </p><p>　　2）小組合作能力：在學(xué)習(xí)過(guò)程中，能夠與同學(xué)進(jìn)行良好的溝通。 </p><p>　　3）創(chuàng)新能力：在學(xué)習(xí)課本知識(shí)的基礎(chǔ)上，發(fā)揮想象力，能夠創(chuàng)造一些新穎獨(dú)特的機(jī)器人舞蹈動(dòng)作。 </p>&

11、lt;p>　　4）動(dòng)手能力：在教師指導(dǎo)下熟練組裝機(jī)器人，能夠獨(dú)立使用螺絲刀等工具。 </p><p>　　5）形象思維能力：將編排好的舞蹈動(dòng)作轉(zhuǎn)化為機(jī)器人身上每一個(gè)舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度，使用USB Servo Control對(duì)機(jī)器人編輯動(dòng)作指令，完成動(dòng)作的調(diào)試。 </p><p>　　6）判斷能力：通過(guò)機(jī)器人課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合完善判斷能力，除了本課程的專(zhuān)業(yè)知識(shí)外，還有課程之外的通識(shí)能

12、力進(jìn)行綜合整理，使學(xué)生能夠在實(shí)際問(wèn)題的解決過(guò)程中體現(xiàn)一定的智慧性。 </p><p>　　3 機(jī)器人制作的課程規(guī)劃 </p><p>　　根據(jù)《義務(wù)教育法》就殘疾人教育的相關(guān)條例，我們可以發(fā)現(xiàn)新的全納教育思潮，體現(xiàn)了以人為本，權(quán)力為先的立法精神。按照該條例，下面主要從四個(gè)方面來(lái)規(guī)劃針對(duì)殘疾人學(xué)生的機(jī)器人教育課程： </p><p><b>　　1）知識(shí)點(diǎn)拆

13、解； </b></p><p>　　2）教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)； </p><p><b>　　3）檢查環(huán)節(jié)。 </b></p><p>　　3.1 知識(shí)點(diǎn)拆解 </p><p>　　通過(guò)對(duì)我們?yōu)闅埣踩藢W(xué)生設(shè)置的人形機(jī)器人的拆解，我們將知識(shí)點(diǎn)拆解成2個(gè)主要教學(xué)模塊：（1）機(jī)器人運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，介紹電機(jī)與舵機(jī)的使用方法，例如運(yùn)

14、動(dòng)原理、電機(jī)和舵機(jī)的控制電路等。（2）機(jī)器人動(dòng)作系統(tǒng)，介紹使用相關(guān)軟件對(duì)機(jī)器人的行動(dòng)進(jìn)行控制，例如控制機(jī)器人站立、行走、舞蹈等。 </p><p>　　3.2 機(jī)器人課程安排及教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié) </p><p>　　機(jī)器人制作這門(mén)課程是一門(mén)交叉學(xué)科，是各種理論和實(shí)踐操作學(xué)科的綜合，也是促進(jìn)學(xué)生動(dòng)手能力、協(xié)作能力以及問(wèn)題解決能力的一門(mén)課程。為減少學(xué)生學(xué)習(xí)壓力，提高學(xué)習(xí)效率，我們按照“組間同質(zhì)，組

15、內(nèi)異質(zhì)”的原則將學(xué)生分為兩大學(xué)習(xí)小組。 </p><p>　　以這次的實(shí)驗(yàn)課程為例，我們一共安排了四課時(shí)的上課時(shí)間。 </p><p>　　3.2.1 第一課 　　首先對(duì)機(jī)器人進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，讓學(xué)生對(duì)機(jī)器人有總體的了解，給學(xué)生建構(gòu)一個(gè)機(jī)器人理論體系的基本框架。簡(jiǎn)單再介紹：（1）組成機(jī)器人的重要部件及其功能如主板、舵機(jī)、舵機(jī)框、USB連接線(xiàn)。（2）機(jī)器人其他組成部件及其功能，如LED（Lig

16、ht Emitting Diode）發(fā)光二級(jí)管、紅外避障傳感器、鋰電池。如果有時(shí)間的話(huà)，還可以給學(xué)生播放相關(guān)的教學(xué)視頻，讓學(xué)生適當(dāng)了解一下實(shí)驗(yàn)室制作機(jī)器人必備的工具如型材切割機(jī)、電動(dòng)鉆孔器、打磨器、老虎鉗、銼刀、鋸子、AB膠、膠槍、膠棒等。 </p><p>　　3.2.2 第二課 </p><p>　　學(xué)習(xí)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組裝，首先介紹各種結(jié)構(gòu)不同的鋁合金材料，第二步是通過(guò)多媒體課件集體給學(xué)

17、習(xí)者講授機(jī)器人組裝的具體方法以及注意點(diǎn)，接著讓學(xué)習(xí)者分組進(jìn)行組裝學(xué)習(xí)，讓預(yù)先分配好的指導(dǎo)老師參與到每個(gè)小組的組裝練習(xí)中，必要時(shí)進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo)。考慮到時(shí)間關(guān)系、教師與學(xué)生之間的溝通問(wèn)題以及殘疾人學(xué)生的接受能力，這次的教學(xué)目標(biāo)可根據(jù)實(shí)際情況來(lái)定，不要求一節(jié)課完成機(jī)器人的全部組裝，因此，我們把一臺(tái)機(jī)器人分配給兩小組學(xué)生合作組裝完成。最后，組裝結(jié)束后開(kāi)展一個(gè)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)，讓教師及時(shí)進(jìn)行教學(xué)反思， 也讓學(xué)習(xí)者在互相的溝通和教師的溝通中及時(shí)發(fā)現(xiàn)自身存在

18、的問(wèn)題改進(jìn)學(xué)習(xí)方法。 </p><p>　　3.2.3 第三課 </p><p>　　在前兩節(jié)課的基礎(chǔ)上，進(jìn)行機(jī)器人比賽的規(guī)則介紹，并讓學(xué)生了解機(jī)器人編程軟件的使用方法，讓學(xué)生了解如何使用計(jì)算機(jī)控制機(jī)器人的動(dòng)作，如：軟件的界面介紹、軟件如何接com口、軟件編輯區(qū)各個(gè)按鈕的使用方法等。在了解軟件之后讓小組同學(xué)操作練習(xí)，嘗試給機(jī)器人調(diào)試程序。同樣，在課后安排經(jīng)驗(yàn)交流。 </p>

19、<p>　　3.2.4 第四課 </p><p>　　進(jìn)行比賽場(chǎng)地的模擬，各組同學(xué)分別在各自指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下給機(jī)器人調(diào)試好舞蹈程序，讓兩組學(xué)生根據(jù)我們制定的殘疾人人形機(jī)器人舞蹈大賽的規(guī)則進(jìn)行競(jìng)賽。 </p><p>　　課程規(guī)劃如下表1。 </p><p><b>　　表1 </b></p><p><b

20、>　　3.3 檢查環(huán)節(jié) </b></p><p>　　機(jī)器人教育這一課程作為一門(mén)傾向?qū)嵺`的課程很難通過(guò)書(shū)面試題的方式來(lái)測(cè)試學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，采用閉卷考試對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)試有很多弊端，這個(gè)形式比較單一，不能很好的反映學(xué)生的動(dòng)手能力和團(tuán)體協(xié)作能力以及學(xué)生對(duì)機(jī)器人知識(shí)的實(shí)際掌握情況。但是如果沒(méi)有測(cè)試很難得到課程的實(shí)施情況和學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況的反饋。 </p><p>　　參考我們大

21、學(xué)的考核方式，我們將考核成績(jī)分為兩個(gè)部分。平時(shí)成績(jī)占40%，最終比賽成績(jī)占60%。如果兩個(gè)成績(jī)的其中之一不合格將視這門(mén)科目為不合格。 </p><p>　　我們結(jié)合了機(jī)器人競(jìng)賽的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核。在課程結(jié)束的時(shí)候，我們會(huì)首先發(fā)放一份問(wèn)卷了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，再根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況設(shè)計(jì)機(jī)器人競(jìng)賽的規(guī)則，讓班級(jí)里的兩組學(xué)習(xí)小組的同學(xué)進(jìn)行比賽。在比賽的過(guò)程中，我們能更有效地督促學(xué)生學(xué)習(xí)，同時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，同時(shí)也增強(qiáng)

22、了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。 </p><p><b>　　4 結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　本項(xiàng)目是將機(jī)器人投放于殘疾人教育事業(yè)中，讓機(jī)器人走進(jìn)殘疾人的生活與學(xué)習(xí)中，幫助他們克服心理與生理上的學(xué)習(xí)障礙，并且豐富他們的學(xué)習(xí)生活；同時(shí)還減輕特殊教師和家長(zhǎng)的壓力。在我們關(guān)注殘疾人身體健康的同時(shí)，也重視其心理健康，因此機(jī)器人在殘疾人教育中的應(yīng)用研究是具有深刻意義的。 <

23、/p><p>　　湖州師范大學(xué)提供了大學(xué)生一個(gè)平臺(tái)去了解與接觸機(jī)器人，這也在一定程度上開(kāi)發(fā)了他們的智能和增強(qiáng)他們的實(shí)踐能力，這無(wú)疑對(duì)大學(xué)生的創(chuàng)新能力有一定的培養(yǎng)。 </p><p>　　綜上所述，機(jī)器人運(yùn)用于殘疾人的教育事業(yè)當(dāng)中，不僅是對(duì)機(jī)器人普及的實(shí)施，而且也是對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新能力的鍛煉，更是能為殘疾人教育事業(yè)做出重要貢獻(xiàn)。 </p><p>　　機(jī)器人課程在殘疾人學(xué)校課

24、程中所占不多，但對(duì)殘疾人教育的意義深遠(yuǎn)。在針對(duì)殘疾人學(xué)生的機(jī)器人課程中，我們還需要再深入地了解殘疾人學(xué)生的特性，再根據(jù)學(xué)生本身的特性開(kāi)發(fā)更加適合學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生學(xué)會(huì)自己學(xué)習(xí)、探索與創(chuàng)新。爭(zhēng)取做到讓學(xué)生做到自己提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。我們老師要做的就是幫助學(xué)生將課程的理論知識(shí)與學(xué)生的實(shí)踐操作有機(jī)的結(jié)合，合理安排學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，爭(zhēng)取讓殘疾人學(xué)校教育成為“低負(fù)擔(dān)，高效率”的教學(xué)。 </p><

25、;p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 石志國(guó)，劉冀偉，王志良，魏俊明.機(jī)器人組成原理課程規(guī)劃[J].計(jì)算機(jī)教育，2010（15）. </p><p>　　[2] 樸永馨.特殊教育學(xué)[M].福建：福建教育出版社，1997. </p><p>　　[3] 王旭仁，何花，周全等.深入完善“智能機(jī)器人”實(shí)踐課程體系，

26、促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)[J].計(jì)算機(jī)教育，2009（11）. </p><p>　　[4] 李術(shù).試論殘疾人的教育公平[J].中國(guó)特殊教育，2003（40）. </p><p>　　[5] 黃坤錦.大學(xué)通識(shí)教育的結(jié)拜呢理念和課程規(guī)劃[J].北京大學(xué)教育評(píng)論，2006（3）. </p><p>　　[6] 王道俊，郭文安.教育學(xué)[M].人民教育出版社，2009. </p&