好学习、求向上 | 教育机器人课程如何设计，一个案例告诉你（下）

点击上方  信息化教学创新  订阅本刊

前期推文中，教育机器人课程如何设计，一个案例告诉你（上）我们为大家介绍了Robotics Academy 教育机器人课程体系及其特点，接下来，我们以美国卡耐基梅隆大学机器人学院（Robotics Academy）系列课程为例，从课程设计理念、课程结构及教学设计等方面，为大家介绍教育机器人课程的简要设计过程。

一、教育机器人课程设计理念

1

突出机器人学与STEM教育整合的价值

机器人学科既有经典性、综合性，也具有时代性，机器人学与STEM教育整合具有较高价值。同时，使用机器人开展教学活动，能让学习者了解计算机编程、电子嵌入式系统、工程设计以及数学等技术发展的基础学科，同时也能向学习者教授时间管理、资源配置、团队合作、问题解决、人际沟通等21世纪必备技能。

2

强调数学在机器人STEM教学过程中的重要性

数学在机器人与STEM教育中扮演着一种“基础性”角色，课程强调在机器人教学活动中融入数学问题的重要性，并在课程中设计了大量包含数学假设、计算、检验和推导过程的工程实验。

3

课程融入工程教育的理念、方法和工具

学习者应具备项目管理并在工程过程中解决问题的能力，因此，课程强调将具体的机器人专业知识或技能的教学活动置于工程问题解决的框架中，并提供了工程过程中项目管理和项目计划所需的各种指导手册及管理工具。

4

强调学习者中心的PBL教学

课程主张以学生为中心的教学活动，以PBL作为教学法，使学习者获得对STEM问题的理解。每个单元课程开始时均提供一个单元编程挑战，每个挑战对学习者是一个有意义的真实问题，学习者在协商与合作中达成对问题的一致理解并寻找解决方案。

二、典型课程内容结构特征

总体而言，

其一，Robotics Academy教育机器人课程体系中的各门课程内容可分为基本、主体、进阶三部分。例如，“ROBOTC for VEX课程的基本部分包含基础与安装单元；主体部分包括运动、感知、变量三个单元，涉及机械、电子、电气、计算机等学科知识与应用技术领域；进阶部分包含遥控单元，并为后继机器人竞赛做内容准备。

其二，内容上突出各教学单元之间的有机联系。如：每一个教学单元都有一个精心编制的综合性编程挑战。

其三，结构上强调学习者基础工程实践能力的培养。例如，将工程实践能力的培养贯穿在学习者后继运动、感知、变量、遥控单元的学习与实践活动之中

三、课程的教学设计

该系列课程在教学设计方法上，将支架式教学方法融入到了内容组织与材料呈现设计中，表现在课程结构支架、单元教学支架、问题导入支架等方面。

1

整体课程结构中的支架设计

以ROBOTC课程内容结构为例，该课程首先让学习者经过基础和安装部分的初步教育机器人实践活动，建构起基本的安全、项目管理及对问题解决的理性反思的思想；在随后的每一次探究活动中，通过项目管理手册和评价量表等工具落实为后继单元学习活动开展的前提，随着学习活动的深入发展，逐渐成为学习者自身的素养。可见，基础与安装单元教学设计就是后继学习单元活动开展的“支架”。

2

单元教学中的支架设计

作为问题引入（PBL）的挑战赛的设计，构成了单元学习的教学活动支架，也是实际教学单元内部教学循环的起点和终点，因此，在教学单元的结构起着“支架”作用。

3

具体单元教学问题导入时的情境支架

呈现挑战赛的图示与动画材料，构成了每一教学单元具体问题导入时的情境支架。在该课程的教学设计中，对挑战赛的说明不仅以文字、图示形式给出，而且注重以动画视频方式呈现机器人完成该挑战的全过程，帮助学习者对挑战赛中的问题获得一种整体性、直观性的了解，并提供一种认知情境，增强学习者问题解决的信心。

Robotics Academy教育机器人课程藉由工程挑战创设学习环境，学习者使用各种软硬件技术平台，学习并应用数学及科学领域的知识和技能。

了解这些案例后，您是不是也想尝试设计一门教育机器人的校本课程呢？

参考来源：

[1]王娟,胡来林,安丽达.国外整合STEM的教育机器人课程案例研究—以卡耐基梅隆大学机器人学院ROBOTC课程为例[J].现代教育技术,2017,27(04):33-38.

图片来源于网络，仅用于学习交流，如有侵权请联系删除，特此感谢。

推荐阅读