高中機(jī)器人競(jìng)賽校本課程的開發(fā)與實(shí)踐

賴劍鋒

摘要：機(jī)器人現(xiàn)已變成現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平衡量的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。一直以來(lái)，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家都十分關(guān)注機(jī)器人方面的教育。在中國(guó)北京、上海等省市的高中階段，也開始開設(shè)機(jī)器人教學(xué)，相應(yīng)的機(jī)器人教育也進(jìn)入到全新的普及化與大眾化時(shí)期，其中的機(jī)器人競(jìng)賽也引起有關(guān)方面的廣泛關(guān)注?；诖?，本文就高中機(jī)器人，針對(duì)競(jìng)賽校本課程中的開發(fā)問題，提出了相應(yīng)的完善實(shí)踐策略，僅供參考。

關(guān)鍵詞：校本課程;機(jī)器人競(jìng)賽;高中階段

本校十分重視創(chuàng)客教育，尤其是對(duì)技術(shù)類特長(zhǎng)生的培養(yǎng)，因此開設(shè)了WER機(jī)器人項(xiàng)目、像素機(jī)器人教育、創(chuàng)意機(jī)器人教育和WRO青少年奧林匹克競(jìng)賽項(xiàng)目等，讓學(xué)生真正培養(yǎng)信息特長(zhǎng)，并獲得參加高校自主招生的機(jī)會(huì)。學(xué)校率隊(duì)出征全國(guó)賽的隊(duì)伍屢創(chuàng)佳績(jī)。雖然碩果累累，但也要認(rèn)識(shí)到學(xué)校的機(jī)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(jìn)行。如何在高中階段開展機(jī)器人課程，我們認(rèn)為是很有必要的。

一、高中機(jī)器人競(jìng)賽開發(fā)校本課程中的問題

1、關(guān)注度高，但資源有限

“人工智能基礎(chǔ)”于2003年，變成高中信息技術(shù)課中的選修模塊，標(biāo)志著我國(guó)人工智能教育開啟了一個(gè)全新的時(shí)期。雖然很多中小學(xué)有開設(shè)“機(jī)器人課程”，但加入機(jī)器人競(jìng)賽離不開高額的資金投入與專業(yè)化的教員，所以，全國(guó)僅很少的學(xué)校以“機(jī)器人課程”為必修課。大部分學(xué)校的機(jī)器人教學(xué)，多為興趣小組、課外活動(dòng)等活動(dòng)形式，且參加機(jī)器人競(jìng)賽的學(xué)生也只有極少數(shù)，學(xué)校需要面臨的是資金與師資問題。

2、傾心付出，但專業(yè)化成長(zhǎng)不夠

高中指導(dǎo)機(jī)器人的教師一般來(lái)自通用與信息技術(shù)學(xué)科教師，他們的專業(yè)化學(xué)習(xí)普遍不夠，據(jù)調(diào)查我國(guó)高中基本上沒有專職指導(dǎo)機(jī)器人的教師。但機(jī)器人學(xué)科具有極強(qiáng)的綜合性，且涉及諸多學(xué)科。指導(dǎo)老師在機(jī)器人教學(xué)中，勢(shì)必會(huì)碰到知識(shí)與技術(shù)方面的難題。很多學(xué)校的教師不能予以學(xué)生指導(dǎo)，只好外聘廠家技術(shù)人員入校協(xié)助教學(xué)，故機(jī)器人教學(xué)并不規(guī)范，專業(yè)化嚴(yán)重缺失。

3、感興趣，但課程不系統(tǒng)

機(jī)器人無(wú)疑對(duì)高中生充滿著很強(qiáng)的吸引力，但目前的機(jī)器人高中中，一般是教師從本校選擇的機(jī)器人產(chǎn)品出發(fā)來(lái)開發(fā)校本教程，以致競(jìng)賽教學(xué)也僅僅單一的幾張講義，根本未形成一定的知識(shí)系統(tǒng)。這樣也無(wú)法實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的目標(biāo)，令機(jī)器人的教學(xué)形同虛設(shè)一般。

二、高中機(jī)器人競(jìng)賽完善校本課程的實(shí)踐策略

為豐富教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合課程實(shí)際與高考改革方向促進(jìn)教育教學(xué)改革，提升學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性能力發(fā)展和校本課程的研發(fā)，力爭(zhēng)為學(xué)生爭(zhēng)取高考加分的機(jī)會(huì)，從課程的設(shè)計(jì)理念與教學(xué)實(shí)際出發(fā)，在實(shí)施實(shí)踐中，提出以下完善策略：

1、建立科學(xué)的課程計(jì)劃，保證教學(xué)的實(shí)施

鑒于自高一新生入學(xué)一直到次年的省機(jī)器人競(jìng)賽只有約八個(gè)月的時(shí)間，故為了基于課程方案的指導(dǎo)，來(lái)實(shí)施機(jī)器人競(jìng)賽課程，科學(xué)地創(chuàng)建課程系統(tǒng)與教學(xué)計(jì)劃，確保順利開展教學(xué)，則要求輔導(dǎo)教師規(guī)劃好。就此，本校的機(jī)器人課程規(guī)劃為以下三個(gè)階段：高一上學(xué)期主要抓苗子建設(shè)、培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)，高一下學(xué)期開始課程訓(xùn)練、掌握競(jìng)賽技巧;高二上、下學(xué)期主要外出比賽并研究特長(zhǎng)生招生項(xiàng)目。

2、充分發(fā)揮有限的資源條件

與其它學(xué)科競(jìng)賽不同的是，機(jī)器人教學(xué)必須依賴軟、硬件的大力建設(shè)，以贏得良好的教學(xué)成果。在機(jī)器人競(jìng)賽中，關(guān)鍵是要結(jié)合本校的實(shí)況準(zhǔn)確加以定位，再按課程定位投入相應(yīng)的資金。一方面，機(jī)器人競(jìng)賽課程應(yīng)僅開設(shè)給對(duì)機(jī)器人有濃厚的興趣且具有較強(qiáng)綜合實(shí)力的學(xué)生，而不應(yīng)加以普及;另一方面，初始時(shí)宜結(jié)合學(xué)生人數(shù)，少量購(gòu)置成品機(jī)器人與一些配件擴(kuò)展、機(jī)器人競(jìng)賽的活動(dòng)場(chǎng)地，并供給一間標(biāo)準(zhǔn)教室用作機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室，以便順利開展班級(jí)化的小型活動(dòng)。伴隨競(jìng)賽教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施以及教師專業(yè)技能的提升，在完成第一輪課程后，再按需添加機(jī)器人配件，并組織師生科學(xué)地利用這些配件一起對(duì)機(jī)器人展開設(shè)計(jì)與搭建。

3、選擇潛質(zhì)好的學(xué)生，做好因材施教

通常競(jìng)賽課程均具有選拔性，入選的學(xué)生一般均有所特長(zhǎng)，故在日常的教學(xué)中應(yīng)加以充分發(fā)揮，做到因材施教。教師在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)基本功練習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生能基于科學(xué)適當(dāng)創(chuàng)新。其中具有較強(qiáng)動(dòng)手能力的學(xué)生，一般能迅速適應(yīng)組建機(jī)器人的環(huán)境，并知曉機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)與原理，占據(jù)競(jìng)賽優(yōu)勢(shì)。一般機(jī)器人非常強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力，往往需要學(xué)生親自動(dòng)手利用零件和螺絲等來(lái)搭建機(jī)器人，但生活中極少遇到類似的活動(dòng)。所以，教師應(yīng)選擇綜合潛質(zhì)較好的學(xué)生，并施以有針對(duì)性的教學(xué)，以提高這些學(xué)生的理論水平，令其成為競(jìng)賽的核心主力軍。

4、組建活動(dòng)中心，優(yōu)化資源整合，一起發(fā)展

伴隨我國(guó)機(jī)器人教育的進(jìn)步與普及，也應(yīng)優(yōu)化資整合源，組建更佳的平臺(tái)，創(chuàng)建一個(gè)機(jī)器人示范性活動(dòng)中心，以提供給機(jī)器人教育一種全新的發(fā)展模式，促進(jìn)這方面工作的發(fā)展。這便需要統(tǒng)籌安排設(shè)備配置，全市各學(xué)校應(yīng)購(gòu)置不同的設(shè)備，避免重復(fù)購(gòu)買或閑置。于師資而言，指導(dǎo)老師應(yīng)利用好時(shí)間，發(fā)展各自的專長(zhǎng)，并予以學(xué)生最佳的指導(dǎo)，并建立交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的平臺(tái)。于學(xué)生學(xué)習(xí)而言，鑒于機(jī)器人賽前時(shí)期，單個(gè)學(xué)校參加的學(xué)生并不多，部分小組活動(dòng)也會(huì)受限，競(jìng)爭(zhēng)氣氛往往會(huì)變?nèi)酰矘O易消磨掉學(xué)生的熱情。但基于對(duì)整體活動(dòng)的統(tǒng)一安排，學(xué)生的交流機(jī)會(huì)便會(huì)更多，于他們的共同發(fā)展也更為有利。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高中通過開設(shè)機(jī)器人選修課，可以進(jìn)一步完善信息技術(shù)課程建設(shè)，開發(fā)高中機(jī)器人教學(xué)的校本課程。在課題研究的過程中，可以推動(dòng)中小學(xué)信息技術(shù)與課程整合的不斷深入。在機(jī)器人搭建、編程、創(chuàng)意等實(shí)踐活動(dòng)中，能幫助學(xué)生提高動(dòng)手能力，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，發(fā)展學(xué)生的個(gè)性特長(zhǎng)。此外，代表我校組隊(duì)參加市級(jí)以上教育行政部門組織的機(jī)器人競(jìng)賽，以此為基礎(chǔ)能推進(jìn)信息學(xué)奧賽校本課程開發(fā)的完善。這樣以機(jī)器人社團(tuán)實(shí)踐為依托，通過探索中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)研究的方法、途徑和規(guī)律，來(lái)培養(yǎng)高中學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，以推動(dòng)我校信息技術(shù)教育向更高層次發(fā)展。

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