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“机器人创新教育课程基地”建设经验总结材料
(2013.4)
江苏省句容高级中学
课程基地是以全面提高学生综合素质和实践能力为目标，以转变课程内容的实施方式为重点，以创设新型学习环境为主线，促进学生在活动、实践、体验、探究中，提高学习效能、发掘潜能特长的综合性教学平台。
2012年9月，我校审报的“机器人创新教育课程基地”被列入江苏省普通高中课程基地建设项目后，学校根据省教育厅要求，开展了扎实有效的工作，不断推动课程基地的建设。
一、提高思想认识、强化组织领导
从课程基地申报开始，我校就组织相关人员进行课程基地材料的学习，深入理解课程基地建设的价值使命，进一步明确机器人创新教育基地的建设目标。
通过学习，我们认识到，课程基地是以创设新型学习环境为特征，以改进课程内容实施方式为重点，以增强实践认知和学习能力为主线，以提高综合素质为目标，促进学生在自主、合作、探究中提高学习效能，发掘潜能特长的综合性教学平台。建设课程基地是江苏省贯彻落实国家教育改革与发展规划的教育创新，是创新内涵建设、创新育人方式、创新质量提升的改革路径和有效措施。
对于机器人教育也有了进一步的认识。机器人创新教育是真正可以“操作”的素质教育，机器人创新教育是“第一综合”教育资源。在高中阶段，机器人教学通过整合物理学科、数学学科、通用技术与信息技术相关内容，构建合适的课程组织框架和实施支架，遵循机器人创新教育的规律和方法，为学生科学素养的提高提供了一个独特的实验平台。依托此实验平台，以实践活动为抓手，使机器人创新教育课程不仅会成为程序设计学习的载体, 也会成为多种课程整合的新载体，成为多种学习形式的载体，多种能力得以综合提高的载体，创新人才培养的载体。我们要把基地建设成课程整合的基地、教与学模式革新的基地、机器人竞赛的基地、能力培养、创新性人才培养的基地、机器人创新教育课程示范基地与交流中心。
在统一了课程基地成员在课程基地建设的思想认识的基础上，学校分别建立以校长为第一责任人的课程基地工作机构，形成了课程基地建设工作组、专家指导委员会，明确了各自的职责，建立有效的运行机制，保障课程基地建设工作顺利实施。在工作组与专家指导委员会的指导下，我校进一步完善了“机器人创新教育课程基地”建设方案，并邀请南京师范大学李艺、钟柏昌教授对建设方案进行了论证，李教授对机器人课程建
设提出了建议。
同时，学校通过各种途径，逐步构建“机器人创新教育课程基地”建设和管理的支持体系。一是专业支持体系，学校与南京师范大学、扬州师范大学、江苏省农林技术学院等科等高等学院取得联系，以高校专家来引领我校课程基地的建设。二是同行互助体系，通过开展校际交流互助，使我校“机器人创新教育课程基地”资源能与其他学校实现共享，共同促进“机器人创新教育课程基地”的建设。三是制度保障体系，在“机器人创新教育课程基地”建设与使用中不断总结提高，形成相关管理制度，使“机器人创新教育课程基地”的教育、教学功能常态化。四是政策导向体系，我校的“机器人创新教育课程基地”被列为句容市四大民生项目，在各级政府部门与教育行政部门的支持下，对“机器人创新教育课程基地”建设与使用、管理工作中表现突出的集体与个人，由学校设立专项基金进行奖励，从而促进课程基地的建设与使用。2012年曹永鸿、黄梅被评为校争创先进个人，2013年课程基地团体被评为句容市党员示范岗。2012年学校对于基地骨干也分别给予了一定金额的奖励。
二、细化建设方案
在申报方案的基础上，我校课程基地建设工作小组多次召开专题研讨会，对建设方案进行修改与完善。2012年2月，基地骨干成员巫雪琴、曹永鸿、梁宏、薄志国一行，专程前往南京示范大学，向教育技术学院教师李艺、钟柏昌教授请教，李艺教授对基地相关课程设置提出了意见，钟教授对于虚拟机器人课程相关教材与软件提出建议，同时对于可能的合作的领域提出了设想。
此后，学校又专门召开了工作小组会议，在听取专家的建议的基础上，对建设方案进行了进一步的分析、讨论，形成了更为科学、详细的建设方案。
三、加快硬件建设
在对建设方案细化后，学校多方落实建设经费，在2012年学校经费预算中列出专项，保证课程基础硬件建设的资金投入。
根据建设方案，学校已经开始课程基地建设的一期工程，即课程中心大楼，将于2013年6月份将正式开工建设。课程中心大楼的3、4层将用于建设机器人创新教育课程基地系列实验室。技术课标实验室主要承担信息技术选修模块一《算法与程序设计》与通用选修模块三《简易机器人制作》的整合教学实验。虚拟机器人实验室通过构建一个基于网络化的教学实验环境，突破实物机器人的限制，通过建立理想的物理模型，更直观地观察物理现象，让学生从原来枯燥的程序教学中解脱出来，使程序设计更具知识性、趣味性。竞赛探究实验室，为学生提供目前各种竞赛所要求的环境以及机器人搭建与实验器材，目前我校参加的比赛有机器人灭火比赛、VEX工程挑战赛，随着基地的建设进程，将会涉及更多的比赛项目。研究性学习实验室主要开展与机器人相关的研究性学习，
根据不同的主题，鼓励学生自主创新，完成各种创意机器人的设计与研发。机电技术实验室，着眼于各种传感器的实验，从机器人硬件入手探究其机械与电子方面的各种相关因素。同时还承载与高中物理学科有联系的各种尖端实验，并且为学校物理竞赛学生提供实验环境。
除了实验室的建设，一年来，在机器人硬件方面，资金投入已经有十几万元。2012年8月为开设课标课程选用了开源机器人作为载体，购买了70套开源机器人教学相关设备，约3万元。2013年2月为参加省VEX工程挑战赛，购买了近6万元的相关设备，为了开设虚拟机器人教学，花费近3万元购买了虚拟机器人软件。
四、加强教师学习与培训
机器人创新教育课程是一个创新性的课程，不但是走在技术前沿也是走在课程的前沿，为此我校在积极开展校本培训的同时也鼓励教师走出去开阔视野，增强与专家和外校同行的联系，快速提升专业技能。
首先对相关基地成员进行课程基地建设的理论学习与动员，让每位成员都能充分认识课程基地建设的意义，积极投入到课程基地的建设与使用中去，以促进教学方式的变革。
其次，加强专业化教师队伍的建设，截止目前基地核心成员有2次赴镇江参加基地建设的培训。主动联系相关学校，参观了常州一中、南京金陵中学、南京外国语学校、南京十三中，了解机器人竞赛与课程开设情况。观摩了在上海举行的ftc科技挑战赛（中国赛区），4月份将赴北京观摩全国机器人教学比赛。曹永鸿老师还参加了4月份在苏州举行的机器人竞赛裁判员培训，取得了省机器人竞赛裁判员的资格，这将极大推进我校的机器人竞赛。
此外还加强与专业部门的联系。联系了上海西觅亚公司、苏州创智天地教育咨询有限公司进行方案设计，请他们来学校洽谈相关实验室规划事宜。
五、探索创新课程的具体实施
1.在高一年级依托通用技术课程探索开源机器人教学
2012.9月，我校依托通用技术选修《简易机器人》课程，以开源机器人为载体，在高一面向全体，开始了开源机器人的教学探索，开源机器人的优势在于硬件或软件的开放性与成本低廉。
经过一学期的教学探索，发现该课程对学生理解物理知识、尝试计算机编程、了解常用机械加工等方面有着明显的促进作用。学生在“做中学、玩中学”的过程中对自然科学产生浓厚兴趣，甚至立志投身科学事业。
2. 在高二开设虚拟机器人课程
目前我校在高二年级，正面向全体开设了虚拟机器人课程。虚拟机器人软件是从杭
州萝卜圈网络技术有限公司购置的IROBOTQ 3D机器人在线仿真平台，它以互联网为载体，全面整合各种智能终端和人机交互系统，旨在培养青少年的信息技术、智能控制技术、传感器技术等核心素养。该系统的物理引擎能够模拟真实的刚体运动。运动物体具有密度、质量、速度、加速度等各种现实的物理动力学属性，在发生碰撞、摩擦、受力的运动模拟中，不同的动力学属性能得到不同的运动效果，仿真效果更接近真实世界。突破了单纯机器人仿真的概念，为学生构造一个科技创新平台，在教学中引起了学生很大的反响。
虚拟机器人系统适合的教学年级为从小学四年级到高中所有学生，因此，我们也积极推荐市区小学引进该课程，并进行技术指导，发挥基地的良好辐射作用。
六、课程资源的开发与利用
根据课程基地建设方案，学校在加快硬件建设、课程建设的同时，正积极开展围绕所开设的创新课程的校本课程的开发。2012年1月在一轮开源机器人教学的基础上，我们完成了“开源机器人”校本教材（第一轮）与“开源机器人”实验手册的开发与编辑，目前正在同步撰写“虚拟机器人”校本教材（第一轮）与“虚拟机器人”实验手册。《灭火机器人程序优化方案分析》、“vex挑战赛实验手册”也在编撰中。
此外，2012底还完成了“机器人创新教育课程基地”网站建设，该网站担负了记录基地建设过程，收集各种相关资料、展示基地建设成果的职责。利用网站，同步介绍基地建设情、课程开设情况、教学过程与经验，扩大基地对周边的影响，推广机器人课程的开设，为创新人才的培养提供新的思路。
七、促进创新人才培养
2013年3月我校申报了省教科所十二五课题《基于机器人教育的综合课程开发研究》，希望能结合课题研究，进一步推动基地建设，发挥课程基地的作用。
依托机器人竞赛促进学生创新人才的培养。今年我校参加了4月份在南京外国语学院举行的第十二届江苏省青少年机器人竞赛，比赛项目涉及其中的灭火与vex挑战赛，灭火项目是我校的常规项目，历年来取得令人瞩目的成绩。vex比赛，是我校今年首次 参加的项目，通过基地核心成员与学生2个多月的共同努力，最终完成了赛车的搭建，经过了一段时间的集训，在本次的比赛中发挥出色，一举获得全省第四名。
总结近一年来课程基地的建设情况，我们提高了认识，强化了能力，促进了学校教育教学质量的提升，在学校的学科建设、创新人才培养和特色创建等方面发挥了作用。我们将在省、市教育行政部门的指导下，按照建设方案，不断加快课程基地的建设。