普通高中開展智能機器人活動的實施條件

程子龍+張悅

摘 要：中學智能機器人活動的開展如火如荼，但在活動開展中存在許多實際問題，解決好這些問題能夠更好地開展活動，讓學生學到相應的知識，提高綜合能力。本文從四個方面論證了開展高中智能機器人活動課的必要條件，以提高機器人教育質量。

關鍵詞：教育理念；師資準備；學生興趣；資金保障

機器人教育的開展與普及，目前已經是世界范圍內的科技教育趨勢。我校從2016年開始進行普通高中學生的機器人相關課程建設與實施。到目前為止，已經初步形成較為可行的普及型機器人教育課程。在此過程中，我們通過各校調研學習、不斷修正實踐的過程，認識到機器人教育的開展不能一哄而上，而是需要很多前期條件，否則將會困難重重，很難達到理想的效果。

一、學校重視學生素質教育

南京市第三高中是江蘇省四星級高中，在學校教育理念中，雖然重視高考升學率，但也始終將素質教育放在重要位置。我校的無線電、航海模型、排球等特色課程都是全國聞名的。因此，在我們提出機器人課程的設想之后，得到了學校的支持。

從后期的課程實施來看，硬件設備的準備、課程師資的準備、課程的開設等一系列工作都需要學校從場地、資金、教務管理各方面予以大力支持，否則很難形成比較規整的課程和教學過程。

在我校課程開設過程中，我們也在江蘇省內同行間進行過交流討論。結果發現，如果學校本身的教學理念只關注高考成績，越是在高考中名聲很大的高中，越難開展機器人教育工作。哪怕前期學校同意開展，在后期需要各種支持的時候，也難以達到理想效果。

因此，學校是否在教育理念中就重視高中階段的學生素質教育，是能否開展機器人活動的要點之一。

二、師資準備

從實踐來看，師資在機器人教學活動中，早期具有比較重要的引導作用。目前機器人教學教師大部分來源于信息技術、通用技術、物理這三個專業。教師必需具有一定的工程、編程、電路基礎，同時，教師本人要有一定興趣，有愿意進一步學習相關知識的意愿和較強的自學能力。

三、前期場地、設備準備

正式開展活動之后，固定的教學場地是必須的。目前，經過實踐和調查得知，如果以機器人校本課程或者機器人學生社團形式展開活動，比較理想的場地應該包括：一間不低于五十平方米的制作間和一間70～100平方米的機器人調試訓練場地。

在制作間中，建議在教室中間部分設置至少四張工作臺（默認為四個學習小組），配置大桌面，多個小擱物架（盒）用于放置零件，學生可以站在桌子的四面進行操作。沿墻面布置電腦桌，與工作臺數量匹配，用于后期編程與資料查閱。此外，建議沿墻面設置置物架、小零件收納墻等收納裝置，如按照一般性能與價格，網購價格所有設備約為25000元。

四、激發學生對機器人的興趣

在前期調查中，有50%以上的學生對機器人活動感興趣，有意參加相關活動。但在第一學期以校本課程開展活動的時候，第一批報名的學生不到30名，在一學期的活動中不斷表現出興趣的衰減，如厭煩編程的枯燥、線路調試的單調等。在第二學期的活動中，通過知識普及、開放報名，以“校本課程+社團”的形式開展活動，較好地將一批對機器人有興趣的學生聚在了一起，開展了豐富多彩的活動。

因此，簡單地調查學生是否對機器人有興趣，并不能決定是否可以順利帶領學生開展活動，而是需要讓學生先對機器人活動有一個初步的了解，然后再進行調查，這才是更好的教學方式。

五、機器人設備的資金準備

目前，高中生對機器人裝置的難度有一定的要求，太簡單的教程學生沒有興趣；內容太難，學生會受到挫折。

如果僅僅是教育層面，不參加機器人比賽，建議使用Arduino相關機器人套件，網購價格約為400～1000元一套，可供2～4名學生合作使用，內容包括各種機器小車類、各種傳感器、面包板電路設計等。按照四個小組，預留部分配件每學期約5000元的損耗費用即可展開活動。由于都是小型設備，每套設備的有效活動時間最多為一學期。比較理想的是每學期使用兩套，費用約為10000元。

如果希望進入競賽層面，也會對學生申請高校有一定幫助，建議使用FTC賽事（機器人工程設計挑戰賽）的相關機器人設備。每套一萬左右的費用可供6名學生合作使用（多于這個數字也可以，但是比賽名額只有六個），建議買兩套，形成兩個小組，以便于學生討論、互相幫助，也才能更方便地進行創新設計。該設備比較復雜，每年一個大賽設計主題，平時學校的機器人活動可以圍繞比賽展開，一套設備至少可以使用兩年。但是，配件的損耗成本也較高，我校估計每學期的配件費用至少2000元/套，因此，平均每學期開展活動的成本大約為15000元。

以上為我校開展機器人活動以來的一些經驗總結。普通高中開展智能機器人教育，學校支持、師資保障、學生興趣、資金保障，缺一不可。endprint