智能机器人课程设置的探讨与实践

李建科

【摘要】  智能机器人是中小学课堂新兴的一门旨在培养学生动手能力的信息技术课程，但是一些学校和少年宫在智能机器人课程设置上存在着不合理的现象，如没有实施分层次的教学，或者陷入比赛第一的“泥潭” ，仅限于培养几个“尖子生”参加比赛等等，这些情况与我们开展智能机器人教育这门课程的初衷是背道而驰的，偏离了培养学生动手创新能力的目的，不利于机器人教学的普及和推广，究其根本原因是没有形成一套完善的课程体系。

【关键词】  智能机器人 课程设置

【中图分类号】  G632.4             【文献标识码】  A   【文章编号】  1992-7711（2019）09-129-02

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我单位非常重视科技项目的规划，采购科技项目器材的经费不断加大，采购了大批智能机器人器材，配置了一个乐高机器人活动室、一个能力风暴机器人活动室。如何充分利用这两个智能机器人活动室开设培训班，让全市青少年有机会感受到“高深莫测”的智能机器人，破除他们对机器人的神秘感，提高他们的动手能力、编程能力，培养他們团队协作精神，这是我们首要解决的问题。正是在这种情况下，促使我们不断地探索、创新青少年智能机器人课程的设置。“科学性”、“创新性”、“延续性”，是我们设置智能机器人课程坚持的三原则。

一、课程设置要坚持科学性

我中心机器人课程从无到有，从试探性课程的设置到现在具有一套完善的机器人课程理论体系，入门班以及提升班课程的设置都比较合理。

（一）结合学生生理接受能力特点，针对不同年龄段学生开设课程

根据发展需要，单位补充了智能机器人活动室的器材，在原有乐高器材的基础上，采购了25台能力风暴智能机器人ASM2套装、12套能力风暴EI工程创新套装及其配件，使机器人活动室的器材得到了充实，课程设置因此也有了更大的空间。

在总结第一期培训班的经验教训的基础上，我们对智能机器人课程设置进行了新的尝试，按照器材操作难度的不同，开设了针对低年级的乐高机器人体验班1班、体验2班，以及针对高年级的智能机器人培训A—D班。这样，我们的智能机器人课程就开设了6个班，招生对象涵盖了小学1至6年级，招生人数达到了91人，比第一期人数增加了3倍还多。经过此次的课程设置改革，让学生、家长有了更大的选择余地，不同年龄段的学生都有了与机器人亲密接触的机会。

此次的改革虽然使得招生人数以及班级的数量上去了，但是乐高机器人体验班中，1、2年级的学生占了大多数，而高年级学生也同时和这些低年级的学生一起上课，这样就给我们的教学增加了难度，同时也表明我们的课程设置针对性不尽合理，1、2年级的需求量大，但是没有一个专门针对低年级招生的班。

我们针对以上突出的问题进行了深入的讨论研究，并及时添加了学生用的电脑，配置了多媒体教学软件。在接下来的学期，我们开设了包括机器人基础班以及提高班在内的18个班，其中针对1、2年级低年级的入门班就达到了5个班，这样更能发挥现有器材的用处，更易于分层次教学。

（二）开设提升班课程，完善课程的层次性、多样性

为完善课程的层次性与多样性，开设提升班课程，我们对智能机器人的课程设置进行了再次深入的改革。取消了一直沿用的“智能机器人基础班”的班别名称，易名为“机器人入门班”并且在班别前加上所用的器材名称，如：“乐高机器人入门班”、“能力风暴机器人入门班”。最大的不同则是在提升班的设置上，我们完善了提升班的层次，分为：乐高机器人中级以及能力风暴机器人中级班、乐高机器人高级以及能力风暴机器人高级班。

但是，此次的改革并没有收到预期的效果，招生人数并没有因此扩大，学生的回头率一直低位徘徊。开设的10个培训班，学生人数仅为79人（次），就算是在培训班的黄金时期，暑期班招生人数也才刚刚超100人（次）。这无疑给了我们当头的一棒！究其原因，就是在提升班名字的命名上出现了问题。因为智能机器人兴趣培训还是在推广阶段，学生家长还不是很了解该课程，我们要想吸引住学生家长的眼球，除了设置有层次的班级外，在班级的命名上也要有多样性。

我们大胆提出了开设机器人DIY课程，以真正达到让学生参与到制作机器人的活动中去，开辟了另外一个形式的课程。我们开设了11个机器人培训班，其中5个入门班，6个提高班，学生达到了161人（次），成为有史以来学生最多的一期。我们这样设置课程，使课程更有层次性、更具多样性，让学生有更多的选择。事实证明，在实践中不断发现问题，探索解决问题的方法，并予以尝试，在不断地改善中，智能机器人课程越来越完善，受到学生以及家长的欢迎。

二、课程设置要坚持创新性

一个培训项目要不断地创新，才有不老的生命力。要创新就要打破常规，班级名称命名不一定循规蹈矩，不要束缚在机器人基础班、中级班、高级班这样的模式下，要大胆尝试创新，要有亮点。

对于智能机器人培训班，我们侧重了两个亮点。

第一个亮点，尝试开设了机器人DIY班。让学生自己动手焊接机器人，主要意义在于降低机器人的成本，让更多的学生有经济能力参与进来。通过学生自己动手焊接电路板，自己制作底盘、挑选马达来完成一台机器人的制作，不但锻炼了学生的动手能力，达到提高学生个人综合素质的目的，还使学生从中体会到成功的喜悦。开班第一个学期，就受到了学生们的青睐，收到了很好的效果，其中不乏有一直报读DIY系列课程，到已经连续参加了一个学年的“铁杆”学员，可见该课程深受学生的欢迎。

第二个亮点，大胆地开设了乐高能量实验室班、乐高FLL兴趣班。在乐高机器人中文版教材是封闭的情况下，当时存在着有器材而没有教材的尴尬局面，我们的教师为了能充分利用现有的机器人器材，克服了重重困难，翻译了英文版乐高教材，并且在秋季培训班上加以利用，取得了很好的效果。

在接下来的学期，我们都围绕着这两个亮点开设智能机器人课程，并且在不断创新改进中，使其逐渐完善成为一个系列。

三、课程设置要力求延续性

课程的可延续性，决定了该课程是否完善，是否能让学生更好的选择班级再报读机器人课程。智能机器人课程，从2005年秋季只有1个班，到现在的20个班，班级的“量”有了很大飞跃的同时，课程的“质”也有了很大的改善。

第一，用机器人的不同项目来命名各个提升班的名称，让学生更直观的选择提升班，以及能知道自己再下一步还需要报读哪些班。比如，提升班开设了机器人足球竞技班、EI工程创新班、能量实验室班、FLL工程兴趣班、娱乐公园班，这些都是根据机器人不同项目来命名的，学习的内容就是围绕着完成这个任务出发，学习机器人进阶知识。

第二，各个提升班之间不设置报读的先后顺序。只要学生参加过机器人入门班的学习，就可以挑选一个自己喜欢的项目继续学习，并且在完成这个项目之后，可以在选择不同的项目继续报读其他的提升班。这样就最大限度地留住了学生，让学生学完一个项目之后，会继续来研究下一个项目，并且在其中获得学习机器人的快乐。

按机器人项目来设置提高班，让学生选择班级更灵活，体现了机器人课程的良好的延续性。

四、课程设置要跟上机器人教育的发展

单位智能机器人课程开展以来，我们的专业教室经过两次的搬迁和改装，已经逐步满足了现阶段的课程教学需求。

第一次改装。2005年，第一期培训班我们只开设了一个机器人培训班，活动室使用上没有什么问题。但是随着班级越来越多，课室数量局限了课程的设置。我们把一个电脑机房改装成了智能机器人活动室，并且配备了一个FLL机器人活动场地。这样一来，就形成了能力风暴机器人活动室以及乐高机器人活动室，两个教室同时使用，开设课程就更加灵活。

第二次改装。虽然组建了两个机器人活动室，但是由于乐高机器人活动室是电脑机房改装的，教室面积过大，电脑资源浪费严重，并且与原有机器人活动室以及其他的科技活动室相隔距离较远，不方便教学。在这样的情况下，2012年将B座606标准课室改装成乐高机器人活动室，配备了16台电脑以及机器人活动场地，使得机器人活动室布局更加合理，科技项目基本集中在B座6楼，突出了科技专业的特色。

在改装机器人课室的同时，中心也及时补充教学器材，使得可以开设更多更优质的机器人培训项目课程。从2005年采购第一批器材以来，基本上每个学期都会投入资金补充器材，每五年都成批采购更新设备，2010年春采购了FLL场地，得以开展FLL工程兴趣班，2015年秋采购了能量实验室班所需的配套器材。这两个课程都是比较新颖的课程，每期报名都深受学生的欢迎。特别是能量实验室，它不仅让学生学习搭建机器人，还与物理学科有机结合，让学生们认识到电能、风能、光能之间的关系，了解能量守恒的原理。

五、建立精品课程，树立标杆作用，提升社会影响力

随着中心将智能机器人课程作为重点项目来抓以来，机器人课程发展的速度越来越快，截止目前，智能机器人课程累计培训学生超过了5000人（次），任课老师也达到了6人。

我们已经有了两个亮点课程，机器人DIY课程以及乐高能量实验室、乐高FLL工程兴趣班。

机器人DIY课程每期都人满为患。学生对自己选材、自己焊接机器人深感兴趣，而我们的课程确实也起到了锻炼学生动手能力的作用，还让学生有一种制造机器人的成就感。值得一提的是，我们自己DIY的机器人成本比在市场的购买的机器人套装低很多，成本是他们的十分之一。这样低廉的成本，学生家长就很容易接受，这样课程就可以健康持续的发展，最终可以打造成一門精品课程。

而乐高能量实验室以及FLL工程兴趣班也深受学生的欢迎。特别是能量实验室，我们把机器人课程和物理知识有机地结合在一起，能让我们的学生在学习到机器人知识的同时，也了解到一些基础的物理知识。学生也在能量守恒的实验中找到乐趣，尝到成功的喜悦，受到学生的欢迎，自然就会成为精品课程。

树立精品课程的标杆作用，提升课程的社会影响力，有助于带动整个智能机器人培训项目的发展，使我们设置的课程能够在其他地区的智能机器人培训机构起到一个示范的作用，以至于带动整个智能机器人培训项目的发展。