机器人课程教学优化的探索

摘要 机器人课程在我院开设有三年多时间，怎样才能提高机器人课程教学实际效果呢？温州大学教师教育学院对此进行改革，对机器人课程教学优化进行一定的探索。根据对中国大学机器人课程教学的现状进行分析，我们提出了：优化机器人课程设置、建构合适评价体系、密切与小学的联系、争取教学与竞赛双丰收等措施。

关键词 机器人课程 教学 优化

中图分类号：G642文献标识码：A

1 中国大学机器人课程教学现状分析

1.1 全国综合性大学（理工科类）机器人课程教学现状分析

以东南大学仪器科学与工程学院、中南大学信息科学与工程学院、深圳大学机电与控制工程学院为例。这几所综合性大学是全国较早开设机器人专业课程的，他们的学生是理工科类，具有较为扎实的机械知识和较高的编程能力。而且都建设了一定规模的机器人实验室（有的还是国家级的），教师科研技术实力强大，机器人课程作为必修的课程开设，机器人课程教学时间较久，积累了很多经验，课程教学取得一定的效果；同时鼓励学生利用课余时间开展机器人兴趣活动，学生参加全国大学生机器人比赛也取得好成绩。所以，机器人课程教学是在全国较为领先的，值得我们借鉴。

1.2 全国职业技术学院（高职类）机器人课程教学现状分析

以深圳职业技术学院机电学院和温州职业技术学院电气电子工程学院为例。他们也是在全国高职类院校中较早开设机器人选修课程，主要以机器人竞赛培育为主，课程教学为辅。重点放在竞赛上，如深圳职业技术学院学生组建的“深职搬运者”队，获得2010中国智能搬运机器人比赛二等奖的成绩。温州职业技术学院也成立了“奋进号”机器人竞赛小组，在全国机器人比赛中取得过优异成绩。

1.3 全国师范类大学机器人课程教学现状分析

以宁波大学教师教育学院、杭州师范大学教育学院、湖州师范学院教师教育学院为例。这三所大学的教育学院基本是把机器人作为课外兴趣小组或开放实验室项目开展，没有开设机器人专业课程，也是把重点放在机器人竞赛培育上，争取在全国大学生机器人比赛中获奖，培养学生的创新能力。

2 温州大学教师教育学院机器人课程教学优化的探索

温州大学教师教育学院虽然也属于全国师范类，但我们参照了以上全国类型不同大学开设机器人课程的情况，大胆提出自己的想法思路，对机器人课程教学进行优化，争取培养具有一定素养的小学机器人师资。

2.1 目标明确，优化机器人课程设置

小学教育专业作为温州大学教师教育学院的重点专业，培养目标是合格的小学教师。所以我们对原来开设机器人选修课的计划进行修改，进行课程教学优化探索。像全国重点综合大学（偏理工科）一样，开设机器人辅导与竞赛专业限选课（相当于专业必修课），重点培养现在小学急需的机器人竞赛辅导老师。所以，课程内容设置以机器人知识基础、宝贝机器人的组装和基本PBASIC语言编程、宝贝机器人的巡航和利用QTI、红外传感器循迹等为主；另外，配合开放实验室项目，进行机器人竞赛培育，侧重用C语言编程开发的智能搬运机器人、机器人码垛等比赛，开发学生的创新意识，培养学生创新能力。

2.2 强调创新，建构合适评价体系

由于各所大学机器人课程开设时间较短，目的性和侧重点不一样，所以笔者在机器人教学过程中，结合温州大学教师教育学院的实际，强调创新，制订了一套比较合适的评价体系。

我们的评价指标体系是根据机器人课程教学特点和评价目标进行科学的设计。目的是为了充分发挥学生在学习中的主体性作用，促进教师与学生在评价中双主体作用的协调发展，满足学生在学习过程中对学习反馈信息的需求。以较全面 、准确、客观地评价学生学习情况为目标，以形成性评价为主导，面向多元化的评价主体，构建机器人课程评价指标。我们将评价的一级指标确定为学业成绩和综合能力。其中，学业成绩包括平时成绩、实验操作、实验考核等二级指标，而综合能力则包括实践能力、实践活动二级指标。各二级指标还可进一步细分为具体评价项目，在平时成绩中包括：实验预习、实验报告、考勤、自我管理与自主学习；实验操作中包括：学习态度、课堂讨论解决问题、操作规范、资源利用；实验考核中包括：程序编写、实际操作；实践能力包括观察能力、合作能力、创新能力；综合实践活动包括：学习结果（机器人实际运行情况等）、课外竞赛结果（创意机器人制作、各类机器人竞赛获奖情况等）。在具体操作时，我们选择了以学业成绩占70%，综合能力占30%权重作为试点实施，效果不错。今后准备根据教学实际情况与学生反馈意见，不断改进，从而使评价接近合理的目标。①

2.3 注重实践，密切与小学的联系

作为教师教育学院，我们非常重视小学教育实践基地建设，所以有15所温州地区的小学成为我们的实践基地。因为我们培养的是小学教师（兼任机器人竞赛辅导员），所以同学们可以利用课余时间把课堂学习的智能机器人知识，应用到辅导小学生机器人竞赛辅导实践活动中；如跟条件比较好的温州实验小学，建立了密切与长期的合作关系，辅导学生参加全国小学生的各项机器人竞赛。这样做达到了既能巩固课堂学习的机器人理论知识，又深入了解小学机器人竞赛辅导实际，达到双赢的目的。

2.4 效果明显，教学与竞赛双丰收

经过三年多的机器人教学探索，我们在采用课堂教学和实验紧密结合方法基础上，进一步优化机器人教学，真正做到学生“做中学，学中做”。教学中做到每人一套教材、一套宝贝机器人制作套件、QTI等传感器和电脑。考虑到学生没有学过PB和C语言，编程能力相对薄弱，所以我们采取边学习机器人知识边讲解PBASIC的常用指令，解释简单程序的意思，让学生在学习机器人课程过程中，学会了用PBASIC编写常用机器人操作程序。

充分利用机器人作为创新教育实践平台，采用开放实验室项目，组织学生参加机器人竞赛培育。主要项目是各种创意机器人的制作与编程（包括智能搬运机器人、宝贝车机器人倒自平衡、在立体迷宫中寻找出口、灭火、自动巡航调节室内空气温度、湿度、人形机器人射门、避开障碍物等），培养学生的动手能力、创新能力与团队合作能力。参加2011年中国教育机器人大赛，荣获大学C51组智能搬运机器人比赛团体一等奖，为学校争了光，受到学校领导的表扬。

3 结语

中国各所大学开设机器人课程的时间不长，还处在不断摸索、不断改进阶段。由于不同大学不同专业，开设机器人课程的目的不同，所以我们针对温州大学教师教育学院实际，对机器人课程教学优化进行了一些探索，努力寻找到一条合适的途径。

注释

① 张新.《机器人》实验课程教学评价体系建构的探索[J].岁月学术，2011（11下）：97—98.

参考文献

[1] 吴小兵.机器人课程开发与教学的现实意义[J].实验教学与仪器，2009（5）：55—56.

[2] 吴洁.师范院校机器人课程开发与研究[J].首都师范大学硕士论文，2007.

[3] 张新，秦志强.小学教育本科专业开设机器人课程的探索[J].当代教育理论与实践，2010（4）：1—3.