普通高中开展智能机器人活动的实施条件

程子龙+张悦

摘 要：中学智能机器人活动的开展如火如荼，但在活动开展中存在许多实际问题，解决好这些问题能够更好地开展活动，让学生学到相应的知识，提高综合能力。本文从四个方面论证了开展高中智能机器人活动课的必要条件，以提高机器人教育质量。

关键词：教育理念；师资准备；学生兴趣；资金保障

机器人教育的开展与普及，目前已经是世界范围内的科技教育趋势。我校从2016年开始进行普通高中学生的机器人相关课程建设与实施。到目前为止，已经初步形成较为可行的普及型机器人教育课程。在此过程中，我们通过各校调研学习、不断修正实践的过程，认识到机器人教育的开展不能一哄而上，而是需要很多前期条件，否则将会困难重重，很难达到理想的效果。

一、学校重视学生素质教育

南京市第三高中是江苏省四星级高中，在学校教育理念中，虽然重视高考升学率，但也始终将素质教育放在重要位置。我校的无线电、航海模型、排球等特色课程都是全国闻名的。因此，在我们提出机器人课程的设想之后，得到了学校的支持。

从后期的课程实施来看，硬件设备的准备、课程师资的准备、课程的开设等一系列工作都需要学校从场地、资金、教务管理各方面予以大力支持，否则很难形成比较规整的课程和教学过程。

在我校课程开设过程中，我们也在江苏省内同行间进行过交流讨论。结果发现，如果学校本身的教学理念只关注高考成绩，越是在高考中名声很大的高中，越难开展机器人教育工作。哪怕前期学校同意开展，在后期需要各种支持的时候，也难以达到理想效果。

因此，学校是否在教育理念中就重视高中阶段的学生素质教育，是能否开展机器人活动的要点之一。

二、师资准备

从实践来看，师资在机器人教学活动中，早期具有比较重要的引导作用。目前机器人教学教师大部分来源于信息技术、通用技术、物理这三个专业。教师必需具有一定的工程、编程、电路基础，同时，教师本人要有一定兴趣，有愿意进一步学习相关知识的意愿和较强的自学能力。

三、前期场地、设备准备

正式开展活动之后，固定的教学场地是必须的。目前，经过实践和调查得知，如果以机器人校本课程或者机器人学生社团形式展开活动，比较理想的场地应该包括：一间不低于五十平方米的制作间和一间70～100平方米的机器人调试训练场地。

在制作间中，建议在教室中间部分设置至少四张工作台（默认为四个学习小组），配置大桌面，多个小搁物架（盒）用于放置零件，学生可以站在桌子的四面进行操作。沿墙面布置电脑桌，与工作台数量匹配，用于后期编程与资料查阅。此外，建议沿墙面设置置物架、小零件收纳墙等收纳装置，如按照一般性能与价格，网购价格所有设备约为25000元。

四、激发学生对机器人的兴趣

在前期调查中，有50%以上的学生对机器人活动感兴趣，有意参加相关活动。但在第一学期以校本课程开展活动的时候，第一批报名的学生不到30名，在一学期的活动中不断表现出兴趣的衰减，如厌烦编程的枯燥、线路调试的单调等。在第二学期的活动中，通过知识普及、开放报名，以“校本课程+社团”的形式开展活动，较好地将一批对机器人有兴趣的学生聚在了一起，开展了丰富多彩的活动。

因此，简单地调查学生是否对机器人有兴趣，并不能决定是否可以顺利带领学生开展活动，而是需要让学生先对机器人活动有一个初步的了解，然后再进行调查，这才是更好的教学方式。

五、机器人设备的资金准备

目前，高中生对机器人装置的难度有一定的要求，太简单的教程学生没有兴趣；内容太难，学生会受到挫折。

如果仅仅是教育层面，不參加机器人比赛，建议使用Arduino相关机器人套件，网购价格约为400～1000元一套，可供2～4名学生合作使用，内容包括各种机器小车类、各种传感器、面包板电路设计等。按照四个小组，预留部分配件每学期约5000元的损耗费用即可展开活动。由于都是小型设备，每套设备的有效活动时间最多为一学期。比较理想的是每学期使用两套，费用约为10000元。

如果希望进入竞赛层面，也会对学生申请高校有一定帮助，建议使用FTC赛事（机器人工程设计挑战赛）的相关机器人设备。每套一万左右的费用可供6名学生合作使用（多于这个数字也可以，但是比赛名额只有六个），建议买两套，形成两个小组，以便于学生讨论、互相帮助，也才能更方便地进行创新设计。该设备比较复杂，每年一个大赛设计主题，平时学校的机器人活动可以围绕比赛展开，一套设备至少可以使用两年。但是，配件的损耗成本也较高，我校估计每学期的配件费用至少2000元/套，因此，平均每学期开展活动的成本大约为15000元。

以上为我校开展机器人活动以来的一些经验总结。普通高中开展智能机器人教育，学校支持、师资保障、学生兴趣、资金保障，缺一不可。endprint