要点速览

• 南非基础教育部依托 CAPS 框架推出了独立的《编程与机器人》科目，覆盖基础阶段、中级阶段和高级阶段。
• 科目正在分阶段落地，各地推进并不均衡。很多学校是拿手头现有的设备和培训，先把其中一部分教起来。
• 这门课的重点不是昂贵的机器人，而是计算思维：规律、算法、调试和解决问题。
• 你完全可以先用不插电和离线活动把课上到对得上大纲，再随预算逐步添置硬件。
• 最大的缺口是教师的底气，而不是器材。一条清晰的进阶路径加上一点有章法的练习，比最新的主控板更管用。

如果你在南非的学校任教，《编程与机器人》多半已经出现在你的课表或备课文件里，而配套的指引又显得单薄。本文讲清楚这门课到底要求什么、落地推行的真实样貌，以及在器材室空空如也时，如何把课设计得依然对得上大纲。

《编程与机器人》到底是一门什么课

这门课被放进《课程与评估政策纲要》体系，也就是统辖南非其他科目的那套 CAPS 结构。它不等于某一种编程语言，也不绑定某个品牌的机器人。它是一组知识主线，在动手制作的同时培养计算思维。

根据学段不同，学生要学规律识别与问题解决、算法与编程、基础机器人技能，以及负责任地使用互联网和数字通信。课名里“机器人”三个字分量太重，把不少老师吓退了。实际上，相当一部分学习目标在教室里一台机器人都没有的情况下就能达成。要害在于思维：把问题拆成步骤、看出规律、写出一串清晰的指令，以及在它跑不通时把它修好。

它在各个学段的位置

这门课的设计是跟着学生一起长大的，同样的概念会以逐级加深的方式反复出现。

基础阶段（R 年级至 3 年级）

以不插电和游戏化为主。学生排列步骤顺序、识别并延续规律、发出并执行指令，做一些简单的方向练习。很多时候根本不用屏幕。在地上用胶带贴一个方格阵，再配一套箭头卡片，就能覆盖相当多的内容。

中级阶段（4 年级至 6 年级）

图形化积木编程开始出现，算法变得更有结构，学生第一次动手接触机器人。到这个阶段，共用的设备或一小批器材包才真正开始派上用场。

高级阶段（7 年级至 9 年级）

更正式的编程概念、传感器与输入，以及把硬件和代码结合起来的项目。学生要规划、搭建并调试一个“会有行为”的作品，而不只是一段能跑起来的程序。

推行的真实情况

老实说，这门课是分阶段推进的，各校的实际体验差别极大。有些学校设备机房齐全、师资也受过培训。更多学校则是照着一份打印出来的政策文件在教，用的是共用电脑，或者是到货了却没配培训的硬件。各省、各学区、各学校所处的进度相差很远，对一门这么新的科目来说，这很正常。

由此可以得出两点。第一，不要拿一所装备齐全的示范校来衡量自己的课程。一节组织得好、命中主线目标的不插电课，就是实实在在的课程实施。第二，要为政策与资源之间的落差做好打算，因为对多数学校来说，那道落差就是你上课时所处的现实。

多数学校都会撞上的资源缺口

有四类约束反复出现，而每一类都有可行的应对办法。

• 设备。电脑或平板很少能做到人手一台。从一开始就按共用来规划：每台设备两到三名学生，并且分工明确，别让谁闲坐着。
• 网络。流量和带宽既贵又不稳定。优先选择能离线运行的工具和活动，需要的东西在课前下好，而不是上课时现下。
• 轮流停电。一节既靠市电又靠在线网络的课，在最糟糕的日子里必然泡汤。给每一节用电的课都准备一个不插电的备选方案，并且优先选择可以隔夜充电、靠电池供电的硬件。
• 教师的时间与底气。这是最大的一条，而且买更多硬件解决不了。不少被安排来教这门课的老师，当初并没有受过相关训练。一条简短、有章法、照着走就行的进阶路径，胜过一堆没有计划的器材。

没有齐备器材，怎么把课对上大纲

一套经得起检查、对得上大纲的课程，是可以分步搭起来的。诀窍是先从思维入手，只在技术确实值得出场的地方才把它加进来。

1. 从不插电开始。排序游戏、由一名学生一步步给另一名学生下指令的“人形机器人”活动，以及规律练习，都能直接对应到算法与问题解决这两条主线。不需要用电。
2. 把每个活动都挂到一条主线上。上课之前，先写下这节课服务的是哪一项学习目标。这样一来，一个好玩的活动就变成了评审核查时你能拿得出手的证据。
3. 过渡到共用设备上的图形化积木编程。学生一旦能在纸上规划出一段流程，共用电脑上的一款免费积木编辑器就能让他们把同一套思路在屏幕上搭出来、调通。
4. 硬件最后加，而且要共用。一台放在实物投影下的机器人，或者几套器材轮流使用的工作站，就足以引入传感器和物理输出。教机器人并不需要一人一台机器人。
5. 维护一条持续的进阶路径。同一个概念，每学期以更深的层次再走一遍，正是 CAPS 的基本思路。一张按学期排布的简单地图，比任何一节单课都更有价值。

怎么起步：三个不加修饰的选项

多数学校最终会落在三个起点之一。没有哪一个是错的，它们只是适配不同的预算和准备程度。下表列出各自的取舍，好让你是主动选的，而不是稀里糊涂默认了一个。

路线	你需要什么	优势	老实说的取舍
只做不插电	打印卡片、地面方格阵、练习纸	几乎零成本，不怕轮流停电，能覆盖基础阶段和中级阶段前段的大量目标	够不到硬件和传感器方面的目标；如果整门课都这样，会显得重复
共用设备或电脑机房	几台电脑或平板、一款免费积木编辑器、离线课件文件	能引入真正的编程和调试；每台设备两到三名学生效果不错	依赖供电和设备完好；停电的日子需要备选方案
一整班的机器人器材包	一批轮流使用的器材包、固定的充电流程、备件预算	覆盖面最全，包括传感器和实物项目；学生投入度高	成本和备课量最高；备件与损耗要按器材成本的百分之十到十五来留预算

一条常见又合理的路子是三者并行：低年级和停电的日子用不插电，积木编程放在共用机房，高年级配一小批轮流使用的器材包。

把教师的底气建起来

因为这门课是新的，提升教学质量最快的办法通常是投资讲台前的那个人，而不是器材室。有章法的教师支持、一条已经跑通的进阶路径，以及在面对三十名学生之前先自己演练一遍活动的机会，比多进一箱硬件更管用。

这正是外部项目能帮上忙的地方。我们的学院做的就是这类进阶路径，面向学生也面向教师；假期工作坊则是一种压力不大的方式，让老师在把内容搬进自己课堂之前，先完整看一遍一整套流程是怎么跑完的。真到了上硬件的阶段，sheenbot∞ 主控板的设计就是面向新手、可以离线运行的，这一点在轮流停电的日子里很关键；完整器材包可以在商店购买。不管你选哪种工具，有一条不偏袒厂商的建议要放在最前面：挑那种开机快、摔得住、不联网也能用的硬件。

结论

CAPS 的《编程与机器人》比它的名字要好接近得多。它是一门带着动手尾巴的计算思维课，在全国范围内推进得并不均衡，而它回报的是那些从清晰思路而非昂贵器材起步的老师。把活动挂到主线上，为不顺的日子留一个不插电的备选方案，有意识地安排设备共用，只在硬件能打开你否则够不到的目标时才把它加进来。做到这些，不论预算什么样，你都是在踏踏实实地实施这门课程。

常见问题

教《编程与机器人》一定要有机器人吗？

不用。相当一部分学习目标——尤其是基础阶段和中级阶段前段的目标——通过不插电的排序、规律和问题解决活动就能达成。硬件是到了高年级、涉及传感器和实物项目的目标时才变得有用，而且即便到那时，一小批共用器材也就够了。

这门课覆盖哪些年级？

它的设计横跨基础阶段（R 年级至 3 年级）、中级阶段（4 年级至 6 年级）和高级阶段（7 年级至 9 年级），同一批核心概念会随着年级上升以逐级加深的方式反复出现。

在轮流停电、网络又差的情况下怎么教？

优先用离线工具，课件文件提前下载好。给每一节用电的课都准备一个不插电版本，这样停一次电不至于赔掉一节课；硬件上优先选可以隔夜充电、靠电池供电的，而不是必须一直接市电的设备。

一整班的器材，学校该留多少预算？

与其追求人手一台，不如按每套器材两到三名学生、工作站轮换来规划，数量会大幅下降。在器材成本之外，再按百分之十到十五留出一笔钱，用于全年的备件、线材和损坏更换——天天被共用的硬件一定会用上。

教师去哪里接受培训，或者先试一试？

有章法的教师支持和一条已经跑通的进阶路径，比多买硬件更有帮助。一门短课程、一次假期工作坊，或者一节体验课，都能让你在把一整个学期的课押上去之前，先完整体验一遍。你也可以在我们的新闻中心跟进各类实操记录。