中小学学校虚拟、现实机器人创客解决方案

对一个国家来说，发展教育是重心，而基础教育又是重中之重。没有良好的基础教育，就难有有做为的基础研究，就难以在世界上占据核心地位。自2017年起，人工智能机器人编程教育成为智能教育的关键保障。

为贯彻落实国务院《新一代人工智能发展规划》 国发【2017】35号提出“实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育、建设人工智能学科、培养复合型人才，切实做好人工智能创客教育工作，结合教育部《中小学综合实践活动课程指导纲要》教材〔2017〕4号、《  关于进一步推进  中小学创客教育发展的通知》川教函〔2018〕180号、《  教育厅关于做好中小学生课后服务工作的指导意见》川教〔2019〕11号、《关于面向中小学生的全国性竞赛活动管理办法(试行)的通知》(教基厅〔2018〕9号) 对机器人设计与制作、创客教育任务、课后兴趣和社团活动、机器人课程、信息学及科技竞赛等要求，我们特制定《中小学学校线上、线下虚实融合---人工智能机器人创客建设实施方案》。

一、指导思想

坚持以学习者为中心，树立符合青少年个性化成长需要、符合学校特色创新需要、符合高校人才需要、符合时代发展趋势的人才观和课程观，充分发挥机器人技术、网络技术、信息技术的支撑作用，从虚实融合机器人创客空间、机器人创客课程、机器人创客活动、机器人创客师资、机器人创客文化等维度全面推进人工智能机器人创客教育，形成良好的机器人创客教育生态环境。

二、基本原则

人工智能机器人创客建设基本原则包括：

1、 凸显信息化时代的教育理念：虚拟和实物融合，实现《教育信息化2.0》要求的人人皆创、处处能创、时时可创；

2、 体现教育变革的核心要求：开展跨学科steam教学创新；

3、 实现编程能力与学科学习能力同步提升；

4、 坚持产品+教学+赛事辅导+师资队伍训练相结合，确保机器人创客“建得起来、用得起来、拿出成绩”；

5、 符合互联网+教育的时代需求。

三、建设目标

通过人工智能机器人创客项目的实施，大力推动中小学学校各年级人工智能机器人创客教育。以人工智能机器人虚实融合创客空间为平台，以社团和兴趣班为载体，常态化开展人工智能机器人普及课程。在自愿的基础上，以科技特长提升班为突破，实现有兴趣、有基础、有创意的人工智能中学生英才们得以有发挥的动力和出口。以校企合作为基础，培养教师队伍并可联合开发校本课程。

1、总建设目标：

   打造中小学学校人工智能条件下的科技特长教育工程，开辟学生进入985、211高校的新途径。

2、阶段建设目标

（1） 第一学期：开启中小学学校机器人课程兴趣班/社团；校企合作开发中小学学校人工智能机器人教育校本教材。

（2） 第二学期：举办首届中小学学校网络虚拟机器人大赛；参加中小学电脑制作活动机器人竞赛、CARC大赛、NOC大赛，提升获奖数量和质量。培训赛事辅导老师。

（3）  第三学期，NOIP周末提升班(NOIP在所有科技赛事中难度最大、最有认可度、最公平，需要从本校举办的网络虚拟机器人大赛中选拔）常态化。

（4） 第四学期，NOIP周末提升班学生首次参加NOIP联赛（熟悉规则、熟悉题型）。

说明：由于任何等级的NOIP获奖者（包括未获奖，但分数靠前的选手）都是所有学校特招的必抢对象，所以建议将NOIP作为持续训练重点。

四、主要任务

1、做好人工智能机器人创客空间建设

人工智能机器人创客空间是激发学生创造力、满足学生动手实践、开发学生逻辑思维、立体空间感、形象思维，帮助学生将创意变为现实的场所，是人工智能创客教育的主阵地。

（1）、网络3D机器人创客空间建设。网络虚拟机器人3D创客平台包括机器人概念设计、机器人外形设计、机器人搭建、机器人编程、机器人场景设计开发、机器人测试、机器人调试、机器人设计迭代，并且具有高度的仿真能力，能展现真实世界的物理规律，尽可能准确的将（STEAM）知识传递给使用者，是一个完整的虚拟机器人系统。可实现“人人皆创、处处能创、时时可创”的创客要求。

（2）、实体机器人创客空间建设。根据机器人创客的活动需求，空间的布局，包括： ①、机器人组装区；②、机器人程序设计区；③、机器人测试区；④、机器人竞赛区；⑤、学生作品展示区；⑥、网络虚拟机器人设计区。

通过机器人创客空间，开展机器人社团和兴趣班教学、人工智能跨学科STEAM校本课研究、青少年人工智能竞赛辅导，可训练青少年逻辑思维、形象思维、三维立体感、动手实践能力、手脑协同性。

2、人工智能机器人教育能力的提升

（1）、机器人教育师资队伍建设

机器人教育的难点和重点不是硬件和软件，而是人工智能机器人教学体系的建设、是人工智能教师队伍的培养。

培养中小学学校急需的人工智能机器人创客教育老师队伍是保障人工智能机器人教育持续出成绩的关键保障。重点包括：

①、教学训练：备课、说课、上课、课后拓展训练；

②、科技赛事训练：如CARC、NOC赛事辅导培训；

③、NOIP竞赛辅导；

④、scratch、C++、C、python编程；

⑤、网络虚拟机器人创客平台；

（2）、 开展校企合作，提升学校人工智能整体建设

  中小学学校选择具备人工智能网络虚拟机器人、线下技术集成实体机器人开发设计、生产制造、教学教研、研学及运营的企业展开深度合作，主要包括：

①、机器人教育日常教学：社团和兴趣班、本校年度网络虚拟机器人大赛竞赛；

②、机器人科技特长提升班：网络虚拟机器人创客学习、线下实物机器人学习、C++ 基础、计算机基础，目的是通过学校科技特长提升班，获得省内外普通高中认可的赛事奖项。

③、机器人教研：开发具有本校特色的人工智能机器人教育校本教材。

④、创客平台开发：开发具有中小学学校特色的“中小学学校网络虚拟机器人创客云平台”。

（四）加强课程规划与建设

1.制定课程规划

机器人创客按照国家指导方向和学科标准，根据学校实际的办学基础、创客文化、课程资源、学生成长等情况，科学合理地制定总体课程规划方案，形成适合不同年龄阶段，包括启蒙、基础、中级、高级阶段的创客课程体系，形成课程主题、课程目标、课程重点和难点、课程内容、课程实施、课程评价在内的完整人工智能机器人创客教育体系。在学校课程体系中，创客课程既要有面向全体学生的普及型课程，也有满足不同学生群体需求的提高型课程，要让每一个学生拥有一门属于自己的课程。

2. 创新课堂形态

用创客教育的理念和方式来改造日常的教育教学，结合steam课堂理念，形成新的教育模式，实现课堂形式的创新与转变。以整合的课程体系和教学方式，融合 STEAM 教育的跨学科、趣味性、体验性、情境性、协作性、设计性、艺术性、实践性和技术性等核心特征，把创客教育课程体系渗透到各个学科的日常教学活动中去。

五、保障措施

1.加强人工智能教育组织建设

为确保机器人创客教育，有计划、分步骤的推进和实施，建设合理的组织结构，明确工作部署，做好人工智能机器人创客校内外宣传、建设、运行和维护，以确保任务的顺利完成和建设目标的实现。

2. 整体中长期规划、分步实施

人工智能机器人教育，在2017年国务院《新一代人工智能规划》中才正式提出，成为人工智能基础教育的重要保障。人工智能机器人创客教育是一个全新的、面向未来的创新教育模式。需避免重设备设施投入，轻课程体系建设和教师队伍培养；重竞赛活动，轻日常基础教学；不能一蹴而就，急功近利。中小学学校在考虑学校现有基础保障上，结合人工智能机器人教育的前瞻性及Steam的跨学科性，采取统一规划，分步建设，逐步提升人工智能教育工程能力。

3、机器人创客建设技术保障

重庆希瑞迪科技有限公司（以下简称“希瑞迪”、英文“XRD”）：总部位于中国（重庆）两江数字经济产业园区9栋22楼，是重庆市规划布局内人工智能试点创新企业。下设陕西、四川分公司。公司秉承”用爱做教育，用心做事业“的核心宗旨，专注于教育机器人、网络虚拟3D机器人创客云平台的开发、设计、集成、销售及服务，智慧校园、人脸无感识别及平安校园-家校互动万家校云平台等智慧教育整体解决方案提供。

（1）、机器人创客建设：通过为K12中小学学生提供人工智能机器人STEAM编程教学，启发和挖掘青少年的想象力、形象思维、逻辑思维和三维几何空间感，促进青少年语文、数学、英语、物理学习能力，提升青少年进入一流中学、985/211高校的机会，纠正和避免青少年沉迷于游戏。

（2）、机器人教育成功基础保障：