中學(xué)機(jī)器人教育現(xiàn)狀研究

王家勝

摘 要： 隨著信息技術(shù)快速發(fā)展，當(dāng)前的機(jī)器人技術(shù)日新月異，機(jī)器人也必然會引起下一次的技術(shù)革命。為了可以使我國在機(jī)器人競爭中獲得有利地位，我們需要進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)器人教育尤其是加強(qiáng)基礎(chǔ)教育，從中學(xué)開始做好機(jī)器人的教育工作。文章以此為分析對象，首先介紹了機(jī)器人教育概述，接著分析了影響中學(xué)機(jī)器人教育發(fā)展的要素，最后論述了推進(jìn)中學(xué)機(jī)器人教育發(fā)展的建議，以便可以更好的做好中學(xué)機(jī)器人的教育工作，促進(jìn)中學(xué)機(jī)器人教育事業(yè)向前發(fā)展。

關(guān)鍵詞： 機(jī)器人;教育;發(fā)展

近些年來，隨著信息技術(shù)快速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)獲得突飛猛進(jìn)的進(jìn)步。在2014年，我國就已經(jīng)把機(jī)器人產(chǎn)業(yè)作為未來發(fā)展的一個(gè)重要方向，因?yàn)闄C(jī)器人的革命可能會是下一次工業(yè)革命的切入點(diǎn)，因此盡快發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)有助于在工業(yè)革命中把握主動權(quán)，有助于提高我國的競爭力。在2019年的5月份，習(xí)近平總書記在國際人工智能大會上提到，人工智能與教育結(jié)合將會培養(yǎng)出更多創(chuàng)新型人才。機(jī)器人教育屬于人工智能教育的一個(gè)重要方向，符合當(dāng)前我國人才發(fā)展需求，同時(shí)也可以適應(yīng)當(dāng)前國情發(fā)展需求。

1 機(jī)器人教育的概述

機(jī)器人是人類社會發(fā)展到一定階段的重要產(chǎn)物，當(dāng)前人類社會對于機(jī)器人的定義也并不相同，不同學(xué)者對于機(jī)器人有不同見解。一些學(xué)者認(rèn)為，機(jī)器人主要是指在動作和認(rèn)知方面與人類具有相類似功能的物體。還有一些學(xué)者認(rèn)為，機(jī)器人主要是為了完成特定任務(wù)而編制的專門系統(tǒng)物體。本文認(rèn)為，機(jī)器人主要是為了幫助人類完成相對復(fù)雜或者難以做到任務(wù)而設(shè)計(jì)出來的專門系統(tǒng)，機(jī)器人一般包含有執(zhí)行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)組成。機(jī)器人的教育主要包含有學(xué)科教育、輔助教育等等，本文所探討的機(jī)器人教育主要是為了讓學(xué)生們了解機(jī)器人的相關(guān)知識。

2 影響中學(xué)機(jī)器人教育發(fā)展的要素

2.1 社會發(fā)展需求

第一，社會發(fā)展需求。教育是一個(gè)國家發(fā)展的重要根基，教育對于整個(gè)社會發(fā)展也起到了至關(guān)重要的作用。當(dāng)前，隨著人工智能技術(shù)快速發(fā)展，5G技術(shù)也已經(jīng)悄然進(jìn)入人們的生活。但是，當(dāng)前智能社會中的高科技人才卻出現(xiàn)了供不應(yīng)求的現(xiàn)象，機(jī)器人人才不足就是最為重要的體現(xiàn)。目前，國家也出臺了很多政策來進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)器人人才培養(yǎng)，所以機(jī)器人教育也會隨著當(dāng)前社會需求不斷增加而炙手可熱，有助于推動機(jī)器人教育又好又快的發(fā)展。

第二，區(qū)域經(jīng)濟(jì)影響。在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程之中，區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展會對本地教育事業(yè)產(chǎn)生直接影響，也會改變?nèi)藗儗τ诮逃^念。在我國一二線城市，由于資金設(shè)備非常充裕，教育理念也會非常先進(jìn)，人們也更加重視師資團(tuán)隊(duì)建設(shè)，同時(shí)也會注重學(xué)生們創(chuàng)新能力培養(yǎng)，注重產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。對于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的地區(qū)來說，由于當(dāng)?shù)刭Y金設(shè)備相對匱乏，對于機(jī)器人教育常常只會以競賽活動為主，通過競賽來進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)器人教育，這種方式主要是為了可以推廣機(jī)器人的教育理念，可以幫助教師和學(xué)生多接觸機(jī)器人教育，進(jìn)而通過以點(diǎn)帶面的方式推動當(dāng)?shù)貦C(jī)器人教育事業(yè)向前發(fā)展。因此，經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不同也會間接影響到當(dāng)?shù)氐臋C(jī)器人教育發(fā)展現(xiàn)狀，會影響到教育的形式以及教育的內(nèi)容。

2.2 師資隊(duì)伍的建設(shè)

第一，師資隊(duì)伍政策?？茖W(xué)有效政策對于機(jī)器人教師隊(duì)伍發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。在2019年召開的兩會之中，一些代表提出需要進(jìn)一步加大教育的自主權(quán)，需要建立起動態(tài)的教育編制體制。在我國當(dāng)前教育編制之中，教育編制往往優(yōu)先滿足文化課學(xué)科，對于體育、科學(xué)以及信息技術(shù)等學(xué)科教師編制常常并不重視，這也使得從事這些學(xué)科教育的老師工作積極性不高，或者是從事這方面教育的老師數(shù)量非常少，因此政策制定也將會直接關(guān)系到機(jī)器人師資隊(duì)伍的建設(shè)，最終也會關(guān)系到中學(xué)生機(jī)器人教育的質(zhì)量。

第二，教師本人的專業(yè)化程度。機(jī)器人教育對于教師具有較高要求，最主要是由于機(jī)器人教育本身是一個(gè)綜合性學(xué)科，涉及到工程知識、數(shù)學(xué)知識、生物知識、物理知識等各方面的知識，所以對于教師的專業(yè)化程度要求非常高。教師的專業(yè)化程度越高對于機(jī)器人教育的發(fā)展也越有利，這個(gè)要求教師不僅僅擁有豐富的理論知識，同時(shí)擁有良好的實(shí)踐操作能力。

2.3 教學(xué)資源

第一，教學(xué)資源來源。在當(dāng)前中學(xué)機(jī)器人教育之中，教育大部分都是以動手操作為主，因此需要學(xué)校提供足夠教學(xué)場所和教學(xué)器材，但是由于機(jī)器人教學(xué)器材普遍非常昂貴，有些學(xué)校難以投入大量資金進(jìn)行購買。所以，很多中學(xué)在機(jī)器人教育方面教學(xué)器材都非常匱乏。在這種情形之下，學(xué)校機(jī)器人器材往往來源非常廣泛，有來自于企業(yè)捐贈，也有來自于學(xué)校購買的器材，但是學(xué)校購買的器材大部分都是一些零部件，學(xué)校很少會整套的進(jìn)行購買。

第二，教學(xué)資源種類。目前，很多中學(xué)的機(jī)器人教育采用的教學(xué)形式都是以社團(tuán)活動為主，還有些學(xué)校會采用競賽模式，有的則是以信息技術(shù)課程來進(jìn)行教學(xué)，很少出現(xiàn)專門的機(jī)器人課程形式，同時(shí)也沒有相應(yīng)的教材予以輔助，這也導(dǎo)致了中學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)器人相關(guān)知識之時(shí)理論知識普遍薄弱，對于學(xué)習(xí)更高難度的機(jī)器人知識沒有足夠的知識儲備。

2.4 教育評價(jià)

第一，評價(jià)內(nèi)容。評價(jià)內(nèi)容主要包含有對于教學(xué)管理評價(jià)，對教學(xué)評價(jià)、對教師評價(jià)等等。從不同角度進(jìn)行評價(jià)，所得到的結(jié)果完全不同。因此，在進(jìn)行教育評價(jià)之時(shí)需要根據(jù)評價(jià)對象不同制定不同評價(jià)體系， 機(jī)器人教育在理論和實(shí)踐方面都取得了不足成績，如果沒有完善評價(jià)體系就無法判斷機(jī)器人教育的教育效果，也很難從客觀角度來體現(xiàn)機(jī)器人教育的優(yōu)越性。

第二，評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。由于當(dāng)前我國并沒有統(tǒng)一的機(jī)器人教育評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，所以對于機(jī)器人的教育活動常常就出現(xiàn)了很多不同的標(biāo)準(zhǔn)，最為顯著的就是在當(dāng)前的中學(xué)機(jī)器人競賽活動之中，舉辦方往往會提出各種各樣的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行比賽，這也導(dǎo)致了當(dāng)前的機(jī)器人教育評價(jià)體系的混亂，不利于機(jī)器人教育的長遠(yuǎn)發(fā)展。

3 推進(jìn)中學(xué)機(jī)器人教育的建議

3.1 建立完善的中學(xué)機(jī)器人教育的生態(tài)系統(tǒng)

生態(tài)系統(tǒng)主要是指在一定環(huán)境之下，生物群落與周邊環(huán)境之間所形成的整體關(guān)系。教育生態(tài)系統(tǒng)主要是指教育類的各個(gè)生態(tài)要素之間所形成關(guān)聯(lián)性，它是一個(gè)動態(tài)整體，機(jī)器人教育需要實(shí)現(xiàn)教育生態(tài)系統(tǒng)的重構(gòu)。為了可以加強(qiáng)中學(xué)機(jī)器人教育生態(tài)系統(tǒng)，中學(xué)需要從機(jī)器人教育整體出發(fā)，需要政府部門給予更多政策支撐。例如，在推動機(jī)器人教育向前發(fā)展的方向上，國家教育部門需要更多的政策支持，通過以點(diǎn)帶面的方式來更好的指導(dǎo)中學(xué)機(jī)器人教育事業(yè)向前發(fā)展。與此同時(shí)，中學(xué)也需要與大學(xué)進(jìn)行溝通協(xié)作，需要與社會企業(yè)進(jìn)行對接，這樣才能獲得更多的資源來進(jìn)一步供養(yǎng)中學(xué)的基礎(chǔ)教育，以便可以更好的推動中學(xué)機(jī)器人教育體系的完善。

3.2 加快機(jī)器人教育師資隊(duì)伍建設(shè)

第一，從政策層面進(jìn)一步加大對于中學(xué)教師隊(duì)伍的培養(yǎng)。目前，我國中學(xué)教育中機(jī)器人教師不足的一個(gè)很重要原因就在于政策支持力度不夠，因此需要從國家的角度進(jìn)行政策扶持，確保中學(xué)機(jī)器人教師在數(shù)量和質(zhì)量上都可以滿足當(dāng)前的教學(xué)需求。

第二，進(jìn)一步加大培訓(xùn)力度。培訓(xùn)的目標(biāo)是為了可以更好的提高中學(xué)機(jī)器人教師的專業(yè)素養(yǎng)，同時(shí)也可以進(jìn)一步增加中學(xué)機(jī)器人教師的意識，不斷提高中學(xué)機(jī)器人教師的綜合素養(yǎng)。對于任何一名機(jī)器人教師來說，教師都需要掌握足夠的綜合知識，例如硬件知識、編程知識和機(jī)器人各個(gè)器件的功能知識，同時(shí)還需要明確教學(xué)目標(biāo)，可以選擇適合教學(xué)的各項(xiàng)方法，具備一定的獨(dú)立科研能力，這些都可以通過培訓(xùn)來完成。為此學(xué)?？梢越M織教師，充分利用寒暑假的時(shí)間進(jìn)行培訓(xùn)，還可以與高校形成對接幫扶機(jī)制，由高校的教授對中學(xué)的教師進(jìn)行培訓(xùn)，進(jìn)一步提高中學(xué)教師在機(jī)器人方面的綜合能力。

3.3 注重教學(xué)資源的開發(fā)

第一，進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)器人教材的研發(fā)。教材是教師進(jìn)行次傳授的重要依據(jù)，對于機(jī)器人的教育發(fā)展具有非常重要的意義，到目前為止，我國并沒有出臺一部全國統(tǒng)一的中學(xué)機(jī)器人教育通用材料，大部分的教師所使用的材料都是自我組建的材料或者是學(xué)校單獨(dú)編制的材料。因此，為了可以更好的普及中學(xué)機(jī)器人教育，我們需要進(jìn)一步完善當(dāng)前的機(jī)器人教學(xué)材料的編寫，可以由全國知名的機(jī)器人大家進(jìn)行機(jī)器人的材料編寫，材料編寫需要符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，可以將人工智能知識和編程知識都納入到中學(xué)機(jī)器人制材料之中。

第二，設(shè)置相關(guān)的課程。在當(dāng)前的中學(xué)機(jī)器人教育之中，中學(xué)機(jī)器人的教育大致可以分成多種，例如信息化課程教育、課外實(shí)踐課程教育、社團(tuán)活動教育、機(jī)器人比賽教育等等。為了可以更好的提高機(jī)器人教育的質(zhì)量，可以在中學(xué)就開設(shè)編程課程，最大限度的激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)潛能，提高學(xué)生們對于機(jī)器人的認(rèn)知。

3.3 構(gòu)建科學(xué)的機(jī)器人教育評價(jià)體系

在教學(xué)過程之中，有效評價(jià)方式有助于提高教師教學(xué)水平，同時(shí)也可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。科學(xué)有效的評價(jià)體系可以提高機(jī)器人教育的質(zhì)量，同時(shí)也是機(jī)器人教育的有效機(jī)制保障，有助于進(jìn)一步提高人才培育的質(zhì)量。

第一，需要制定出科學(xué)有效的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。有效的教育評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)需要從政府的教育管理、教育投入、師資建設(shè)、學(xué)校辦學(xué)水平等方面都需要進(jìn)行評價(jià)。除了教育主管及評價(jià)之外，還可以邀請社會中介第三方參與到評價(jià)之中，同時(shí)還可以借助互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析，從而可以使得教育決策部門做好教學(xué)部署和決策，進(jìn)一步完善評價(jià)機(jī)制。

第二，采用多元化評價(jià)方式。盡管當(dāng)前機(jī)器人教育依舊存在很多問題，但是由于機(jī)器人教育正處于發(fā)展階段，因此需要進(jìn)一步鼓勵(lì)任何與機(jī)器人教育有關(guān)的活動，在評價(jià)方式方面也可以采用多元化的評價(jià)方式。目前對于中學(xué)機(jī)器人的評價(jià)方式主要包含有競賽評價(jià)以及機(jī)器人等級考試評價(jià)等等，但是由于主辦方不同，因此評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也不同，全國的機(jī)器人等級考試主要是以理論和實(shí)踐兩部分組成，與其相對應(yīng)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也質(zhì)量不同。

第三，針對不同的評價(jià)對象采用不同的評價(jià)體系。在進(jìn)行機(jī)器人教育之前必須對學(xué)生進(jìn)行診斷性的評價(jià)，由于機(jī)器人教育是理論與實(shí)踐相結(jié)合的教育，更加注重學(xué)生們的創(chuàng)新和動手實(shí)踐能力。因此，學(xué)生評價(jià)就是學(xué)生對自己所學(xué)習(xí)的內(nèi)容狀況進(jìn)行評價(jià)。對于教師教學(xué)效果的評價(jià)可以學(xué)生們在學(xué)習(xí)之后是否能夠獨(dú)立完成任務(wù)作為標(biāo)準(zhǔn)，在教材評價(jià)方面可以借鑒當(dāng)前的電子教材評價(jià)體系，分別制定多個(gè)不同的指標(biāo)，細(xì)化每一個(gè)指標(biāo)所包含的具體內(nèi)容。

4 結(jié)語

綜上所述，為了可以更好的提高中學(xué)機(jī)器人教育質(zhì)量，我們可以建立起完善的中學(xué)機(jī)器人教育生態(tài)系統(tǒng)，同時(shí)需要不斷加快機(jī)器人教育師資隊(duì)伍的建設(shè)，注重教育資源的開發(fā)，構(gòu)建出完善的教學(xué)評價(jià)體系，以便可以更好的促進(jìn)中學(xué)機(jī)器人教育上一個(gè)新臺階。

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