機器人課程教學優化的探索

摘要 機器人課程在我院開設有三年多時間，怎樣才能提高機器人課程教學實際效果呢？溫州大學教師教育學院對此進行改革，對機器人課程教學優化進行一定的探索。根據對中國大學機器人課程教學的現狀進行分析，我們提出了：優化機器人課程設置、建構合適評價體系、密切與小學的聯系、爭取教學與競賽雙豐收等措施。

關鍵詞 機器人課程 教學 優化

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

1 中國大學機器人課程教學現狀分析

1.1 全國綜合性大學（理工科類）機器人課程教學現狀分析

以東南大學儀器科學與工程學院、中南大學信息科學與工程學院、深圳大學機電與控制工程學院為例。這幾所綜合性大學是全國較早開設機器人專業課程的，他們的學生是理工科類，具有較為扎實的機械知識和較高的編程能力。而且都建設了一定規模的機器人實驗室（有的還是國家級的），教師科研技術實力強大，機器人課程作為必修的課程開設，機器人課程教學時間較久，積累了很多經驗，課程教學取得一定的效果；同時鼓勵學生利用課余時間開展機器人興趣活動，學生參加全國大學生機器人比賽也取得好成績。所以，機器人課程教學是在全國較為領先的，值得我們借鑒。

1.2 全國職業技術學院（高職類）機器人課程教學現狀分析

以深圳職業技術學院機電學院和溫州職業技術學院電氣電子工程學院為例。他們也是在全國高職類院校中較早開設機器人選修課程，主要以機器人競賽培育為主，課程教學為輔。重點放在競賽上，如深圳職業技術學院學生組建的“深職搬運者”隊，獲得2010中國智能搬運機器人比賽二等獎的成績。溫州職業技術學院也成立了“奮進號”機器人競賽小組，在全國機器人比賽中取得過優異成績。

1.3 全國師范類大學機器人課程教學現狀分析

以寧波大學教師教育學院、杭州師范大學教育學院、湖州師范學院教師教育學院為例。這三所大學的教育學院基本是把機器人作為課外興趣小組或開放實驗室項目開展，沒有開設機器人專業課程，也是把重點放在機器人競賽培育上，爭取在全國大學生機器人比賽中獲獎，培養學生的創新能力。

2 溫州大學教師教育學院機器人課程教學優化的探索

溫州大學教師教育學院雖然也屬于全國師范類，但我們參照了以上全國類型不同大學開設機器人課程的情況，大膽提出自己的想法思路，對機器人課程教學進行優化，爭取培養具有一定素養的小學機器人師資。

2.1 目標明確，優化機器人課程設置

小學教育專業作為溫州大學教師教育學院的重點專業，培養目標是合格的小學教師。所以我們對原來開設機器人選修課的計劃進行修改，進行課程教學優化探索。像全國重點綜合大學（偏理工科）一樣，開設機器人輔導與競賽專業限選課（相當于專業必修課），重點培養現在小學急需的機器人競賽輔導老師。所以，課程內容設置以機器人知識基礎、寶貝機器人的組裝和基本PBASIC語言編程、寶貝機器人的巡航和利用QTI、紅外傳感器循跡等為主；另外，配合開放實驗室項目，進行機器人競賽培育，側重用C語言編程開發的智能搬運機器人、機器人碼垛等比賽，開發學生的創新意識，培養學生創新能力。

2.2 強調創新，建構合適評價體系

由于各所大學機器人課程開設時間較短，目的性和側重點不一樣，所以筆者在機器人教學過程中，結合溫州大學教師教育學院的實際，強調創新，制訂了一套比較合適的評價體系。

我們的評價指標體系是根據機器人課程教學特點和評價目標進行科學的設計。目的是為了充分發揮學生在學習中的主體性作用，促進教師與學生在評價中雙主體作用的協調發展，滿足學生在學習過程中對學習反饋信息的需求。以較全面 、準確、客觀地評價學生學習情況為目標，以形成性評價為主導，面向多元化的評價主體，構建機器人課程評價指標。我們將評價的一級指標確定為學業成績和綜合能力。其中，學業成績包括平時成績、實驗操作、實驗考核等二級指標，而綜合能力則包括實踐能力、實踐活動二級指標。各二級指標還可進一步細分為具體評價項目，在平時成績中包括：實驗預習、實驗報告、考勤、自我管理與自主學習；實驗操作中包括：學習態度、課堂討論解決問題、操作規范、資源利用；實驗考核中包括：程序編寫、實際操作；實踐能力包括觀察能力、合作能力、創新能力；綜合實踐活動包括：學習結果（機器人實際運行情況等）、課外競賽結果（創意機器人制作、各類機器人競賽獲獎情況等）。在具體操作時，我們選擇了以學業成績占70%，綜合能力占30%權重作為試點實施，效果不錯。今后準備根據教學實際情況與學生反饋意見，不斷改進，從而使評價接近合理的目標。①

2.3 注重實踐，密切與小學的聯系

作為教師教育學院，我們非常重視小學教育實踐基地建設，所以有15所溫州地區的小學成為我們的實踐基地。因為我們培養的是小學教師（兼任機器人競賽輔導員），所以同學們可以利用課余時間把課堂學習的智能機器人知識，應用到輔導小學生機器人競賽輔導實踐活動中；如跟條件比較好的溫州實驗小學，建立了密切與長期的合作關系，輔導學生參加全國小學生的各項機器人競賽。這樣做達到了既能鞏固課堂學習的機器人理論知識，又深入了解小學機器人競賽輔導實際，達到雙贏的目的。

2.4 效果明顯，教學與競賽雙豐收

經過三年多的機器人教學探索，我們在采用課堂教學和實驗緊密結合方法基礎上，進一步優化機器人教學，真正做到學生“做中學，學中做”。教學中做到每人一套教材、一套寶貝機器人制作套件、QTI等傳感器和電腦?？紤]到學生沒有學過PB和C語言，編程能力相對薄弱，所以我們采取邊學習機器人知識邊講解PBASIC的常用指令，解釋簡單程序的意思，讓學生在學習機器人課程過程中，學會了用PBASIC編寫常用機器人操作程序。

充分利用機器人作為創新教育實踐平臺，采用開放實驗室項目，組織學生參加機器人競賽培育。主要項目是各種創意機器人的制作與編程（包括智能搬運機器人、寶貝車機器人倒自平衡、在立體迷宮中尋找出口、滅火、自動巡航調節室內空氣溫度、濕度、人形機器人射門、避開障礙物等），培養學生的動手能力、創新能力與團隊合作能力。參加2011年中國教育機器人大賽，榮獲大學C51組智能搬運機器人比賽團體一等獎，為學校爭了光，受到學校領導的表揚。

3 結語

中國各所大學開設機器人課程的時間不長，還處在不斷摸索、不斷改進階段。由于不同大學不同專業，開設機器人課程的目的不同，所以我們針對溫州大學教師教育學院實際，對機器人課程教學優化進行了一些探索，努力尋找到一條合適的途徑。

注釋

① 張新.《機器人》實驗課程教學評價體系建構的探索[J].歲月學術，2011（11下）：97—98.

參考文獻

[1] 吳小兵.機器人課程開發與教學的現實意義[J].實驗教學與儀器，2009（5）：55—56.

[2] 吳潔.師范院校機器人課程開發與研究[J].首都師范大學碩士論文，2007.

[3] 張新，秦志強.小學教育本科專業開設機器人課程的探索[J].當代教育理論與實踐，2010（4）：1—3.