中小學學校虛擬、現實機器人創客解決方案

對一個國家來說，發展教育是重心，而基礎教育又是重中之重。沒有良好的基礎教育，就難有有做為的基礎研究，就難以在世界上占據核心地位。自2017年起，人工智能機器人編程教育成為智能教育的關鍵保障。

為貫徹落實國務院《新一代人工智能發展規劃》 國發【2017】35號提出“實施全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育、建設人工智能學科、培養復合型人才，切實做好人工智能創客教育工作，結合教育部《中小學綜合實踐活動課程指導綱要》教材〔2017〕4號、《  關于進一步推進  中小學創客教育發展的通知》川教函〔2018〕180號、《  教育廳關于做好中小學生課后服務工作的指導意見》川教〔2019〕11號、《關于面向中小學生的全國性競賽活動管理辦法(試行)的通知》(教基廳〔2018〕9號) 對機器人設計與制作、創客教育任務、課后興趣和社團活動、機器人課程、信息學及科技競賽等要求，我們特制定《中小學學校線上、線下虛實融合---人工智能機器人創客建設實施方案》。

一、指導思想

堅持以學習者為中心，樹立符合青少年個性化成長需要、符合學校特色創新需要、符合高校人才需要、符合時代發展趨勢的人才觀和課程觀，充分發揮機器人技術、網絡技術、信息技術的支撐作用，從虛實融合機器人創客空間、機器人創客課程、機器人創客活動、機器人創客師資、機器人創客文化等維度全面推進人工智能機器人創客教育，形成良好的機器人創客教育生態環境。

二、基本原則

人工智能機器人創客建設基本原則包括：

1、 凸顯信息化時代的教育理念：虛擬和實物融合，實現《教育信息化2.0》要求的人人皆創、處處能創、時時可創；

2、 體現教育變革的核心要求：開展跨學科steam教學創新；

3、 實現編程能力與學科學習能力同步提升；

4、 堅持產品+教學+賽事輔導+師資隊伍訓練相結合，確保機器人創客“建得起來、用得起來、拿出成績”；

5、 符合互聯網+教育的時代需求。

三、建設目標

通過人工智能機器人創客項目的實施，大力推動中小學學校各年級人工智能機器人創客教育。以人工智能機器人虛實融合創客空間為平臺，以社團和興趣班為載體，常態化開展人工智能機器人普及課程。在自愿的基礎上，以科技特長提升班為突破，實現有興趣、有基礎、有創意的人工智能中學生英才們得以有發揮的動力和出口。以校企合作為基礎，培養教師隊伍并可聯合開發校本課程。

1、總建設目標：

   打造中小學學校人工智能條件下的科技特長教育工程，開辟學生進入985、211高校的新途徑。

2、階段建設目標

（1） 第一學期：開啟中小學學校機器人課程興趣班/社團；校企合作開發中小學學校人工智能機器人教育校本教材。

（2） 第二學期：舉辦首屆中小學學校網絡虛擬機器人大賽；參加中小學電腦制作活動機器人競賽、CARC大賽、NOC大賽，提升獲獎數量和質量。培訓賽事輔導老師。

（3）  第三學期，NOIP周末提升班(NOIP在所有科技賽事中難度最大、最有認可度、最公平，需要從本校舉辦的網絡虛擬機器人大賽中選拔）常態化。

（4） 第四學期，NOIP周末提升班學生首次參加NOIP聯賽（熟悉規則、熟悉題型）。

說明：由于任何等級的NOIP獲獎者（包括未獲獎，但分數靠前的選手）都是所有學校特招的必搶對象，所以建議將NOIP作為持續訓練重點。

四、主要任務

1、做好人工智能機器人創客空間建設

人工智能機器人創客空間是激發學生創造力、滿足學生動手實踐、開發學生邏輯思維、立體空間感、形象思維，幫助學生將創意變為現實的場所，是人工智能創客教育的主陣地。

（1）、網絡3D機器人創客空間建設。網絡虛擬機器人3D創客平臺包括機器人概念設計、機器人外形設計、機器人搭建、機器人編程、機器人場景設計開發、機器人測試、機器人調試、機器人設計迭代，并且具有高度的仿真能力，能展現真實世界的物理規律，盡可能準確的將（STEAM）知識傳遞給使用者，是一個完整的虛擬機器人系統?？蓪崿F“人人皆創、處處能創、時時可創”的創客要求。

（2）、實體機器人創客空間建設。根據機器人創客的活動需求，空間的布局，包括： ①、機器人組裝區；②、機器人程序設計區；③、機器人測試區；④、機器人競賽區；⑤、學生作品展示區；⑥、網絡虛擬機器人設計區。

通過機器人創客空間，開展機器人社團和興趣班教學、人工智能跨學科STEAM校本課研究、青少年人工智能競賽輔導，可訓練青少年邏輯思維、形象思維、三維立體感、動手實踐能力、手腦協同性。

2、人工智能機器人教育能力的提升

（1）、機器人教育師資隊伍建設

機器人教育的難點和重點不是硬件和軟件，而是人工智能機器人教學體系的建設、是人工智能教師隊伍的培養。

培養中小學學校急需的人工智能機器人創客教育老師隊伍是保障人工智能機器人教育持續出成績的關鍵保障。重點包括：

①、教學訓練：備課、說課、上課、課后拓展訓練；

②、科技賽事訓練：如CARC、NOC賽事輔導培訓；

③、NOIP競賽輔導；

④、scratch、C++、C、python編程；

⑤、網絡虛擬機器人創客平臺；

（2）、 開展校企合作，提升學校人工智能整體建設

  中小學學校選擇具備人工智能網絡虛擬機器人、線下技術集成實體機器人開發設計、生產制造、教學教研、研學及運營的企業展開深度合作，主要包括：

①、機器人教育日常教學：社團和興趣班、本校年度網絡虛擬機器人大賽競賽；

②、機器人科技特長提升班：網絡虛擬機器人創客學習、線下實物機器人學習、C++ 基礎、計算機基礎，目的是通過學?？萍继亻L提升班，獲得省內外普通高中認可的賽事獎項。

③、機器人教研：開發具有本校特色的人工智能機器人教育校本教材。

④、創客平臺開發：開發具有中小學學校特色的“中小學學校網絡虛擬機器人創客云平臺”。

（四）加強課程規劃與建設

1.制定課程規劃

機器人創客按照國家指導方向和學科標準，根據學校實際的辦學基礎、創客文化、課程資源、學生成長等情況，科學合理地制定總體課程規劃方案，形成適合不同年齡階段，包括啟蒙、基礎、中級、高級階段的創客課程體系，形成課程主題、課程目標、課程重點和難點、課程內容、課程實施、課程評價在內的完整人工智能機器人創客教育體系。在學校課程體系中，創客課程既要有面向全體學生的普及型課程，也有滿足不同學生群體需求的提高型課程，要讓每一個學生擁有一門屬于自己的課程。

2. 創新課堂形態

用創客教育的理念和方式來改造日常的教育教學，結合steam課堂理念，形成新的教育模式，實現課堂形式的創新與轉變。以整合的課程體系和教學方式，融合 STEAM 教育的跨學科、趣味性、體驗性、情境性、協作性、設計性、藝術性、實踐性和技術性等核心特征，把創客教育課程體系滲透到各個學科的日常教學活動中去。

五、保障措施

1.加強人工智能教育組織建設

為確保機器人創客教育，有計劃、分步驟的推進和實施，建設合理的組織結構，明確工作部署，做好人工智能機器人創客校內外宣傳、建設、運行和維護，以確保任務的順利完成和建設目標的實現。

2. 整體中長期規劃、分步實施

人工智能機器人教育，在2017年國務院《新一代人工智能規劃》中才正式提出，成為人工智能基礎教育的重要保障。人工智能機器人創客教育是一個全新的、面向未來的創新教育模式。需避免重設備設施投入，輕課程體系建設和教師隊伍培養；重競賽活動，輕日?；A教學；不能一蹴而就，急功近利。中小學學校在考慮學?，F有基礎保障上，結合人工智能機器人教育的前瞻性及Steam的跨學科性，采取統一規劃，分步建設，逐步提升人工智能教育工程能力。

3、機器人創客建設技術保障

重慶希瑞迪科技有限公司（以下簡稱“希瑞迪”、英文“XRD”）：總部位于中國（重慶）兩江數字經濟產業園區9棟22樓，是重慶市規劃布局內人工智能試點創新企業。下設陜西、四川分公司。公司秉承”用愛做教育，用心做事業“的核心宗旨，專注于教育機器人、網絡虛擬3D機器人創客云平臺的開發、設計、集成、銷售及服務，智慧校園、人臉無感識別及平安校園-家?；尤f家校云平臺等智慧教育整體解決方案提供。

（1）、機器人創客建設：通過為K12中小學學生提供人工智能機器人STEAM編程教學，啟發和挖掘青少年的想象力、形象思維、邏輯思維和三維幾何空間感，促進青少年語文、數學、英語、物理學習能力，提升青少年進入一流中學、985/211高校的機會，糾正和避免青少年沉迷于游戲。

（2）、機器人教育成功基礎保障：