人工智能教学优秀案例范文

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中图分类号：G40-057 文献标识码：A 文章编号：1671-7503（2013）05-0038-03

引言

教师知识结构对教师的教学行为和学生的学习效果具有重要影响。信息技术教师作为信息技术教育的实施者，其知识和知识结构直接影响着信息技术教学的质量。TPACK框架自2005年首次提出以来，对信息化教育环境下教师的知识建构及知识结构梳理具有重要指导意义。国内对于信息技术教师的TPACK研究还处于初步阶段，尤其是基于案例的信息技术教师TPACK特征分析还不多见。因此，本文在TPACK基础上提出针对信息技术教师的知识结构模型TPITK，并对其做出基于案例的深入剖析。

一、TPACK简介

（一）TPACK内涵

2005年，美国学者Koehler和Mishra从教师知识角度出发。在学科教学知识的基础上，首次提出TPACK这一教师知识新框架。

TPACK框架在Shulmanl31141教授提出的“学科教学知识”基础上加入了技术知识，并突出在技术使用中学科内容和教学法的角色，以及技术对它们产生的反作用。它是学科内容知识、一般教学法知识和技术知识三者的复杂互动，是整合了这三种知识而形成的新知识。它强调其中的三种知识元素都是有效技术整合必不可少的成分，并且这三种知识领域不能分离，应形成一个整体。

（二）TPACK构成要素

TPACK模型有三个单一的知识要素：学科内容知识、

一般教学法知识（Pedagogical Knowledge，PK）和技术知识（TechnologicalKnowledge，TK），以及这些知识要素交互所形成的学科教学知识（Pedagogical Content Knowledge，PCK）、整合技术的学科内容知识、整合技术的教学知识（Technological PedagogicalKnowledge，TPK）、整合技术的学科教学知识。

二、TPITK理论框架分析

TPACK框架应用于信息技术教师可进一步衍化为TPITK框架。TPITK框架由七种知识要素构成，即信息技术知识（ITK）、一般教学法知识（PK）、技术知识（TK）、信息技术教学知识（PITK）、整合技术的信息技术知识（TITK）、整合技术的教学知识（TPK）和整合技术的信息技术教学知识（TPITK）。

TPITK框架是TPACK框架的子集，是特定适用于信息技术教师的知识结构模型。框架中的三个基础知识要素——ITK、PK和TK代表了信息技术教师需具有的三个专业特性——学术性、师范性和技术性。当然，技术性能否成为与学术性、师范性并列的第三向度尚有疑问，但是，无可否认的是，技术在今天的教师职业养成和职业发展中占有十分重要的地位。基础知识经由互动整合和动态平衡形成的核心知识——TPITK正是信息技术教师专业综合素养的体现。

核心知识TPITK指在不同境脉下重建信息技术知识、一般教学法、技术三者之间动态平衡的意识和能力。TPITK是一种策略性的思维方式，它的形成不是各知识要素的简单组合或拼凑，而是经由陈述性知识（信息技术学科内容、教学法和技术的定义、术语、事实和描述），通过在相同或不同情境中的练习和运用，转化为程序性知识（完成一项或多项信息技术教学任务所涉及的步骤），最后形成策略性知识（在技术环境下对信息技术课程、学习者、课堂境脉的计划、组织、评价与概括）。

三、基于教学案例的教师TPITK剖析

对教师知识框架的分析不能脱离特定的课堂境脉。为此，下文结合2011年“永中杯”全国普通高中信息技术优质课特等奖案例，挖掘特定情境下优秀教师TPITK框架中的具体知识构成，并分析教师在实践中运用TPITK的特征表现。

（一）教学过程

本案例涉及内容是广东教育出版社出版的《人工智能初步》信息技术（选修5）中的第1章第2节，主要任务是让学生了解人工智能的基本内容，激发学生对人工智能技术进一步探索求知的欲望。整个教学过程分为课题引入、实例分析、分组实践、课堂延伸四个部分。

1.课题引入

首先，教师通过图片和视频展示校机器人队训I练和比赛场景，吸引学生注意，提出人工智能概念。然后，教师引入限时还原魔方环节，并提问学生：你在解魔方时用到了身体的哪些器官？学生通过现场体验回答出眼睛、大脑、手三个必不可少的器官。最后，在教师的启发诱导下，学生由这三个器官归纳出人类智能的三大要素：感觉要素、思考要素、运动要素。

2.实例分析

教师展示自制教具——魔方机器人，并提出问题：机器人解魔方需要哪些器官？学生通过观察实物及类比人类智能，思考后得出答案。

教师通过实物结合PPT介绍机器人各器官，使学生对机器人有一个整体印象。然后教师操作机器人，使之分阶段演示解魇方。通过电脑摄像头，学生能清楚地观察到机器人的局部特征。在此过程中，教师步步递进，引导学生归纳出人工智能三大要素：感觉要素、思考要素、行为要素。

教师播放机器人解魔方完整视频，让学生思考导致视频中机器人与现场机器人智能差异的原因，为后续探究作铺垫。

3.分组实践

教师用实物及PPT展示“百变飞碟”机器人，使学生对该机器人的结构及功能有一个整体了解，激起学生探究欲望。然后教师介绍图形化编程软件——能力风暴，让学生大致了解编程的思想及流程。

教师按小组分发“百变飞碟”，布置任务，让学生通过图形化编程实现机器人行动。在学生探索过程中，教师巡回指导，并通过电脑摄像头展示学生探索过程及学生作品。最后，各小组汇报成果，教师层层设问，帮助学生总结影响机器人智能差异的因素。

4，课堂延伸

教师通过提问：你还想让机器人做哪些事情？未来的机器人又会是怎样的呢？引导学生畅谈现在，憧憬未来。最后，教师与学生一同总结课程。

（二）具体知识

通过对上述教学过程的整理分析，笔者总结出该教师的TPITK具体知识构成及能力体现，如表1所示：

（三）特征表现

通过深入剖析本案例，以及对2011年“永中杯”全国普通高中信息技术优质课30个案例的梳理分析，笔者总结出具有良好TPITK的教师会呈现出以下特征：

第一，拥有扎实的教学主题知识和良好的课程整合能力。从本案例可以看出，教师深刻理解人工智能的相关概念、理论及发展脉络，熟练掌握机器人工作原理和实践操作，正确把握知识点间的联结与层次递进关系。在授课过程中，教师还整合进通用技术“简易机器人制作”模块相关内容，使学生对技术的思想有所领悟，技术的方法得以运用。在其他案例中还体现了信息技术教学主题与数学、美术等学科的整合。

第二，具有清晰系统的教学策略。在本案例中，教师设计的教学主线、教学互动和任务都紧密围绕“人工智能基础知识”进行，教学中每一步骤都以前一步为基础，着眼于学生的最近发展区逐层深入。并且，教师通过不断提问，促使学生将“思考”贯穿于“看听做”整个过程中。从另一些优质课案例也可看出，教师能根据学生情况进行教学推理，以适合学生理解的方式授课。

第三，勇于设计基于技术支持的课，乐于将技术交到学生手上。“人工智能初步”是有关基础性知识的纯理论课，但在本案例中，教师精心设计，使各个理论知识点都具有技术实践的支撑，并使用触手可及且不断变化的技术手段，如电脑摄像头、简易计时器软件等优化知识表征、加强师生互动。教师不仅通过演示机器人使学生对人工智能有整体直观的把握，而且将机器人交到学生手中，让学生在探索中直接体验人工智能。在此，技术不仅是教师呈现内容的工具，更是学生获取知识的手段。在另一些优质理论课案例中，教师均通过技术使理论先落实到实践，待学生有经验性的感知后，再将实践上升到理论。

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（1）为部分优秀的学生将来做更深入的研究打坚实的基础。在面向知识经济的今天，研究获取、表示和使用知识的人工智能学科越来越受到人们的重视。目前人工智能研究被列为中国高技术领域的重点之一。以专家系统为代表的智能化系统在信息技术中也占有重要地位。因此在高等教育中开展人工智能教育和智能化系统的研发，不仅是计算机科学的应用，也是促进各学科服务于国民经济发展的必然趋势。为使人工智能的理论、方法和技术的研究与应用普及和深入，教育重心必须要下移，即从研究生教育向本科教育普及。开展本科层次人工智能普及教育的有效途径之一是在本科高年级开设相关选修课。开展人工智能教育，不仅能够更好地发挥高等院校的育人和科学研究功能，而且能为学生拓宽专业路径，扩大自主学习空间和发展个性创造条件，同时也为营造一个使学生不仅有宽厚、扎实的理论基础，且具综合分析和解决问题能力的环境。? 

（2）为将来从教的学生积聚大量的知识。英国早在1999年，人工智能课程已经作为选修课出现在中学的信息与通讯技术（ICT）课程中。许多中小学还通过机器人竞赛活动来激发中小学生学习人工智能的兴趣，使学生不仅提高了用信息技术解决问题的能力，而且培养了多种思维方式，获得了更多的创新空间。美国现行的中学信息技术课程设置中，将人工智能的内容作为“媒体与技术”层面对12年级学生的要求。澳大利亚的部分中学开设的信息处理与技术课程，人工智能、信息系统、算法和程序设计、社会和伦理道德、计算机系统分别作为5个主题共同构成了该课程的教学内容。在该课程的大纲中规定，人工智能部分的教学内容在高中第3学期为12年级的学生开设，教学时间为10周。? 

在我国，多年以来中学奥林匹克信息学竞赛中一直包含有人工智能相关的题目，涉及启发式搜索、博弈、智能程序设计等问题。2003年4月，我国教育部正式颁布《普通高中技术课程标准（实验）》，首次在信息技术科目中设立了“人工智能初步”选修模块，标志着我国高中人工智能课程的正式起步。? 

我国的新课程标准颁布后，教育部评审并通过了分别由教育科学出版社、广东高教出版社、地图出版社、上海科技教育出版社和浙江教育出版社出版的5套高中《人工智能初步》教材，并开发了相应的教辅材料，包括教师用书和配套光盘等。为了配合中学人工智能课程的实施，国内也推出了一些适合中学生学习与体验的人工智能软件和网络资源。另一方面，一些高校的本科生、研究生也逐步关注中学人工智能教育的开展并将其作为毕业论文的研究选题。一些师范院校适应形势要求，已为师范生开设了与此相关的选修课程。? 

2 人工智能的教育及教学条件现状? 

通过对本人多年的教学过程进行总结，我校的《人工智能》课程教育现状可总结为如下几点：? 

（1)理论知识充裕。但与实践相脱节，特别是在智能科学技术的教育教学方面。尽管知识面相当广泛，而人工智能理论的普及教育以及智能技术的开发与应用仍然十分滞后。? 

(2)同其它普通高等院校一样，在本校，人工智能技术的研究与应用尚未普及，甚至比不上其它院校。这不利于培养学生的科研兴趣及创造精神。? 

（3）缺乏配套实验教材，实验教学内容缺乏，无法培养学生的研究能力和创新能力。只有开设实验项目，才能使人工智能的相关知识具有研究性和综合性。? 

（4）对中小学智能教育的深度及教学方式、教学特点缺乏研究。做为师范类院校，我认为在对学生进行基础知识教育的基础上，要紧抓中小学智能教育的特点对师范类学生进行相关的教育与培训。? 

相对于教育现状，我校的《人工智能》课程教学条件现状要稍好一些，其状态如下：? 

（1）教材使用国家级规划教材，此教材非常系统地介绍了人工智能的基本原理、方法和应用技术，适合本科及研究生使用。在我们的授课过程中，也会适当为学生提供相关的国内其他先进教材，如中南大学蔡自兴教授的《人工智能及其应用》等。? 

（2）为了促进学生自主学习，我们准备了多种类型的扩充性学习资料，加强学生主动学习的意识，包括：课程相关杂志和书籍目录，以及部分重要的参考文献，与人工智能相关的网络资源如优秀BBS、新闻组、网址等。 它们包括了大量的文献资料、本领域研究的前沿动态等。 使用表明，学生非常乐于查阅这些资源。 使学生能通过使用这些资源进行一些人工智能程序设计，探讨一些问题，在课堂讨论中展示他们的收获。? 

(3）校园网的普及与不断优化使本课程有优良的实践性教学环境，能充分满足教学需要。我们拥有较充足的多媒体教室和网络教室，为实现本课程教学提供了物质保障。在网络资源建设方面，全校办公室、教室、学生宿舍和教师宿舍都以宽带网相连，这些硬件设备对本课程教学发挥了重要作用，使本课程教学质量得以明显提高。? 

3 人工智能教学方法及手段的改革? 

针对我们现在所采取的教学方法，我认为存在许多不足，如教学方式比较单一，教学内容偏重理论讲解等，为此，提出以下教学方法的改革：? 

（1）通过多种途径激发学生的学习兴趣。课程的学习效果，直接受到学生兴趣和参与意识的影响。一般来讲，《人工智能》作为一门前沿课程，开始学生学习兴趣很大，当开始接触到抽象理论知识及部分算法时，学生往往感到不易接受。 我们通过各种途径和方法， 激发和培养学生的学习兴趣，包括鼓励学生参与某部分知识的扩充性资料查找,预留一定时间请学生负责对此内容进行讲解，布置学生对某个基本成型的实验进行纠错及验证，降低问题解决的难度。学生因此产生兴趣从而做更深度研究。? 

(2）进行启发式教学。 我们可以尝试在教学过程中不断提出问题请学生思考，启发学生求解这些问题，鼓励学生提出自己的猜想和解决方案，然后摆出教材中的解决方案，并与同学所提出的观点进行分析和比较，这足以加强学生学习的主动意识和参与意识，提高学生学习的积极性。? 

(3）课堂辩论与交互式教学。 组织课堂辩论，讨论的议题可定位为譬如人工智能是否能超过人类智能等有争议的问题。学生通过对这些问题展开激烈争论，激发了学习潜能，明确了学习目标。当然师生间的交流方式还有很多，如邮件互发、QQ留言等，也可在课程网站中的互动平台进行交流。? 

(4）分层次因材施教。 在授课过程中，通过对每个具体学生的学习进度、课堂作业情况进行及时评估，对学生提出进一步的学习建议和指导， 实现个性化的教学。 对优秀学生探讨，可以在教学设计和实验设计中要求其选作部分探索性、创新性的功课和实验，以发挥学生个性优势。对于有意于将来从事中小学教育的学生可以在机器人及人工智能技术发展现状等知识层面对其做问题讲解。而那些看似缺乏兴趣的学生，我们可以用多媒体手段如播放人工智能相关电影及科学小片引起其兴趣，实行逐步引导的教学过程。? 

另外，我们可以尝试双语教学。 采用中文教材和讲授的同时，注重在课程中的关键词同时用英文表示，并适当指定英文参考短文和英文参考书。使学生能够接触国外文献资料，加深对学习内容的理解，获得更宽广的知识。我们也可以在教学内容安排上，注重理论联系实际，将一些人工智能网络上的虚拟实验给学生进行课外上网练习，从而使学生了解算法的具体运行过程， 通过参与达到知识的理解，掌握基本方法和技术。? 

 

根据现有的条件，我们在教学中可以采用多媒体教学和网络课程教学相结合的方法，充分利用多媒体的丰富表现形式，利用网络课程的交互性、情景化等特点，构筑以学生为主体的《人工智能》课程现代教学模式。 对于抽象知识，可通过动画和视频演示，通过声音和图像展示人工智能的历史、人物和前景，做到学生直接而深刻地看到知识的内涵外延。网络课程能较好地实现交互并使学习过程情景化，通过网络课程的课堂练习和章节练习，教师可以评价学生的学习情况，并给学生提出学习建议，从而提高学生的研究力和创新力。我们也可以给学生播放中学《人工智能》课程课堂教学录像，以使学生看到初高中学生的知识范围及深度；同时给学生播放现有的《人工智能》科学成果，让学生看到理论背后的实践；也可以播放科幻片，激发学生想象的翅膀从而有兴趣把人工智能作为将来深造的方向。《人工智能》是一门较新的课程，改进教学方法和手段不仅要靠教师，也应增加硬件设备的投入。如果人工智能能采用智能辅助教学系统或机器人辅助教学过程逼真、形象，一目了然，这样可大大提高学生的学习效率，尤其是提高学生的观察判断能力、发现问题和解决问题的能力。? 

4 人工智能实践教学设计的探讨? 

我们可以在教学过程中，适量开设一些实验和设计，提高学生的动手能力，并加深他们对理论知识的理解，降低理论的抽象度，提升理论的实用性。在近两年的教学过程中，我们会适量加入一些人工智能语言的教学过程。例如，在讲解了“野人与传教士过河”等问题后，我们可以让学生使用Visual Prolog或者C ?++?对算法进行实现；在讲解 TSP 问题的遗传算法解决案例后，指出编码方案、初始种群大小、进化代数、交叉率变异率等因素对求解结果的影响，并要求学生通过实验的方式来分析、理解这些问题，并提出“寻找更有利的解决方案”等问题。把学生的兴趣激发后，为解决这些问题，学生会在课外主动查阅相关文献、相互讨论以实现他们所设计的方案，这样既培养了学生善于钻研和勇于创新的精神又提高了学生的实践与创新能力。? 

参考文献：? 

［1］ 熊德兰,李梅莲,鄢靖丰.人工智能中实践教学的探讨［J］.宿州学院学报,2008(1).? 

篇3

中图分类号：G642　文献标识码：A

1　引言

人工智能(AI)是二十世纪五十年代后期兴起的利用计算机模拟人类智能活动去求解问题的学科，与空间技术、原子能技术一起被誉为二十世纪三大科学技术成就，目前广泛应用于专家系统、机器翻译、语音识别、文字识别、计算机视觉、机器人、电子游戏等方面，已经成为计算机技术发展以及许多高新技术产品中的核心技术。

为了适应人工智能技术日益广泛的需要，国内外高校普遍开设了“人工智能”方面的课程，特别是作为计算机方面专业的核心课程之一。我校自从1993年开始为自动化专业本科生开设“智能控制”选修课，1996年为自动化、计算机、机械等专业本科生开设“人工智能导论”、“人工智能及其应用”课程。目前，我校软件学院、信息学院、机电学院都开设了“人工智能导论”课程，已经成为计算机科学与技术、软件工程、数字媒体技术、自动化、机械制造与自动化等许多专业本科生的一门重要的技术基础课程，也是面向包括人文社科等全校所有专业的公选课之一，其目的是使学生了解人工智能的基本概念和基本原理，初步学习和掌握人工智能的基本技术和前沿内容，拓宽知识面，启发思路，为学生提供最基本的人工智能技术和有关问题的入门性知识，提高学生应用开发软件的能力和水平，为今后在相关领域的研究和应用奠定更为坚实的基础。因此，建设好“人工智能导论”课程具有重要意义和很广的受益面。

由于人工智能是交叉学科，涉及面广、内容抽象、不易理解，学生往往有望而生畏的感觉，在教学过程中，老师教、学生学都比较吃力。为了更好地实现上述教学目标，提高本课程的教学质量，协调好教与学的双边关系，使学生由望而生畏的感觉，变为有用有趣的感觉，根据已有人工智能课程在教学与实践方面的经验和方法，结合“人工智能导论”课程的近几年教学实践，对课程的教学体系、教学内容、教学方法、教学手段、考核方式等方面进行了探索总结。

2　调整与优化教学体系和教学内容

“人工智能导论”是计算机科学与技术、软件工程、数字媒体技术、自动化、机械制造与自动化等许多专业本科生的一门重要的技术基础课程，也是面向包括人文社科等全校所有专业的公选课之一，其研究领域及内容十分丰富，涉及的基础面广。因此如何选好教学内容，既能使学生了解本领域的概貌，又能适合学生的基础，便于他们在有限的时间完成学习任务，是一件重要而又困难的事情。

进入21世纪以来，人工智能学科又有了新的发展。为了及时反映人工智能研究和学科的最新进展，我们修订了“人工智能导论”的教学大纲，对教学内容进一步优化和更新，极大充实了各个系统的内容。我们确定的教学内容主要分为三部分：第1部分为概论，介绍人工智能的基本概念、基本内容、主要研究领域及发展过程；第2部分是知识表示，推理和搜索技术，讨论几种常用的知识表示方法、推理技术(包括确定性推理方法和不确定推理方法)和搜索求解策略；第3部分是人工智能应用研究领域，包括专家系统、自然语言理解、机器学习、人工神经网络、遗传算法等的基本概念和方法等。其中第2部分是基础理论，是人工智能的重要基础，应该循序学习。第3部分是人工智能的应用，由于每个研究内容都相对独立、自成体系且有其专门的学术著作研究、热点，因此针对高等院校的本专科生来说，不必循序学习，而且结合专业特点可以选择其中几个研究领域。例如对自动化专业的学生来说，可以选择专家系统、人工神经网络、遗传算法等，同时可增加在自动控制领域的应用，包括专家控制、神经网络控制和进化控制等热点：而对计算机科学与技术专业来说，可以选择专家系统、自然语言理解、机器学习等，并辅以动物识别系统、语音识别系统、智能机器人等实例。总之就是要把握课程性质和教学目的，调整本课程教学体系，优化教学内容，让学生以有限的时间学到人工智能的基础知识和基本方法。

另外，在选择和确定教学内容时必须兼顾基础知识和新兴技术，注意与相关课程(如离散数学、数据结构、概率论、自动控制原理、Matlab系统仿真、面向对象的编程技术等)的链接，密切理论与实际的关系，通过课堂讲授和课外训练，注意学生能力培养，提高他们的学习效果和整体素质。

3　加强课程立体化建设和系列教材研究

在课程的立体化建设中，教材充当了地基的角色，所有的课程内容安排，无不体现出以教材为基本，以教材为模板。所以本着基础、实用的原则，我们先后编著出版了《人工智能及其应用》课程教材导论部分概括性强，引人入胜；基础部分系统全面，叙述深入浅出，循序渐进；应用部分密切理论与实际关系，典型形象。其中第二版在第一版的基础上，增加了证据理论、模糊推理、神经网络等理论的一些典型应用，使学生能够更深入地理解和应用这些理论；另一方面，又新增了自然语言理解及其应用内容，以适应目前计算机翻译、人机自然语言交互等技术日益广泛应用的需要。系列教材适应了人工智能导论新课程开设的需要，反映了人工智能学科的发展，为人工智能课程确立了基本框架，发挥了重要作用。系列教材的问世不仅解决了本校“人工智能导论”课程教学用书的问题，而且也被各兄弟院校普遍采用，促进了该课程的普遍开设，推动人工智能学科的发展。

为了配合教材第二版的教学和自学，在已有教学经验和教学成果积累的基础上，制作了高质量的教学课件和完整的教学视频录像，并刻录成光盘随书供读者使用；同时又研究与开发了网络课程(http：//)，以更好地调动学生的学习兴趣和主动性，促进本课程的教学改革。

包括主教材、电子教案、教学视频录像、网络课程及教学资料库等在内的课程立体化建设符合二十一世纪高校教学的要求，支持教师提高教学手段现代化的水平，更贴合学生的学习需求。

4　改革与创新教学模式和教学方法

在“人工智能导论”课程教学的过程中，我们积极探索教学新路，经过数年辛勤试验，结合蔡自兴教授等对人工智能课程的建设经验，对课程的教学模式和教学方法进行了如下一些的改革与创新。

(1)通过多种途径激发学生的学习兴趣

“兴趣是最好的老师”，“人工智能导论”课程的学习效果，直接受到学生兴趣和参与意识的影响。由于这是一门导论性前沿课程，一般来说，学生开始学习兴趣很大。但是，当一些学生开始接触到抽象概念和算法时，往往感到不易接受。我们通过各种途径和方法，激发和培养学生的学习兴趣。例如，鼓励学生参与课堂讨 论、布置读书报告和课外实验、以问题为导向的启发式教学、专题讨论／辩论等形式。特别，我们精心组织和准备了模糊控制技术及其应用、智能机器人技术与应用、智能交通、BCI(脑机交互接口)等专题，以及智能调度软件、语音识别系统、动物识别系统、足球机器人比赛、机器人轨迹跟踪、倒立摆的智能控制等课内演示，使学生扩大了眼界，增加了感性知识，达到提高学生学习兴趣的目的与效果。

(2)面向问题的启发式教学

人工智能中的许多问题，有的似是而非，有的引人入胜。在教学中，有意识的提出相关问题，提请学生思考，鼓励学生提出自己的猜想和解决方案。然后逐步进入教材中的解决方案，启发学生求解这些问题，并进行分析和比较，从而强化了学生学习的主动意识和参与意识，提高了学生的学习积极性。例如，在讲到比较抽象的“遗传算法”时，提出“遗传算法如何用于优化计算?”这一问题。针对该问题，先从“达尔文的生物进化论”入手，讨论“遗传”、“变异”和“选择”作用；然后通过一个简单的例子，从特殊到一般地启发学生思考“遗传”、“变异”和“选择”的实现，最终让学生与教师一起导出遗传算法用于优化计算的基本步骤。这样，学生不但从中学习了遗传算法，而且得到一次逻辑思维的训练，取得很好的教学效果。

(3)课堂辩论与交互式教学

组织课堂辩论，讨论的议题包括人工智能的应用前景和其他比较等有争议的问题。学生对这些问题展开了激烈的争论，激发了学习潜能，明确了学习目标。例如，为了加深学生对智能机器人内涵的理解，我们组织了“机器智能能否超过人类智能”的辩论会。会前正反双方结合本课程内容及其相关知识，认真进行准备；辩论会上正反双方唇枪舌战，激烈争辩，气氛热烈。辩论后，学生余意未尽，讨论热情不减。无论是哪一方获胜，都达到了预期的效果。教学中我们还注意采用了多种交互式策略，如课堂上教师提问可鼓励或指定学生提问，也可由学生自由地就某个知识点进行主题发言后老师点评等。

(4)个性化学习与因材施教

在本课程教学过程中注意对学生因材施教和个性化教学。例如，通过组织学生进行读书报告的形式，鼓励学生从多方面、多角度考虑问题，多提新颖思想，有意识地鼓励优秀学生探讨比较深层的内容，并辅导优秀学生将其成果以科技论文和发表文章的形式转化为成果。又如，在教学设计和实验设计中，注意要求学习有余力和兴趣的学生选作部分探索性、创新性的功课和实验(选学内容，如模糊控制器的设计、进化控制等)，从而引导学生发挥个性优势，达到因材施教的目的。同时注意分析学习较差的学生的具体困难，进行有针对性的指导。

(5)多媒体与网络教学的使用

本课程在PPT演示文稿和网络课程上，采用了大量的多媒体表现形式，如视频、动画、声音和图像等。目的在于使得人工智能抽象的知识形象化，便于学生理解。例如，课内让学生在线观看涂晓媛博士的计算机动画“人工鱼”的录像片段、人工生命Floy中生命智能体在环境中不断的适应进化构成演示等，有助于加深学生对所学知识的理解，促进教学水平的提高，激发了学生对课程的兴趣，使学生创新意识得到增强。此外，随教材附赠的教学光盘和开发的网络课程(http：//)提供了学生课外自学用的高质量的电子课件、完整的教学视频录像、丰富的实验和案例资料等，以更好地调动学生的学习兴趣和主动性。

(7)理论与实践结合

在教学内容安排上，注意理论联系实际，适时布置一些人工智能实验给学生进行课外练习。设计的课外实验包括产生式系统实验，归结反演实验，主观Bayes推理网络实验，A搜索实验，以及基于Maltab工具箱的模糊控制位置跟踪系统、两车追赶模糊控制系统、神经网络模式识别仿真、遗传算法优化计算等实验。通过实践和参与，保持学习兴趣，有助于学生对人工智能基本概念和难点的理解，掌握基本方法和技术，为从事智能系统应用开发打下基础，从而达到教学目的。例如，我们组织学生参观我们的研究生综合自动化实验室，观看机器人臂取物、倒立摆控制、语音识别软件、指纹识别软件、智能调度软件等演示，密切理论与实际的关系。

我们在教学改革实践中探索的这些教学方法，有利于充分激励学生的学习积极性和主动性，有利于鼓励学生发挥独立思考和创新思维，有利于多方位培养学生学习发现问题、分析问题和解决问题的能力。

5　运用多样化的教学手段和考核方式

5.1　多样化的教学手段

采用现代信息技术进行教学，构筑“人工智能导论”课程的现代教学模式，是本课程的主要特点之一。教学过程中采用了多媒体教学课件和网络课程相结合的方法，充分利用多媒体的丰富表现形式，利用网络课程的交互性、情景化等，进行教学。采用的方法包括：

(1)抽象知识内容的多媒体表示

通过动画和视频来演示抽象的概念、算法和过程，包括机器人轨迹跟踪、机器人臂取物、足球机器人比赛、倒立摆控制、“人工鱼”等录像片段，以及智能调度软件、语音识别系统、指纹识别系统、动物识别系统等软件演示。

(2)通过PPT撰写教案

精心编制PPT，组织好课件内容，做到图文并茂，提纲挈领，便于学生理解，便于教师讲授。

(3)开发与应用网络课程

“人工智能导论”网络课程较好的实现了交互性、在一定程度上实现了学习过程的情景化。在交互性方面，通过网络课程的课堂练习和章节练习，评价学生的学习情况，并给学生提出学习建议。在情景化方面，采用了在线答疑形式，使得学习过程丰富有趣。

(4)先进实验系统的观摩与演示

利用我们的研究成果等有利条件，有针对性地对学生进行成果演示(包括智能调度软件、语音识别系统、指纹识别系统、动物识别系统等软件)，使学生知道学了有用，而且很有用，很有趣，很有意义，从而进一步诱导学生的学习兴趣，巩固了课堂所学知识，提高了教学质量。

教学效果通过上述先进的现代信息技术的应用，不仅极大地提高了学生的学习兴趣和主动性，而且也取得很好的实际教学效果，提高教学质量。

5.2　作业、考试等教改举措

(1)改革作业方式与方法

改变过去那种单纯的书面习题作业，发展成为必须交给教师评阅的书面家庭作业、不必交给教师的课外思考题目、口头布置的思考题或阅读材料以及大型作业等。其中上交作业通过网络进行，教师批阅后的作业也通过网络返回给学生，实现了作业呈交和返回的网络化。

(2)改革考试方式与方法

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0 引言

我们处于信息时代，衣食住行时刻与信息技术相关联，信息技术的发展水平从侧面反映了社会的发展进度。当前计算网络与大型数据库的广泛使用，给决策者和经营者带来了很大的压力，他们面对海量的数据而无从下手。因此智能信息处理应运而生，它能便捷快速地解决这一困境，推动社会信息化的发展。智能信息处理的最终目的是发明出能够集学习能力、理解能力和判断能力于一身的人工智能系统。其根本就是要基于部分算法来得到并提出信号中的有用信息，最终实现智能系统控制。智能信息处理技术几十年来经历了模拟数字，现在正向以“人工神经网络”为主，与模糊数学、遗传算法、小波分析、混沌理论相结合的方向发展。一些新思想、新理论、新算法、新器件也不断涌现。所有这些给未来信息科学的发展，描绘出了一副诱人的前景。

智能信息处理作为智能类专业的重要基础专业课程，为更深入地学习后续的智能类专业知识奠定了基础，同时，将所学知识融会贯通巧妙应运用于专业学习中，为日后科研打下坚实的基础，所以，如何进行教学改革，以达到培养高素质人才的目标，是我们需要认真研究的重要课题。

1 智能信息处理改革背景

智慧城市的建设基于云计算、人工智能、决策分析优化等信息技术，针对包括政务、民生、环境、公共安全、城市服务、工商活动在内的各种信息的需求，提供智能化响应和智能化决策支持的信息服务。因此，智慧城市建设的核心内容是智能信息处理。换种角度来看，将智慧注入城市之后，便有了智慧城市，若没有智能信息处理技术，传统的城市在面对海量数据时就远不能满足其主体要求，这便使得供求关系严重失衡。在这种供求矛盾激化的前提下，才使得智能信息处理技术的发展更加快速。

在智慧城市背景下的智能信息处理是在城市的建设过程中，借助互联网、物联网和智能化设备等高度发达的信息化手段，在其管辖的城市环境、公共服务、本地产业和全体公民的范围中，将城市的政治、经济、生活和文化等综合信息进行广泛地采集和动态的监控，通过充分地统计、互联和共享，将这些信息进行智慧地感知、分析、集成和应对，为城市运营和发展提供更好的决策支持和动态管控的能力，让城市管理变得更加智能，以尽可能最大化地去解放、利用和提升人自身的智慧，为城市居民提供一个更加健康、安全、和谐和幸福的生活环境。

“卓越工程师教育培养计划”是《国家中长期教育改革与发展规划纲要》的重要内容，由教育部发起，目的是为了向未来的工程领域培养高品质、类型丰富的工程师后备军。其要求是高等院校需要经过转换办学理念、调整人才培养目标的定位和转换人才培养模式等途径来培养面向工业领域、面向未来、面向世界的优秀工程技术人才，从而提升我国产业的国际竞争力。卓越计划为智能化信息处理的改革指明了道路，为高等工程教育培养提出了要求。高等工程教育要遵守以德为先、能力为重、全面发展的培养规律，增强为国家、为行业和企业主动奉献的意识，持续提高大学生的竞争能力、实践能力和创新能力，最终建设出布局合理、结构优化、类型多样、主动适应经济社会发展需要的高等工程教育体系，从而加快我国向工程教育强国迈进的步伐。针对目前的人才需要，智能信息处理教学改革势不可挡。

2 原有教学方式

智能信息处理是信息处理的一种方法，将不完全的信息改变为完全的信息，同时使其具有可靠性、精确性、一致性和确定性。智能信息处理学科于当前来说是相对前沿的，同时也是新观念、新思想、新理论、新技术不断出现并迅速壮大的新兴学科。智能信息技术是多个领域的综合，其中包含了人工智能、现代信号处理、人工神经网络、模糊理论等理论。基于对智能信息处理理论和方法的分析，原有的智能信息处理的教学安排如表1所示。

原有授课方法主要是讲授法，教师通过口头语言叙述向学生传授知识的同时培养其思考能力的教育方法，在以语言传递为主的教学方法中应用最广泛，是最基础的授课方法。这种授课方式使教学内容较为单一，教学质量不稳定，无法使学生对智能信息处理这种学科有更深刻的认识。

3 改革教学方式

3.1 以竞赛的方式开展

1998年中华人民共和国颁布的高等教育法中曾提出：“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才”。自1990年至今，一定数量的研究型高等院校开始借鉴国外成功的教学思路，实施本科生科研训练计划。2006年教育部面向全国重点大学和部分有较强行业背景和特色的地方大学，在国家层面上开始实施大学生创新性实验计划，引起许多地方高校的重视。

围绕“智能”和“智慧城市”参加与其相关的“和利时杯”电气控制应用设计大赛、“亚控杯”组态软件应用设计大赛、全国大学生西门子杯挑战赛等面向全国高校学生的赛事，可以优化学生的知识结构，培养学生科学实践和动手能力，增强创新和竞争意识，并且能够提高学生的整体素质。通过开展竞赛式教学模式，脱离枯燥的课堂，锻炼实际操作能力，让学生体验新颖的教学方式，能调动学生的积极性，培养学生团队合作意识和竞争意识。重要的是通过竞赛，学生能深切掌握书本的理论知识，切实掌握智能信息技术的关键。竞赛的教学方式符合国家和社会对人才的需求，能在诸多方面提高学生的综合素质，推动了“卓越工程师计划”的培养进程。

3.2 以建构主义开展

建构主义教学理论是一种源于欧美的新兴教学改革理论，国外教育专家曾对建构主义理论有过较为深入的探索。建构主义强调以学生为中心，教师只对学生的意义建构起帮助和促进作用，较传统教育来讲，这使教师和学生的地位有了较大的改变。所以，自建构主义提出至今，教育专家始终不放弃对其进行分析和研究，努力建立起一整套能够与建构主义教学相适应的方法体系和设计理论。可是整个过程非常艰难，需要非常长的时间才能完成，尽管如此，建构主义教学理论的基本思想和主要原则已经取得阶段性成果，已经成功地运用于Intemet和多媒体的建构主义学习环境中。以建构主义为基础，融合智慧城市的建设需求，更深入地理解智能信息处理在智慧城市中的作用和必要性，对整体提高学生对学科的认知和应用能力起到推动作用，十分契合“卓越工程师计划”对学生素质的要求。

由于个人的基础、水平、背景等方面的原因，每个学生对知识点的理解程度参差不齐，所以，为了让更多的学生理解和提高水平，教学中就不能以教师为中心，更不能“填鸭式”教学，而要结合智能信息处理教学，以学生为中心。面向全体学生，教师在教学时不仅要通俗易懂、深入浅出，还要注意知识的广度和深度，以便适应不同学生的需要。再结合智能信息处理教学中学生应建构起自己的知识结构，教师要善于启发、诱导，帮助学生丰富和调整自己的理解。

3.3 以智慧城市案例开展

案例教学法早在20世纪20年代就已被提出。它从出现至今始终具有强大的活力和影响力，所以一直被美国企业界、学术界、教育界等高度重视。采用智慧城市案例开展智能信息处理教学类似于医学院运用病例分析来辅助教学，都是应用大批实际情况和经历的介绍材料来训练学生。这样既达到锻炼大学生思维的目的，也显示了学校先进的教育方式，这是已经被证实的显著有效的教学方式。顾名思义，案例教学法就是结合案例，让学生以自己的认知来分析和理解案例，或与集体共同讨论、实践，最终培养和提高各自实际管理工作的能力或处理解决问题的能力。“卓越工程师计划”所培养的人才以工程师的身份为智慧城市设计智能产品，满足智慧城市建设需求的同时也对人才培养起到督促作用。

篇5

活动方案

 

“创客竞赛”项目设置、竞赛方式、评比指标及有关要求

“创客竞赛”是指在电脑辅助下设计和创作，体现多学科综合应用和创客文化的作品。

（一）项目设置

小学组（四年级及以上）：创意智造

中学组：创意智造

（二）竞赛方式

采用现场制作的方式。参赛学生在规定时间内按现场公布的主题，通过电脑编程、硬件搭建、造型设计等创作智能实物作品，如趣味电子装置、互动多媒体、智能机器等。鼓励学生在智能制造机器人、智能家居、智能穿戴、智能医疗等方向实现创意创新。

（三）竞赛流程：

（1）公布命题：专家评委现场公布本次竞赛的任务主题和制作要求。

（2）现场创作：参赛学生根据公布的命题，通过团队分工协作，共同创作完成一件作品。

（3）团队展示和答辩：参赛学生可以通过多种形式向专家评委和其他参赛学生展示其作品，并回答专家评委提出的问题。

（4）综合评定：由专家评委综合现场竞赛各个环节表现情况确认获奖等级。

（三）评比指标

1．思想性、规范性

（1）作品契合主题，内容健康向上

（2）设计方案完备，有作品功能、结构、相关器件使用等内容

（3）制作过程中工具和相关器材使用规范；有详细的器材清单、作品源代码注释规范

（4）各功能实现的有效程度；作品的成品化程度，包括外观、封装，及整体的牢固程度、人机交互等界面友好等

2．创新性

（1）功能、结构等具有新意，有一定的实用价值

（2）功能细节实现方法有新意；功能设计能突破原有元器件的应用习惯

3．艺术性

（1）设计具有美感，并能将美学与实用性相结合

（2）作品具有一定想象力和个性表现力，能够表达作者的设计理念

4．技术性

（1）整体结构设计合理；具有一定的功能性和复杂性

（2）使用相关元器件等实现的硬件功能具有一定的科学性、复杂性，有技术含量

（3）软件设计功能明确、结构合理、代码优化、易于调试

5．团队展示与协作

（1）能够很好的展现出作品的设计思路、制作过程和功能实现情况

（2）团队协作分工明确、合理；团队成员充分参与、协作配合

（四）有关要求

1．竞赛报名

以学校为单位统一报名，每校必报1组，最多报3组、每组3人，每组参赛队伍限报1名指导教师，于2021年8月1日至9月15日登录（aliwork.com/s/wzck）报名。联系人：张蕴豪，联系电话：65659038．18626116324。

2．竞赛时间

待定

3．竞赛地点

待定

4．竞赛器材

参照“全国中小学生信息素养提升实践活动”中创客类所提供的器材，当天比赛器材由参赛队员自备。

 

 

附件二：

 

“2021年第三届吴中区中小学

创客、人工智能、机器人竞赛活动”人工智能、机器人竞赛活动方案

 

“人工智能竞赛”是指中小学生按照比赛命题要求利用相关人工智能设备完成相关任务。

“机器人竞赛”是指中小学生按照比赛命题要求搭建、编程，使智能机器人完成相关任务。各类机器人产品均可参加。

（一）项目设置

小学组：

1．轮式机器人综合技能现场赛

2．人形机器人技能现场赛

3．飞行机器人技能现场赛

4．钢铁机甲机器人擂台赛

5．机器人舞蹈赛

6．机器人竞速现场赛（3-5年级）

7．人工智能现场赛（小学）

中学组（初中、高中）：

1．轮式机器人综合技能现场赛

2．人形机器人技能现场赛

3．飞行机器人技能现场赛

4．钢铁机甲机器人擂台赛

5．机器人舞蹈赛

6．人工智能现场赛（初中）

（二）竞赛规则及办法

1．竞赛规则：

轮式机器人综合技能现场赛、人形机器人技能现场赛、飞行机器人技能现场赛、机器人竞速现场赛（3-5年级）、人工智能现场赛任务和规则由比赛当天公布，机器人舞蹈及钢铁机甲机器人擂台赛规则见附件3。

2．轮式机器人综合技能现场赛、人形机器人技能现场赛、飞行机器人技能现场赛、机器人竞速现场赛（3-5年级）、人工智能现场赛竞赛办法：

（1）竞赛时间：轮式机器人综合技能现场赛、人形机器人技能现场赛、飞行机器人技能现场赛、机器人竞速现场赛（3-5年级）、人工智能现场赛上午为制作、编程、调试时间（3-4小时），下午开始比赛，比赛开始后不能再对作品进行修改和调试。

（2）设备材料：参赛队所带材料不限。

（3）现场搭建、编程和调试：参赛队员使用自带的电脑和参赛机器人材料，在规定时间内根据要求进行现场搭建、编程和调试。

（4）竞赛：参赛队按照赛程安排和竞赛规则参加比赛，决出优胜队。

（5）综合评定：由组委会综合比赛情况、竞赛名次等情况确认获奖等级。

（三）有关要求

1．参赛名额

轮式机器人综合技能现场赛、人形机器人技能现场赛、飞行机器人技能现场赛、机器人竞速现场赛（3-5年级）、人工智能现场赛每组限报2名队员，每个组限报1名指导教师。机器人舞蹈赛、钢铁机甲机器人擂台赛每组限报3名队员，每个组限报1名指导教师。

2．报名程序

以学校为单位统一报名，每校每项目最多报3组，参赛队员不得兼项，每组参赛队伍限报1名指导教师，于2021年8月1日至9月15日登录（aliwork.com/s/wzck）报名。联系人：张蕴豪，联系电话：65659038．18626116324。

3．竞赛场地及器材

参赛所需设备（人工智能、机器人、计算机及程序软件等）由参赛选手自备。

竞赛场地及相关器材组委会统一提供。

 

 

 

 

 

附件三：

 

“2021年第三届吴中区中小学

创客、人工智能、机器人竞赛活动”机器人舞蹈、钢铁机甲机器人擂台赛规则

 

机器人舞蹈赛规则

（一）比赛分组

比赛分小学组、中学组

（二）队伍组成

每队1‐3人。人机一一对应，即参赛队伍必须是每名队员拥有一台机器人。

（三）比赛场地

1．尺寸

舞蹈场地是10mx5m的平坦区域，要求机器人在标明的3x3m的矩形区域内表演。表演区域的边界将会用50mm宽黑色胶带标志出来，周围用20mm宽的红色胶带围起来。这可以使用程序让机器人自己判断处于边界的哪边。赛场提供的地面是平坦的（非光泽）。

2．场景

参赛者可携带表演所需要的场地布景，但不能损坏比赛场地或对随后的参赛队伍造成影响，架设场地布景时间应在控制在6分钟以内，撤除场地布景应在3分钟内。在比赛中如果出现意外而使比赛场地受损，主办方将提供备用场地。主办者将尽力提供投影屏和放映设备，在表演区域的后面各队应使用数码资源（如计算机）放映图片。这将作为他们表演的一部分。

3．灯光

没有直射的光线照在场地上。各队在设计机器人时要能适应灯光的各种变化，如在比赛的一个地点到另一个地点的自然照明的变化等。各队应根据需要调试自己的机器人适应比赛场地的照明条件。

4．音乐

各队需自备机器人表演所需音乐文件（MP3）。文件标明参赛队队名，在比赛之前交给主办方音乐播放工作人员。

（四）比赛时间

机器人舞蹈时间应不少于二分钟但不能超过五分钟。

（五）机器人技术要求

1．构造

机器人构造为任意形式（鼓励使用人形机器人），参赛者可以根据情况自由设计，为增加比赛的公平性、合理性，以及创造良好的学术氛围，激发学生的自主创新意识，鼓励参赛上场的机器人在购买的整套成品机器人基础上进行改进,根据改进情况酌情加一次分。

2．重量、体积

单个机器人重量不得超过5公斤，体积小于60cmX60cmX60cm(包括展开部分)。

3．外形服饰

自主设计服饰，材料不限。

4．控制

机器人舞蹈动作必须是完全自主的，开机启动时可用遥控等各种方式，但表演开始后不得有人为遥控、干扰或引导机器人。参赛队机器人最好在音乐响起6秒内启动机器人。

（六）比赛操作

1．机器人由手动或遥控启动，机器人与音乐的协调有各队参赛人员自行掌握。

2．在机器人启动后的表演过程中，机器人不应与参赛队员有任何接触(其中包括遥控)，机器人出现故障时可由一名队员上前处理，同时将对该队成绩给予扣分。如有带视觉系统或有“人机互动的环节”等的机器人,完成全部表演内容(表演时间按本组规则规定),给予一次加分(5分)。

3．参赛者不得蓄意影响机器人或损害比赛场地，否则将取消该队比赛资格。

4．机器人在比赛过程中如果出现故障，参赛队员可以重新启动机器人，但将对该队成绩给予扣分。

5．舞蹈表演总时间（从机器人开始表演算起）不得超过规定时间，比赛前可有1分钟的陈述时间。

6．参赛者在比赛过程中不得干扰评委，违者将对该队给予扣分，严重者将取消该队比赛资格。

7．在比赛后如有队伍认为某机器人不符合上述条件，可以向组委会提出申请（须有证据），机器人所属队伍应该做出解释，若属实，则视情况扣分。

8．在表演过程中，舞台上同队的不同机器人之间可能进行相互通讯。队员应格外小心使用红外通讯装置不要干涉其他队伍。

（七）、评分标准

1．总体设计、创意和创新。10分

2．机器人技术实现与结构构造。10分

3．舞步编排，动作复杂、协调程度，技术难度等。15分

4．舞蹈和音乐的协调。15分

5．比赛场地的利用。10分

6．娱乐价值。10分

7．机器人外型与服饰。15分

8．人机互动（以机器人为表演主体）15分

 

钢铁机甲机器人擂台赛规则

一、队伍组成：每队3名选手和2台机器人。

二、赛制：本项比赛以小组循环赛的方式进行，对战队伍抽签决定，如遇轮空则自然晋级，每场比赛为三局两胜。

三、竞赛规则：

1．比赛：比赛将在规定的赛场进行。参赛选手使用自备的机器人进行比赛。

2．比赛采用预赛、决赛的方式，比赛结果将根据比赛规则由裁判员当场进行裁定并公布。

3．赛场的规格及环境：

3-1．赛台为机器人擂台赛专用正方形赛台，边长为400cm(包含区划线)。

3-2．赛台图示如下(单位:cm)

 

3-3．赛场环境：

赛场对普通观赛者、有关报道人员，比赛有关人员使用的摄影机器等不做特别的限制。因此，如果在机器人出场时受到照相机、录像用红外线、闪光、摄影用照明等影响时，请参赛者预先做好各种对策，同时也要考虑有关室内照明、太阳光等影响。

四、机器人规格：

1-1．移动方式：遥控轮式移动机器人。

1-2．机器人规格：

1-2-1．机器人尺寸：长：50cm宽：50cm高：50cm。包含伸展部分。

1-2-2．机器人动力：电池电压≤12V放电倍率≤30C。但必须有硬质保护外壳。严禁使用燃料型，非电动型动力装置。

1-2-3．整车总重量≤8KG。

1-2-4．电机数量≤4个（含伺服电机），动力电机使用的直流有刷或直流无刷电机。

1-2-5．遥控方式：运动员自选无线控制方式，避免同频干扰。

1-2-6．在该回合比赛中选手不得中途更换机器人,同一回合比赛中只能使用同一台机器人。

1-2-7．比赛中机器人主要部件（如铲板、车轮等）发生散落、解体，裁判员将判定出局淘汰。

1-2-8．机器人轮胎不能有粘性的物品。

1-2-9．严禁有脱离机器人身体框架之外的装置使用（如抛洒，射击等）。

1-2-10、除上述以外，如果裁判员判断了违反比赛的精神时以外的规则。

五、比赛流程：

1．预赛时，由参赛选手遥控机器人，展示该机器人所有可作出的动作。（带有对比赛场地和具有一定危险性动作时，裁判员有权要求运动员对机器人作出整改，或者直接取消比赛资格）。

2．决赛时，由计算机的自律操纵、由人的手动操纵都可以。如果是用无线(无线、红外等)手动操纵时，请考虑比赛环境(光、声音、电波)、对对方使用同样的系统操纵时必须没有干扰，再有用小电力、微弱无线电操纵时，请自带8ch以上频率的无线系统。同时使用无线电操纵系统时，应准备8个晶振。

3．说明:

使用无线时请使用以下频率:

a.27MHz频段:26.975-27.255MHz(频段:01-12);

b.40MHz频段:40.61-40.75MHz(频段:61,63,65,67,69,71,73,75);c.AD频段:(25MHz微弱20频段);

d.被认可的无线LAN,Bluetooth,Zigbee等也可使用。e.在国内没被技术认可的无线控制将禁止使用。

4．禁止事项：

4-1．禁止装载有伤害对方和赛场的物品，禁止使用刀、旋转切割等危险物品。

4-2．禁止对脚底设置吸引、吸着装置(含有粘着物)。

4-3．干扰电波发生装置、激光、闪光灯等。

4-4．禁止损害场地，禁止造成污染的物品。

4-5．禁止包藏液体、粉末、气体的装置。

4-6．禁止包藏点火装置和能脱离本体的弹射装置。

5．比赛方法：

5-1．比赛采用三局二胜制。

5-2．预赛时出场者将遵从组委会决定的顺序，进行机器人的预赛。

5-3．决赛时此项目参赛运动员，每轮有三次比赛机会，三局二胜制。允许一个队伍使用最多二台机器人参与比赛，但每一回合比赛中间不允许更换机器人。比赛2分钟1回合。机器人比赛过程中出现零件散落将被判负，被掀翻或者不能移动将采取数“点数”的办法，规定时间内不能重新移动位置将被判负。

5-4．机器人任何部分超出比赛场地，将被判负。

5-5．每回合结束后，运动员有1分钟维护或者更换机器人时间，1钟后继续下一回合比赛。

5-6．若出现平局情况，裁判员将根据机器人的重量判断胜负，重量轻者获胜。相同重量时以电池容量判断胜负，电池容量数少者获胜。

5-7．此规则最终解释权归组员会所有。

 

 

 

附件四：

 

“2021年第三届吴中区中小学

创客、人工智能、机器人竞赛活动”教学创客

作品评选活动方案

 

一、评选范围和评选条件

（一）评选范围：

遵循中小学各学科课程标准，作品要求能在中、小学各学科（不含特殊教育康复训练器材、虚拟作品、以及不能体现学科教学性的工程类发明创造作品，以下同）教学中使用的，由教师自己设计制作，未参加过苏州大市评选的教学创客作品，特别是实行新课程标准、推进STEM教育以来研制的教学创客作品（含虽参加过评选但近期又有重大改进的作品）。

（二）作品分类：

1．按教学段分为小学作品、中学作品。

2．按所应用的领域段划分（1）小学：语文、数学、科学；音乐、美术、体育、综合实践活动；（2）中学：语文、数学、科学、物理、化学、生物、地理、通用技术、信息技术、综合实践活动、音乐、美术、体育；（3）其他(如：特教、外语，通用设备等)。

（三）教师教学创客作品评选条件：

（1）教学性。符合基础教育课程改革的基本理念，有利于推进STEM和创客教育，培养创新精神和实践能力，有利于实验教学、提高师生的综合素质。

（2）科学性。作品展示内容应符合科学原理，体现科学知识和科学过程相统一的原则，有利于学习科学知识，树立科学意识，掌握科学方法和实验操作技能。

（3）创新性。作品设计新颖，构思巧妙，体现新的实验活动方式、方法和内容；应用新技术、新材料、新工艺方面有创新和发展；在信息技术与传统实验的整合方面有所创意。

（4）启发性。引发学习兴趣和思考，适于探究式教学，有利于学生主动参与、互动、合作交流。

（5）实用性。取材容易，结构简单，易于操作，性能稳定，安全可靠，造价低廉，外形美观，便于自制推广；有助于环保和可持续发展。

（6）安全性。作品在教学中使用要确保无安全隐患。

二、申报程序和评选办法

（一）申报程序：

1．各单位在自评的基础上，至少选送1件教师作品参加评选，最多不超过3件。

2．送评作品的制作人必须按要求填写《“2021年第三届吴中区中小学创客、人工智能、机器人竞赛活动”教学创客作品评选活动申报表》一式三份，《“2021年第三届吴中区中小学创客、人工智能、机器人竞赛活动”教学创客作品和自制玩教具评选活动参评作品汇总表》一式一份。

3．参赛教师于2021年9月15日前登录吴中区评优评先系统（py.szwzedu.cn）上进行申报，并通知校管理员（校教技室主任）进行审核送审。联系人：张蕴豪，联系电话：65659038．18626116324。（二）评选办法：

1．为保证评选工作公开、公平、公正，吴中区教育局将成立由各学科专家组成的评审小组进行评比。评选分二轮进行，第一轮为文字材料初评，评选出进入第二轮的作品；第二轮为作品演示操作。

2．本次评选各设一、二、三等奖。评选工作结束后，公布2021年第三届吴中区中小学创客、人工智能、机器人竞赛活动获奖名单并颁发证书，进行表彰奖励。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

附件五：

 

“2021年度幼儿园优秀自制

玩教具评选”活动方案

 

一、活动目的

（一）贯彻《中国儿童发展纲要（2011-2021年）》《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2021年）》《国务院关于当前发展学前教育的若干意见》（国发〔2010〕41号）精神，落实《幼儿园教育指导纲要（试行）》《3-6岁儿童学习与发展指南》相关要求，全面推进素质教育。

（二）充分发挥自制玩教具在幼儿园教育与游戏活动中的作用，鼓励和提倡利用自然材料和日常生活材料开展教育活动，设计制作简单、发展价值大、游戏功能强的玩教具。

（三）调动广大幼教工作者因地制宜开展自制玩教具活动的积极性与创造性，宣传和推广低投入高质量地利用玩教具材料，有效开展游戏和教育活动的经验，搭建广大教师相互学习、相互借鉴的平台，推动学前教育工作的改革与发展。

二、评选范围、分类

（一）申报的作品须为幼儿园教育教学活动中正在使用，由幼儿园教师、学前教育工作者自己设计并简单制作，或对工业化产品进行改造的玩教具，还包括运用无须制作能体现教育与游戏功能的自然材料和日常材料。工业化生产的玩教具不在本次评选范围之内。申报的作品需真正贴合儿童学习生活，具有切实可玩性且能够符合幼儿园本身的空间要求。

（二）在往届全省市幼儿园自制玩教具展评活动曾获得一、二、三等奖的自制玩教具作品不得申报。

（三）以“落实《3-6岁儿童学习与发展指南》，倡导游戏活动”为主题。申报的作品按所应用的领域分类为：①运动类（YD），②科学类（KX），③建构类（JG），④语言阅读类（YUY），⑤美工类（MG），⑥表演类（BY），⑦角色类（JS），⑧益智类（YZ），⑨音乐类(YY)，⑩其他类（QT）。作品类别由申报者按照作品的应用领域在以上10类中自行选择，每件作品只能申报一个作品类别。作品类别由申报者按照作品的应用领域在以上10类中自行选择，每件作品只能申报一个作品类别。

三、申报程序和申报要求

（一）申报材料及程序：

1．各单位在自评的基础上，至少选送1件教师作品参加评选，最多不超过5件。

2．送评自制玩教具的制作人必须按要求填写《“2021年度幼儿园优秀自制玩教具评选活动申报表》一式三份，《“2021年度幼儿园优秀自制玩教具评选活动”教学创客作品和自制玩教具评选活动参评作品汇总表》一式一份。

3．参赛教师于2021年9月15日前登录吴中区评优评先系统（py.szwzedu.cn）上进行申报，并通知校管理员（校教技室主任）进行审核送审。联系人：张蕴豪，联系电话：65659038．18626116324。

（二） 评选办法：

1．为保证评选工作公开、公平、公正，吴中区教育局将成立由各学科专家组成的评审小组进行评比。评选分二轮进行，第一轮为文字材料初评，评选出进入第二轮的作品；第二轮为作品演示操作。

2．本次评选各设一、二、三等奖。评选工作结束后，公布2021年第三届吴中区中小学创客、机器人竞赛活动获奖名单并颁发证书，进行表彰奖励。

 

 

 

附件六：

 

“2021年第三届吴中区中小学创客、机器人竞赛活动”教学创客作品评选活动申报表

 

申报人(单位):

申报日期:

教学创客作品名称

 

使用学科

 

制作人

 

制作日期

 

联系电话（手机）

 

电子邮箱

 

使用的主要材料

 

作品简介(包括原理、特点、使用说明、图片等，可另附页）

演示视频或照片上传专题申报网站即可

作品的创新点或在原有作品上的改进点说明（可另附页）

 

作品STEM体现

（可另附页）

描述作品在“科学、技术、工程、数学”方面的体现

教学中使用效果说明（可另附彩页或盘片）

演示视频或照片上传专题申报网站即可

制作人单位意见

（盖章）

年

月

日

市、（区）及相关主管部门推荐意见

（盖章）

年

月

日

评委会意见及结果

评委签名：

年

月

日

附件七：

 

 

 

 

 

 

“2021年度幼儿园优秀自制

玩教具评选活动”申报表

 

 

 

 

 

作品名称：

 

 

申报单位：

 

 

申报者:

 

 

 

 

 

作品类别：请在所选定的类别内划“√”（每件作品只能申报一个作品类别）

 

运动类（YD）科学类（KX）建构类（JG）

语言阅读类（YUY）美工类（MG）表演类（BY）

角色类（JS）益智类（YZ）音乐类(YY)

其它类（QT）

 

 

 

2021年度幼儿园优秀自制玩教具评选活动工作组制

填表说明

 

1．作品名称

在一个展评作品名称下只能是一件玩教具或围绕某一具体教学内容的一组玩教具。

2．申报单位

申报单位应为第一作者所在幼儿园或学前教育机构。

3．申报者

申报者应是幼儿园教师或其他幼教工作者，可以以个人或多人合作的名义申报。多人合作作品应确定第一作者，其他为署名作者，总人数不得超过三人。作者姓名、次序和名称等各种信息资料，一经上报不得更改，不能增加新成员。

4．作品类别

由申报者按照作品的应用领域在所列的10类中自行选择，每件作品只能申报一个作品类别。

5．作品外形和结构

用图示、照片等方法介绍该作品的基本结构、整体造型、主要材料、外形尺寸。

6．作品主要功能和特点

介绍该作品适合领域、适用年龄、基本使用方法和主要作用。

7．作品制作方法

介绍该作品的制作过程，关键要领，可附图示说明。

8．使用案例

选择最能反映该作品功能价值的典型活动，内容包括活动目标、玩教具教育策略及实施过程等，可附活动录像（时间不超过10分钟）。

9．表格不够可另加附页

参评作品申报表

 

申报单位概况

园所名称

 

办园类型

 

地址

 

邮编

 

园所规模

托班数

 

小班数

 

中班数

 

混龄班数

 

负责人姓名

 

电话

 

邮箱

 

申报者概况

第一作者

姓名

 

民族

 

职称/职务

 

申报者

免冠照片

学历

 

性别

 

年龄

 

邮箱

 

手机

 

单位名称

 

单位电话

 

单位地址

 

邮编

 

第二作者

姓名

 

民族

 

职称/职务

 

申报者

免冠照片

学历

 

性别

 

年龄

 

邮箱

 

手机

 

单位名称

 

单位电话

 

单位地址

 

邮编

 

第三作者

姓名

 

民族

 

职称/职务

 

申报者

免冠照片

学历

 

性别

 

年龄

 

邮箱

 

手机

 

单位名称

 

单位电话

 

单位地址

 

邮编

 

 

作品外形和结构（附彩色照片）

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

作品主要功能和特点

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

作品制作方法

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

使用案例

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

申报者确认事宜

本申报者对所申报材料的作者署名负责，同意主办单位根据需要公开、采用或出版所申报的材料。

 

 

申报者签名：

年

月

日

申报单位意见

 

 

 

单位盖章

 

单位负责人签名：

年

月

日

市(区)装备部门意见

同意上报该作品参加2019年度苏州市幼儿园优秀自制玩教具评选活动。我们已要求该作者所在单位及其上级主管部门对该作品做了资格审定，申报内容属实。

 

 

 

 

主管领导签名：市(区)装备部门盖章

 

年

月

日