專案建議方案
教育部-樂高技術教育創新人才培養計畫專案組
實施單位：北京西覓亞科技****
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位址：北京市朝陽區紅軍營南路甲2號
一、以機械人教育實施校本課程的意義
校本課程的開展是學校貫徹國家素質教育方針重要的組成部份。長期以來，如何實施素質教育，鍛鍊學生的科學素養，培養未來人才的教學實踐模式，一直是學校探索和追求的方向。實踐證明，機械人教育可以使學生通過參與設計、動手實踐，在機械人製作過程中探索發現，全面有效地應用各門學科知識。
以機械人教育開展校本課程，是提公升學校辦學特色、提高學生素質，達到素質教育目標的有效途徑。
二、機械人教育是實施校本課程的重要途徑
基於機械人本身所涉及到的到有關閱讀、數理、機械、電子、光學、計算機程式設計等多個學科的知識，不僅培養了學生對科學技術的興趣，也使他們學到了不同學科的知識，而整個教學活動的設計也是「做中學」的最佳應用。從而達到提高人才質量、實施素質教育的教學目的。
1. 什麼是機械人教育
機械人教育是指學習、利用機械人，優化教育成果及師生教學方式的理論與實踐。機械人教育有很多益處：
（1）通過機械人知識的學習，學生擁有了更多獲取資訊的手段，也了解和掌握了更多除網路和計算機以外的資訊。
（2）機械人教育能培養學生的創新能力、給學生更多精彩的體驗，這種優勢是其他課程無法替代的。
（3）機械人教育與傳統學科可以有機地相互滲透。
（4）機械人教育可以提高邏輯思維能力、規劃能力、分析問題和解決問題的能力。
（5）通過智慧型機械人課程培養學生良好的資訊素質、創新精神和實踐能力。
（6）組裝機械人的過程培養學生動手能力、協作能力和創造能力。
2、機械人教育全面培養學生科學素養
21世紀科技發展突飛猛進，如何讓學生更早地接觸科技知識，激發他們對科學的興趣，如何幫助他們更好地面對未來社會激烈的競爭？面對這一切，我們必須選擇更好的教學途徑與教學工具，側重科技方面的教學。機械人教育可以帶給學生探索新的學習理念，引導學生探索各領域知識。
通過機械人教育，學生在解決問題中能整體構思、設計和開發新程式、新功能，這一過程儼然是實際工作和生活中的真實體驗。學生們針對專案主題主動調查、動手實踐，享受成功的興奮。在活動中，學生不僅可以學到有關閱讀、數理、機械、電子、光學、計算機程式設計等技術知識，更可以幫助他們培養良好的生活習慣與生存技能：
與人溝通與合作、對他人的尊重、毅力的培養，自信心的樹立及時間的合理分配、利用等等，為將來走上社會面對新的挑戰做好充分的準備。
三、第一階段：以「綠色城市」為教學主題，實施校本課程
「綠色城市」課程設計是以主題教學為基調，契合五大概念：未來家居、綠色生活、快樂教育、智慧型通訊和暢遊世界。 樂高教育以」做中學」理念、課程、器具為基礎，引進國際課程資源，結合環保、綠色、教育、資訊和能源等五個科學主題，針對國內教育現況，規劃本系列課程做為中、小學校本課程實施方案。
通過綠色城市培訓課程，不但培養了中小學生對機械人課程的興趣，並且提高中小學生動手操作的能力，彌補學校教育對素質教育的缺口，增強機械人活動技術能力，提高機械人教育水平和學生學習的熱情。 此外，「綠色城市」課程還可對接學校科學類課程，大大增強了課程和器材的靈活性。
綠色城市校本課程建設方案
課程介紹：
本系列課程，共有16個主題32課時，適合中小學生一學年每週一次的學習。課程設計由淺入深、循序漸進，讓學生在有趣的遊戲任務中自然學習完成機械人製作設計的結構、程式設計和控制，使學習者從接觸科技到了解科技進而運用科技，並鍛鍊學習者解決問題之能力。
教學目標：
學習者通過「綠色城市」主題課程學習，可以達到在搭建、探索、調查、思考和相互溝通的過程中，綜合性的鍛練德、智、體、美四育並重的學習目標。「綠色城市」 主題課程所涉及到的學科知識和技能綜述如下：
科學:調查速度、探索摩擦力的作用，調查研究簡單的機器，發展科學測試的技能，有目的的質詢和思考問題，**和測量，收集資料和得出結論。
技術:設計、搭建、測試和評估模型解決方案，適應實際需要。選擇恰當的材料和步驟：使用二維手冊開發對技術的理解；識別技術元件，創造三維操作模型；給機械人程式設計執行任務；團隊合作。
工程:調查研究和測試變數時使用工程設計的步驟。
數學:在科技領域運用數學知識；測量距離、時間和質量；計算速度、重量和功效；使用圖表做媒介呈現**和測量結果，畫**解釋資料；用不正式的方法計算比率。
讀寫能力:調查研究、書寫和描述技能是調查設計中所有的元素。
基礎器材配置方案
配套器材介紹：樂高教育機械人系列產品
器材型號：9797套裝、9695套裝、nxt2000080中文版軟體、9594綠色城市套裝。（參考後面綠色城市課程介紹）
四、 第二階段：全面提公升學生科學素養
科學與技術課程介紹:
在「綠色城市」 主題教學實驗室裝置的基礎上，每年適量添增新器材，即能達到全面提公升學生科學素養普及目標。以科學與技術**實驗室實施課程，科學與技術課程的解決方案包括了結構與力、簡單機械、動力機械、能源轉化的30個左右的活動案例，在每乙個活動裡，教師向活動小組成員提出了挑戰任務，給學生能夠創造出自己解決方案的工具，學生們親自動手製作與日常生活密切相關的模型，通過這種方法，初步建立對相關基礎知識、原理的認識與理解，讓學生真正體驗到實踐成功後的喜悅和興奮。通過解決問題的過程延伸到培養他們的創造力、合作能力、交流能力和獲取新知識的能力等。
五、 第三階段：走向國際；展現實力；爭取榮譽
隨著智慧型技術突飛猛進的發展、教育理念的不斷更新，作為綜合了人工智慧、計算機、自動控制、影象處理、感測器及資訊融合、精密機構、無線通訊、機械電子學和新材料等前沿科技的機械人技術也在為教育改革貢獻自己的力量。為了推動機械人技術的發展，培養學生創新能力，在全世界範圍內相繼出現了一系列的機械人競賽，fll工程挑戰賽、ftc機械人競賽、wro世界機械人奧林匹克競賽等，其他小型的機械人賽事更是數不勝數。
附錄一：綠色城市套裝簡介
1365個零部件，配合9797機械人套裝使用，可實現20多個實驗案例，包括場地紙。
場景布局
套裝介紹
「綠色城市」套裝，包括六個訓練墊、兩個測試墊、雙鎖膠帶和 1365個樂高元件用來搭建12個測試模型。訓練墊是學生學習的區域。通過本套裝，學生可以學習機械人搭建的結構、程式設計和控制技能。
訓練墊和測試模型結合在一起為學生提供乙個培養學習興趣和調動學生積極性的平台，創造性的運用和進一步發展學生的程式設計和解決問題的能力。
啟動指南
啟動指南是對樂高 mindstorms nxt 軟體基本特徵進行逐步解釋。它提供給教師和學生開展訓練活動需要的軟體知識，是乙個良好的起點。
訓練活動
七個訓練活動被結構化，簡單易學，旨在用愉快而有挑戰性的方式提高學生的機械人技能。訓練活動重點是讓學生親自動手、程式設計、試驗和解決問題。
教師註解覆蓋全面、教師可以找到所有簡單安裝啟用需要的東西，包括解釋、提示、程式和活動拓展的想法。
訓練活動遵循樂高教育的 4 c 教學模式：聯絡、建構、反思和延續。每個活動都提供文字和**幫助學生聯絡到活動的目的。
然後學生動手和動腦建構他們的模型。接著學生進入反思階段，展開更多的活動來測試和除錯他們的程式來完成特定的任務，反思做過的活動。最後學生進入更開放式的延續階段，集中在特定的程式特徵上或改進優化他們的機械人效能。
每個訓練活動都配有學生工作表。學生工作表幫助學生進展活動，鼓勵他們反思自己的程式設計。
成功案例：
培訓配置方案:
1. 以「綠色城市」課程為起點，針對小、初、高初次學習機械人的學生，進行循序漸進的基礎機械人知識技能培訓。
2. 以「綠色城市」課程不同任務要求為高階，針對小、初、高已經具備機械人基礎知識的學員，進行相應任務難度的不同訓練。以「綠色城市」課程中，任務三:
水壩修復為例，共有3x3=9種不同任務的變化，如下表:
3. 以競賽組委會發布的主題，選派優秀學員成立特訓隊，為爭取競賽成績做準備。
4. 增購二期器材，學校可全面開展「科學與技術」課程，對接國家課程標準學習指標。
教室基本要求：
學生桌椅、機械人儲存櫃、台式電腦、教師講台、投影機、幕布等，可根據實際條件及要求做更改。課桌椅建議以六邊形或梅花形為主體，每兩個學員一組為標準配置，程式設計所需膝上型電腦台數，可根據教室實際情況配置。
教室效果圖：
附錄二：國內外青少年機械人競賽平台介紹
fll是first機構與樂高集團組成的乙個聯盟組織 。個針對9-14歲孩子的國際比賽專案，每年9月份， first lego league向所有的隊伍公布年度挑戰專案，這個專案鼓勵學生用科學的方式去調查研究以及自己動手設計機械人。學生使用lego mindstorms technologies產品和lego積木在輔導員的指導下為機械人進行設計、搭建、程式設計工作來解決現實世界中的問題，在8周之後，賽季的高潮是舉辦乙個運動會式的比賽。
目前有50個國家參加了該項比賽。
ftc 機械人挑戰賽是由美國first.非營利性機構主辦的針對14-18歲孩子的國際比賽專案， first tech challenge（ftc）是乙個面向中學生的機械人比賽。採用競技模式，專為那些熱衷於直接對抗和交鋒的隊員而設計。
每支隊伍隊員不超過10人，要負責設計、搭建機械人並為其程式設計，參加比賽，與其他隊伍進行對抗。比賽使用的機械人套裝可重複使用多年，而機械人可用的程式語言也豐富多樣。
校本課程開展方案
2013 2014年校本課程開發方案 永年縣第六實驗學校 1 課程開發的背景 我校地處邯鄲市中華大街永年南段，南臨邯鄲市北臨永年縣城。地理位置優越，辦學前景十分開闊。在縣教育局 發揮名校優勢 放大名校效應 的策略引導下，學校充分利用永洋公司的辦學資源，依託先進的教育理念和濃厚的文化底蘊，開展以 發揮...
校本課程方案
新中鎮初級中學 2010.8 新中初中校本課程實施方案 一 指導思想 以新一輪課程改革 一切為了學生，一切為了學生的發展 的教育理念為指導，從學校的實際狀況和學生的實際需要出發，構建學校辦學特色，打造 個性化 學校形象，發展學生特長，促進學生全面發展，以適應社會進步，科教發展，教育改革的客觀要求。二...
校本課程方案
東寨小學校本課程開發方案 為了進一步貫徹執行教育局關於加強校本教研制度的建設精神，結合我校的實際情況，制定我校校本課程開發方案。一 校本教研的指導思想 校本課程開發是實施素質教育的要求，校本課程的開發，有利於改變學生的學習方式，為學生提供學習過程中的方法選擇和內容選擇，體現教育內容的多元性和選擇性。...