• 机器人教育
机器人教育与学生创新能力培养 • 机器人与机器人教育 • 教育机器人的构成与原理 • 机器人课程的目标与教学设计 • 机器人课堂教学的实施与评价 • 机器人竞赛的类型与规则 • 机器人竞赛的辅导与组织 • 人工智能技术与智能机器人 • 机器人教育存在的问题与对策
我们的工作：
人工智能课程研究
信息技术基础
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23
45
算多 网 数人
法媒 络 据工
与 选修 程 序 （2+X 学分）
体 技 术
技 术
管 理
智 能设应 应 技初Fra bibliotek计用 用 术步
高中AI&R课程目标
▪ AI课程的总目标：
▪ 了解信息技术发展的前沿， ▪ 体验若干典型人工智能技术的应用， ▪ 感受人工智能对学习和生活的影响， ▪ 激发对信息技术未来的追求。
2.单片机与控制电路
（1）了解电子控制系统的基本组成，知道单片机是一种使用广泛的控制电路。 （2）知道常见的传感器及其作用。 （3）了解继电器的结构和工作原理，并能掌握简单的使用方法。 （4）能用传感器、单片机和继电器等安装一个简单控制装置，并进行试验。
3.单片机与传动机械
（1）知道一般机械的组成，了解常见的机械传动的方式。 （2）了解常见齿轮传动的特点、形式和应用，会计算简单的齿轮传动比。 （3）能按照装配图样安装简单的齿轮装置，并进行调试。 （4）了解常见的连杆传动机构的结构及其应用，能设计和制作简单的连杆装置。 （5）能设计一个简单的电动机械，并进行安装和调试。 （6）能设计和制作一个由传感器、单片机、继电器、电动机和传动机械等组成的
简易机器人或简单的自动控制系统，并能通过试验完成2～3个规定的动作。
机器人课程开发:基于标准的竞赛课程
▪ 机器人竞赛是机器人课堂教学的一种补充形式
▪ 目前情况:竞赛游离于课堂教学之外。
▪ Igor Mverner(1999)研究了基于竞赛的机器人课程 ▪ Robin R.Murphy(2000)提出将竞赛与课程进行整合
▪ 机器人教育研讨会——美国TSA协会（Technology Student Association
）2006
▪ 会议主题：通过使用以标准为基础的机器人竞赛评价来加强 STEM（Science，Technology，Engineering，Mathematics）教育 ▪ 提出以下列标准为基础的，适于高中生的“机器人竞赛课 程开发框架 ▪ 美国国家科学标准（NSTA） ▪ 技术素养标准（ITEA） ▪ 职业生涯标准(CCSS) ▪ 国家数学标准(NCTM）
教人工智能
课程改革视野中的人工智能 •人工智能教育概述 •高中人工智能课程的目标与要求 •人工智能课程的国际比较 •人工智能课程的教学设计 •人工智能课程的教学策略 •人工智能课程的教学评价 •教学平台与教学案例 •人工智能教学存在的问题与对策
• 用人工智能
用人工智能技术优化教学 • 智能教学系统概述 • 智能教学系统的结构与技术 • 智能教学系统的设计 • 智能化答疑系统 • 智能化教育决策支持系统 • 基于Web的智能化教学系统 • 智能代理技术的教育应用 • 典型系统实例分析
K-12视野下的
人工智能与机器人教育
K-12视野下的
人工智能与机器人教育
AI的教育应用之分类 AI与机器人教育课程 基于标准的机器人竞赛课程 关于AI&R课程改革的设想 面向K12的AI应用系统案例
AI的教育应用之分类
▪ 借鉴：“计算机的教育应用”3L分类（按应用对象分类）：
1. 学习计算机 (Learn about computer)； 2. 用计算机学习(Learn with computer)； 3. 从计算机学习(Learn from computer)。
1.单片机及其控制程序
（1）知道单片机的特点及应用。 （2）知道单片机的基本组成及工作过程。 （3）知道单片机集成电路引脚的功能。 （4）了解一种单片机编程语言，掌握一种单片机常用的编程指令。 （5）学会用指令编制简单控制的程序，并能根据试验进行修正。 （6）能操作单片机编程器将编写的程序烧结固化。
张剑平 张家华 著
人民教育出版社 2009.6
2020/10/22
5
高中《信息技术》课程中的人工智能选修课
我国教育部在高 中《信息技术》课程 的标准中，已经正式 将人工智能列入信息 技术基础课程并设置 了选修模块，它意味 着人工智能教育在普 及层面上进入了一个 新的阶段。
2020/10/22
必修
（2 学分）
教师把AI作为一种辅助的教学工具来辅助教学、辅助测试、辅助 备课、管理教学等工作。
面向k12的 人工智能的教育应用 研究框架
▪ 学人工智能
走进人工智能的神秘殿堂 人工智能与高中人工智能课程 人工智能语言与程序 知识及其表示 人机博弈与智能化搜索 推理技术与专家系统 机器学习与神经网络 机器翻译与自然语言处理 人工智能的进一步探索
3、推理与专家系统
演示或使用简单的产生式专家系统软件 知道专家系统正向、反向推理的基本原理 学会使用一个简易的专家系统外壳
4、人工智能语言与问题求解
学会使用一种人工智能语言求解简单问题 了解状态空间的概念与方法 了解用盲目搜索技术进行搜索，知道启发式搜索
2020/10/22
8
高中“简易机器人制作”课程标准
以美国国家科学标准（NSTA）为基础的机器人竞赛课程开发框架
NSTA标准
机器人课程内容
机器人技能
▪ 机器人课程的目标：
▪ 知道单片机和机械传动的基本知识 ▪ 能设计与制作(单片机和传动机械等组成的)简易自动
控制机器人或简单的自动控制系统。
2020/10/22
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高中AI课程：内容标准
1、基本概念
能描述人工智能的概念与基本特点
2、知识及其表达
列举人工智能的主要应用领域 掌握知识的概念、知识表达的基本方法
▪ 同理，“AI的教育应用”3L分类：
1. 学习AI(Learn about AI)
把AI作为学习对象，内容包括AI的基础知识、基本技能及其对社 会的影响等。
2. 用AI学习(Learn with AI)
学生把AI技术与工具作为学习工具，主要包括用AI来处理信息。
3. 从AI学习(Learn from AI)