高中機器人競賽校本課程的開發與實踐

賴劍鋒

摘要：機器人現已變成現代科學技術水平衡量的一個重要標準。一直以來，經濟發達國家都十分關注機器人方面的教育。在中國北京、上海等省市的高中階段，也開始開設機器人教學，相應的機器人教育也進入到全新的普及化與大眾化時期，其中的機器人競賽也引起有關方面的廣泛關注。基于此，本文就高中機器人，針對競賽校本課程中的開發問題，提出了相應的完善實踐策略，僅供參考。

關鍵詞：校本課程;機器人競賽;高中階段

本校十分重視創客教育，尤其是對技術類特長生的培養，因此開設了WER機器人項目、像素機器人教育、創意機器人教育和WRO青少年奧林匹克競賽項目等，讓學生真正培養信息特長，并獲得參加高校自主招生的機會。學校率隊出征全國賽的隊伍屢創佳績。雖然碩果累累，但也要認識到學校的機器人教育終究沒有上升到課程的層面，只是以興趣班的角色在進行。如何在高中階段開展機器人課程，我們認為是很有必要的。

一、高中機器人競賽開發校本課程中的問題

1、關注度高，但資源有限

“人工智能基礎”于2003年，變成高中信息技術課中的選修模塊，標志著我國人工智能教育開啟了一個全新的時期。雖然很多中小學有開設“機器人課程”，但加入機器人競賽離不開高額的資金投入與專業化的教員，所以，全國僅很少的學校以“機器人課程”為必修課。大部分學校的機器人教學，多為興趣小組、課外活動等活動形式，且參加機器人競賽的學生也只有極少數，學校需要面臨的是資金與師資問題。

2、傾心付出，但專業化成長不夠

高中指導機器人的教師一般來自通用與信息技術學科教師，他們的專業化學習普遍不夠，據調查我國高中基本上沒有專職指導機器人的教師。但機器人學科具有極強的綜合性，且涉及諸多學科。指導老師在機器人教學中，勢必會碰到知識與技術方面的難題。很多學校的教師不能予以學生指導，只好外聘廠家技術人員入校協助教學，故機器人教學并不規范，專業化嚴重缺失。

3、感興趣，但課程不系統

機器人無疑對高中生充滿著很強的吸引力，但目前的機器人高中中，一般是教師從本校選擇的機器人產品出發來開發校本教程，以致競賽教學也僅僅單一的幾張講義，根本未形成一定的知識系統。這樣也無法實現預設的目標，令機器人的教學形同虛設一般。

二、高中機器人競賽完善校本課程的實踐策略

為豐富教學內容，結合課程實際與高考改革方向促進教育教學改革，提升學生創新能力和綜合素質，促進學生個性能力發展和校本課程的研發，力爭為學生爭取高考加分的機會，從課程的設計理念與教學實際出發，在實施實踐中，提出以下完善策略：

1、建立科學的課程計劃，保證教學的實施

鑒于自高一新生入學一直到次年的省機器人競賽只有約八個月的時間，故為了基于課程方案的指導，來實施機器人競賽課程，科學地創建課程系統與教學計劃，確保順利開展教學，則要求輔導教師規劃好。就此，本校的機器人課程規劃為以下三個階段：高一上學期主要抓苗子建設、培養團隊意識，高一下學期開始課程訓練、掌握競賽技巧;高二上、下學期主要外出比賽并研究特長生招生項目。

2、充分發揮有限的資源條件

與其它學科競賽不同的是，機器人教學必須依賴軟、硬件的大力建設，以贏得良好的教學成果。在機器人競賽中，關鍵是要結合本校的實況準確加以定位，再按課程定位投入相應的資金。一方面，機器人競賽課程應僅開設給對機器人有濃厚的興趣且具有較強綜合實力的學生，而不應加以普及;另一方面，初始時宜結合學生人數，少量購置成品機器人與一些配件擴展、機器人競賽的活動場地，并供給一間標準教室用作機器人實驗室，以便順利開展班級化的小型活動。伴隨競賽教學活動的實施以及教師專業技能的提升，在完成第一輪課程后，再按需添加機器人配件，并組織師生科學地利用這些配件一起對機器人展開設計與搭建。

3、選擇潛質好的學生，做好因材施教

通常競賽課程均具有選拔性，入選的學生一般均有所特長，故在日常的教學中應加以充分發揮，做到因材施教。教師在進行教學時，應加強基本功練習，引導學生能基于科學適當創新。其中具有較強動手能力的學生，一般能迅速適應組建機器人的環境，并知曉機器人的基本結構與原理，占據競賽優勢。一般機器人非常強調動手能力，往往需要學生親自動手利用零件和螺絲等來搭建機器人，但生活中極少遇到類似的活動。所以，教師應選擇綜合潛質較好的學生，并施以有針對性的教學，以提高這些學生的理論水平，令其成為競賽的核心主力軍。

4、組建活動中心，優化資源整合，一起發展

伴隨我國機器人教育的進步與普及，也應優化資整合源，組建更佳的平臺，創建一個機器人示范性活動中心，以提供給機器人教育一種全新的發展模式，促進這方面工作的發展。這便需要統籌安排設備配置，全市各學校應購置不同的設備，避免重復購買或閑置。于師資而言，指導老師應利用好時間，發展各自的專長，并予以學生最佳的指導，并建立交流教學經驗的平臺。于學生學習而言，鑒于機器人賽前時期，單個學校參加的學生并不多，部分小組活動也會受限，競爭氣氛往往會變弱，也極易消磨掉學生的熱情。但基于對整體活動的統一安排，學生的交流機會便會更多，于他們的共同發展也更為有利。

三、結語

綜上所述，高中通過開設機器人選修課，可以進一步完善信息技術課程建設，開發高中機器人教學的校本課程。在課題研究的過程中，可以推動中小學信息技術與課程整合的不斷深入。在機器人搭建、編程、創意等實踐活動中，能幫助學生提高動手能力，開發學生的創新思維，發展學生的個性特長。此外，代表我校組隊參加市級以上教育行政部門組織的機器人競賽，以此為基礎能推進信息學奧賽校本課程開發的完善。這樣以機器人社團實踐為依托，通過探索中小學機器人教學研究的方法、途徑和規律，來培養高中學生的創新精神和實踐能力，以推動我校信息技術教育向更高層次發展。

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