基礎(chǔ)教育的新內(nèi)容，人才培養(yǎng)的新方式

【摘 要】江蘇省句容高級中學(xué)機(jī)器人創(chuàng)新教育課程基地，依托多層次的系列實(shí)驗(yàn)室，創(chuàng)設(shè)融合多學(xué)科知識(shí)的機(jī)器人課程體系，給基礎(chǔ)教育帶來新的內(nèi)容、新的思考和新的活力，為學(xué)生綜合能力的提高提供獨(dú)特平臺(tái)，推動(dòng)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】高中課程基地;機(jī)器人課程體系;實(shí)驗(yàn)室;人才培養(yǎng)

【中圖分類號(hào)】G637 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1005-6009（2015）22-0062-02

【作者簡介】王泰山，江蘇省句容高級中學(xué)（江蘇句容，212400）校長，江蘇省特級教師。

機(jī)器人是20世紀(jì)人類最偉大的成就之一。隨著機(jī)器人技術(shù)的迅速發(fā)展和普及，國內(nèi)很多人對它產(chǎn)生了興趣，特別是很多青少年也積極投身到各類機(jī)器人的實(shí)踐活動(dòng)中，2000年以來各類機(jī)器人競賽在大中小學(xué)如火如荼地開展、機(jī)器人教學(xué)在普通高中和中小學(xué)逐步普及。教育部2003年頒布的高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)中，把“人工智能初步”和“簡易機(jī)器人制作”設(shè)為技術(shù)領(lǐng)域的選修模塊。我們發(fā)現(xiàn)隨著教學(xué)機(jī)器人的迅猛發(fā)展和其性價(jià)比的大幅度提高，將智能機(jī)器人的基礎(chǔ)知識(shí)和技能訓(xùn)練引入普通高中課程的必要性和可行性已漸趨明朗。

我校于2012年成功申報(bào)了“江蘇省機(jī)器人創(chuàng)新教育課程基地”建設(shè)項(xiàng)目，該項(xiàng)目是以全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力為目標(biāo)，以轉(zhuǎn)變課程內(nèi)容的實(shí)施方式為重點(diǎn)。在建設(shè)過程中，提煉出“多元、合作、益智、創(chuàng)新”的核心理念，完成了系列實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與配置，創(chuàng)設(shè)了融合多學(xué)科知識(shí)的機(jī)器人課程體系，開發(fā)豐富而有特色的課程資源，創(chuàng)新人才培養(yǎng)的模式初步形成。

一、打造多層次系列化的機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室

機(jī)器人包括硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)，基于機(jī)器人的教學(xué)也就包括這兩部分的內(nèi)容。機(jī)器人硬件造型是軀殼，涉及機(jī)械、電子、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、控制理論、傳感檢測等，在高中階段，與物理學(xué)科關(guān)系緊密。機(jī)器人軟件部分，與信息技術(shù)學(xué)科中的“算法與程序設(shè)計(jì)”關(guān)系緊密，程序是機(jī)器人的靈魂。同時(shí)算法中的建模用到相當(dāng)多的數(shù)學(xué)知識(shí)，因此教學(xué)內(nèi)容又向數(shù)學(xué)學(xué)科延伸，“算法與程序設(shè)計(jì)”還是高中信息奧林匹克競賽的基本內(nèi)容，機(jī)器人是程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的最好載體。系列實(shí)驗(yàn)室以“技術(shù)課標(biāo)實(shí)驗(yàn)室”為基礎(chǔ)，以機(jī)電實(shí)驗(yàn)室為硬件支持，以虛擬機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室為補(bǔ)充，以競賽探究實(shí)驗(yàn)室為深入，以研究性實(shí)驗(yàn)室為拓展。

二、創(chuàng)設(shè)融合多學(xué)科知識(shí)的機(jī)器人課程體系

基地著眼于學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，以通用技術(shù)與信息技術(shù)學(xué)科課程為基礎(chǔ)，融合物理、數(shù)學(xué)等學(xué)科相關(guān)內(nèi)容，依托多層次、多樣化的機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，構(gòu)建了3個(gè)課程模塊，常規(guī)教學(xué)、研究性學(xué)習(xí)、競賽，結(jié)合信息技術(shù)學(xué)科選修《算法與程序設(shè)計(jì)》，面向全體高一學(xué)生開設(shè)虛擬機(jī)器人課程，以信息學(xué)奧賽等興趣小組為提升，以研究性學(xué)習(xí)為補(bǔ)充。依托通用技術(shù)選修《簡易機(jī)器人制作》，融合物理學(xué)科的相關(guān)內(nèi)容，面向高二年級開設(shè)開源機(jī)器人課程，以VEX、滅火等機(jī)器人項(xiàng)目競賽以及科技創(chuàng)新大賽相關(guān)的其他競賽為提升。高三年級，以研究性學(xué)習(xí)等形式，依托研究性學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室，開設(shè)課程，讓有興趣的學(xué)生了解機(jī)器人最新發(fā)展以及大學(xué)的相關(guān)專業(yè)情況，同時(shí)與高校聯(lián)系，開通與高校的綠色通道，為學(xué)生未來的專業(yè)選擇做前期鋪墊。（見文末表格）

三、營造濃厚的文化氛圍，通過多種活動(dòng)的開展來培養(yǎng)創(chuàng)新人才

1.營造機(jī)器人基地文化氛圍。

目前主要通過電子小報(bào)活動(dòng)、班級黑板報(bào)、櫥窗等多種形式營造濃厚的機(jī)器人科技教育文化氛圍。隨著基地建設(shè)的深入，學(xué)校藝華樓3、4層開辟成機(jī)器人教學(xué)、活動(dòng)、展示場所，利用展廳展出本校學(xué)生、高校學(xué)生作品以及目前比較尖端的機(jī)器人展品，播放本校機(jī)器人教學(xué)與各種活動(dòng)以及最新的機(jī)器人發(fā)展動(dòng)態(tài)音像，讓來訪者能身臨其境地體驗(yàn)機(jī)器人的魅力。

2.開展各種科技社團(tuán)活動(dòng)。

成立科技創(chuàng)新社團(tuán)，開展豐富的社團(tuán)活動(dòng)，著力培養(yǎng)一批對科技創(chuàng)新有興趣的人。目前，我們正把當(dāng)前興起的創(chuàng)客文化中的相關(guān)元素融入到社團(tuán)活動(dòng)中，準(zhǔn)備打造我校的“創(chuàng)客”，形成本地區(qū)以我校為中心的“創(chuàng)客社區(qū)”，進(jìn)而在更大范圍推動(dòng)我市的科技教育發(fā)展。

3.積極參加、舉辦各級各類機(jī)器人活動(dòng)與競賽。

以每年一度的?！翱萍嘉幕囆g(shù)節(jié)”為契機(jī)，開展校內(nèi)機(jī)器人競賽，以展示學(xué)生、教師的作品為主要目的，競賽中進(jìn)行評比，設(shè)置相應(yīng)獎(jiǎng)項(xiàng)，更好地激發(fā)師生對科技的興趣，遠(yuǎn)離低級趣味的誘惑，營造以追求科學(xué)技術(shù)為時(shí)尚的校園氛圍。

競賽是機(jī)器人教育的一個(gè)重要組成部分，是機(jī)器人教育成果的一種展示形式、實(shí)現(xiàn)手段和教育的延續(xù)。智能機(jī)器人競賽參賽過程對學(xué)生有著廣泛深遠(yuǎn)影響，對培養(yǎng)學(xué)生的合作精神、進(jìn)行挫折教育等方面的作用尤為突出。

4.多管齊下，增強(qiáng)輻射效應(yīng)。

（1）開設(shè)各級別的公開課、觀摩課。通過開設(shè)公開課、觀摩課來展示機(jī)器人教學(xué)探索的成果，介紹相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，引領(lǐng)地區(qū)的機(jī)器人教育。

（2）以項(xiàng)目、課題研究帶動(dòng)區(qū)域發(fā)展。目前我校的國家級課題“普通高中機(jī)器人教育校本課程開發(fā)與實(shí)踐研究”已經(jīng)立項(xiàng)，成員涵蓋了多個(gè)學(xué)校，可以帶領(lǐng)區(qū)域骨干一起進(jìn)行機(jī)器人教學(xué)的探索，為區(qū)域機(jī)器人教學(xué)提供示范與支持。

（3）充分利用課程網(wǎng)站共享資源。利用網(wǎng)絡(luò)同步介紹基地建設(shè)、課程開設(shè)情況以及教學(xué)過程與經(jīng)驗(yàn)，擴(kuò)大基地對周邊的影響，推廣機(jī)器人課程的開設(shè)，為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提供新的思路。

四、取得顯著成績

基地通過不斷加強(qiáng)軟、硬件建設(shè)，依托實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，注重學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，取得了豐碩的成果。也同時(shí)打造出一支精通多學(xué)科知識(shí)、善于開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造潛能、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)的指導(dǎo)教師隊(duì)伍。