STEM理念下機(jī)器人教育的啟示—以Robo Cup Junior比賽為例

周 倩，鄭 妍，楊 冬

陜西師范大學(xué)教育學(xué)院， 西安 710062

STEM (Science,Technology,Engineering,Mathe- matics，即科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué))教育源于美國(guó)，該理念主要是整合科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)4個(gè)學(xué)科的知識(shí)，進(jìn)而有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力、批判性思維等能力。同時(shí)，在學(xué)生的未來(lái)生活和工作中持續(xù)發(fā)揮積極的作用。1986年，美國(guó)國(guó)家科學(xué)委員會(huì)(NSB)發(fā)布了第一個(gè)關(guān)于STEM教育的指導(dǎo)性文件《本科科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》(Undergraduate Science Mathemat- ics and Engineering Education)。該報(bào)告在肯定STEM教育突出地位的基礎(chǔ)上，提出了關(guān)于STEM教育發(fā)展的指導(dǎo)性意見(jiàn)，這成為STEM教育的戰(zhàn)略性開(kāi)端[1]。2018年3月1日，美國(guó)發(fā)布的《美國(guó)機(jī)器智能?chē)?guó)家戰(zhàn)略》文件中提到，機(jī)器智能可以融入日常的課堂教學(xué)，為學(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)體驗(yàn)的機(jī)會(huì)，同時(shí)，也可以提升教師的教學(xué)效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。美國(guó)國(guó)家教育協(xié)會(huì)(NEA)已經(jīng)將機(jī)器人技術(shù)確定為提高學(xué)生對(duì)ST- EM興趣的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域[2]。由于機(jī)器人教育的兩大特點(diǎn)：實(shí)踐操作性較強(qiáng)和多學(xué)科的交叉融合性，因此，被認(rèn)為是整合STEM教育的一條有效途徑。機(jī)器人教育幫助教師將工程設(shè)計(jì)、科學(xué)的過(guò)程、技術(shù)的相關(guān)素養(yǎng)和數(shù)學(xué)放置在能與學(xué)生日常生活息息相關(guān)的情境中，因此，對(duì)于教育學(xué)者而言，具有較高的教育研究和實(shí)踐價(jià)值[3]。

自2003年以來(lái)，我國(guó)通過(guò)借助于機(jī)器人比賽來(lái)推動(dòng)機(jī)器人教育的發(fā)展，同時(shí)，積極參與并承辦國(guó)際機(jī)器人的相關(guān)比賽，如2006年在南寧舉行的國(guó)際機(jī)器人奧林匹克大賽，2008年在蘇州、2015年在合肥所舉辦的機(jī)器人大賽等。在國(guó)內(nèi)，面向中小學(xué)舉行機(jī)器人競(jìng)賽也受到了眾多學(xué)校的歡迎，例如：中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主辦的中國(guó)青少年機(jī)器人競(jìng)賽，設(shè)立了機(jī)器人綜合技能比賽、FLL機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽、VEX機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽、機(jī)器人創(chuàng)意比賽、WER工程挑戰(zhàn)賽等比賽項(xiàng)目[4]。較有影響力的國(guó)際比賽有“青少年機(jī)器人世界杯—Robo Cup Junior”“國(guó)際奧林匹克機(jī)器人大賽”“Bot Ball 國(guó)際機(jī)器人大賽”“VEX 機(jī)器人世界錦標(biāo)賽”“WER世界教育機(jī)器人大賽”。

文章通過(guò)對(duì)Robo Cup Junior(RCJ)比賽進(jìn)行介紹，結(jié)合比賽的特點(diǎn)，得到關(guān)于我國(guó)在學(xué)校開(kāi)展機(jī)器人比賽的四點(diǎn)啟示，以此來(lái)更好地促進(jìn)機(jī)器人教育和STEM的發(fā)展。

1 機(jī)器人教育概述

1.1 機(jī)器人教育的定義

機(jī)器人教育是指學(xué)習(xí)、利用機(jī)器人,優(yōu)化教育效果及師生勞動(dòng)方式的理論與實(shí)踐。該定義的英文表述為:Robot-Based Education is the Theory and Practice of Studying and Utilizing robots to Optimize the Effect of Education and the Way of Teachers' and Students' Work[5]。對(duì)上述定義的理解有兩個(gè)問(wèn)題需要注意：

一是機(jī)器人教育包含理論和實(shí)踐兩大領(lǐng)域。

二是機(jī)器人教育的目的包含兩個(gè)方面的內(nèi)容：其一優(yōu)化教學(xué)效果，即在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)較少的教育投入來(lái)獲得最大的教學(xué)效果。教育投入是指教與學(xué)所投入的時(shí)間、人力、物力和財(cái)力等；教學(xué)效果主要是指學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)，自身的知識(shí)獲取能力、對(duì)知識(shí)的建構(gòu)能力、情感態(tài)度和價(jià)值觀等方面均有提升。其二優(yōu)化教師和學(xué)習(xí)者的勞動(dòng)方式，即在教學(xué)過(guò)程中采用教育機(jī)器人能夠幫助教師有效地改善教學(xué)方式，同時(shí)減輕教師和學(xué)生的勞動(dòng)強(qiáng)度，以此來(lái)提高勞動(dòng)效率。

1.2 機(jī)器人教育的特點(diǎn)

1.2.1機(jī)器人教育的開(kāi)展途徑較為多樣機(jī)器人教育可以通過(guò)開(kāi)設(shè)相應(yīng)的機(jī)器人課程、參與機(jī)器人競(jìng)賽、參加機(jī)器人夏令營(yíng)等多種途徑展開(kāi)。尤其在美國(guó)，機(jī)器人教育的形式比較豐富，在中小學(xué)既可以作為機(jī)器人技術(shù)課程，也可以作為課外活動(dòng)，或者作為機(jī)器人夏令營(yíng)等。在高校中，機(jī)器人教育主要通過(guò)課程來(lái)開(kāi)展。

1.2.2機(jī)器人教育的課程體現(xiàn)了多學(xué)科的交叉融合機(jī)器人技術(shù)的先進(jìn)性和應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛性，同時(shí)，機(jī)器人教育融合了數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、藝術(shù)、工程等多學(xué)科知識(shí)，體現(xiàn)了多學(xué)科交叉融合的特點(diǎn)。

1.2.3機(jī)器人教育體現(xiàn)了“做中學(xué)”機(jī)器人的課程中都有實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生可以使用各種工具來(lái)組裝機(jī)器人，編寫(xiě)和調(diào)試機(jī)器人相關(guān)程序，不斷完善和改進(jìn)機(jī)器人。這一過(guò)程體現(xiàn)了做中學(xué)，有益于學(xué)生對(duì)機(jī)器人課程的學(xué)習(xí)，從而有助于機(jī)器人教育的開(kāi)展。

1.2.4機(jī)器人教育體現(xiàn)了學(xué)生的主體性機(jī)器人課程都是在教師的指導(dǎo)下，并且大部分都是以小組的形式開(kāi)展。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中充分體現(xiàn)了自身的主體地位。同時(shí)，學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中相互合作，編寫(xiě)和組裝機(jī)器人，在團(tuán)隊(duì)成員的相互作用下完成任務(wù)。學(xué)生的主體性較強(qiáng)，激起學(xué)生對(duì)機(jī)器人學(xué)習(xí)的興趣。

1.2.5機(jī)器人教育的評(píng)價(jià)方式不再單一，注重評(píng)價(jià)的多樣性機(jī)器人課程的評(píng)價(jià)更為多樣化，這能夠幫助教師全面了解學(xué)生知識(shí)的掌握情況，以及是否能夠?qū)χR(shí)進(jìn)行靈活的運(yùn)用。評(píng)價(jià)不僅僅只靠學(xué)生最終的成績(jī)，也依賴(lài)于學(xué)生項(xiàng)目的完成情況。同時(shí)，評(píng)價(jià)要注重學(xué)生自身的反思，讓學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)過(guò)程中，不斷思考自身獲得了哪些知識(shí)和學(xué)習(xí)過(guò)程中的不足之處，不斷地發(fā)展完善自己各方面的能力。

2 STEM視野下開(kāi)展機(jī)器人教育的必要性

2.1 滿(mǎn)足了STEM教育的需求

STEM的本質(zhì)即多學(xué)科交叉融合的教育，其對(duì)推進(jìn)教育教學(xué)改革具有重要作用。STEM教育的特點(diǎn)：第一，關(guān)注的是跨學(xué)科之間的相互融合；第二，關(guān)注現(xiàn)實(shí)生活與學(xué)習(xí)之間的聯(lián)系；第三，評(píng)價(jià)的方式主要是學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，而不是最終的考試成績(jī)。STEM提倡學(xué)生采用“做中學(xué)”的方式，即學(xué)習(xí)者通過(guò)親自動(dòng)手實(shí)踐，學(xué)習(xí)課程的相關(guān)知識(shí)。而機(jī)器人教育中包含了數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、工程、技術(shù)、藝術(shù)等多門(mén)學(xué)科的內(nèi)容，符合STEM的多學(xué)科交叉融合的教育教學(xué)理念。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)作為STEM教育的主要學(xué)習(xí)方式之一，在機(jī)器人教育中可以更好地應(yīng)用。

2.2 機(jī)器人教育與STEM教育的結(jié)合是必然

當(dāng)前國(guó)內(nèi)的應(yīng)試教育，在教師、家長(zhǎng)和學(xué)生看來(lái)仍是十分重要的。他們認(rèn)為機(jī)器人教育就是一項(xiàng)課外娛樂(lè)活動(dòng)，并不是一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科。此外，他們普遍認(rèn)為學(xué)生更應(yīng)該學(xué)習(xí)書(shū)本上的知識(shí)，而不應(yīng)該過(guò)多地參與這種課外娛樂(lè)活動(dòng)。這種想法也導(dǎo)致了機(jī)器人教育的開(kāi)展較為困難，無(wú)法使學(xué)生能夠按照自己的興趣參與活動(dòng)，從而無(wú)法激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力。STEM教育在教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)多學(xué)科進(jìn)行融合，同時(shí)，十分注重學(xué)生的主體地位。當(dāng)然在機(jī)器人教育中，教師通過(guò)運(yùn)用多方面的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)，在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生不僅僅能夠?qū)W習(xí)關(guān)于機(jī)器人的相關(guān)技術(shù)，同時(shí)可以通過(guò)團(tuán)隊(duì)協(xié)作，培養(yǎng)溝通協(xié)調(diào)能力、團(tuán)隊(duì)意識(shí)。在實(shí)際操作中培養(yǎng)自身的動(dòng)手能力和創(chuàng)造力。教育機(jī)器人屬于信息技術(shù)的前沿領(lǐng)域，機(jī)器人教育可以與STEM教育的理念契合，能夠充分將STEM教育的思想體現(xiàn)出來(lái)。因此，對(duì)于機(jī)器人課程的教學(xué)并不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單地傳授知識(shí)，而是能夠?qū)⒖茖W(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等科目有機(jī)地進(jìn)行整合，將實(shí)際生活中的問(wèn)題和所設(shè)計(jì)的機(jī)器人相聯(lián)系。在STEM視野下開(kāi)展機(jī)器人教學(xué)，能夠培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力。通過(guò)STEM和機(jī)器人教學(xué)的結(jié)合來(lái)打破上述的局面。通過(guò)這種方式幫助教師、家長(zhǎng)和學(xué)生更好地意識(shí)到機(jī)器人教育的重要作用，利用機(jī)器人更好地解決教育中存在的問(wèn)題。

3 RCJ比賽介紹

3.1 RCJ比賽

RCJ是一項(xiàng)國(guó)際教育機(jī)器人計(jì)劃。在2000年首次舉辦，旨在通過(guò)教育機(jī)器人競(jìng)賽促進(jìn)參賽學(xué)生對(duì)于STEM內(nèi)容以及相關(guān)技能的學(xué)習(xí)[6]。RCJ提供三種類(lèi)型的比賽：足球、救援和舞蹈(如圖1、圖2、圖3所示)。RCJ足球聯(lián)賽是在Robo Cup Major Soccer聯(lián)賽之后創(chuàng)建的，作為大聯(lián)盟足球聯(lián)賽的入門(mén)級(jí)別。機(jī)器人的大小類(lèi)似于小型聯(lián)盟機(jī)器人的大小。然而，RCJ足球通常會(huì)吸引男孩。近年來(lái)，世界錦標(biāo)賽中有幾支女子團(tuán)體參加比賽。RCJ Rescue聯(lián)盟受到主要救援聯(lián)盟的啟發(fā)，也被認(rèn)為是Major Rescue聯(lián)盟的入門(mén)級(jí)別。雖然最初RCJ救援一般吸引男孩，但近年來(lái)有更多女孩參與初級(jí)救援。相反，RCJ舞蹈聯(lián)盟，將藝術(shù)融入STEM，旨在吸引女孩進(jìn)入STEM。2013年，RCJ CoSpace機(jī)器人技術(shù)將虛擬模擬機(jī)器人技術(shù)與真實(shí)機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合，作為救援和舞蹈的子聯(lián)盟被引入。

圖1 足球比賽 圖2 救援比賽 圖3 舞蹈比賽

3.2 RCJ比賽的發(fā)展

第一屆RCJ比賽是在2000年墨爾本Robo Cup期間舉辦的，有來(lái)自3個(gè)國(guó)家的25支參賽隊(duì)伍，有3個(gè)挑戰(zhàn)(聯(lián)賽)—舞蹈、相撲和足球。第一屆RCJ比賽的成功促成了隨后的年度RCJ世界錦標(biāo)賽。2001年，RCJ世界錦標(biāo)賽在美國(guó)西雅圖舉行，來(lái)自4個(gè)國(guó)家(澳大利亞、德國(guó)、英國(guó)和美國(guó))的25個(gè)團(tuán)隊(duì)，104名學(xué)生和導(dǎo)師參加了會(huì)議。2001年，救援聯(lián)盟被引入取代相撲挑戰(zhàn)，形成目前的3個(gè)聯(lián)賽—足球、救援和舞蹈。自2000年以來(lái)，RCJ已成為世界各地許多國(guó)家學(xué)齡兒童的熱門(mén)教育活動(dòng)。近年來(lái)，有大約二三百支隊(duì)伍參加年度RCJ世界錦標(biāo)賽。2011年，年度RCJ世界錦標(biāo)賽在土耳其伊斯坦布爾舉行，共有251支隊(duì)伍，來(lái)自30個(gè)國(guó)家的955名學(xué)生參賽。2012年，自啟動(dòng)十年后，年度RCJ世界錦標(biāo)賽在墨西哥首都墨西哥城舉行。共有209支隊(duì)伍，來(lái)自27個(gè)國(guó)家的796名學(xué)生參賽。由于比賽場(chǎng)地的規(guī)模，參賽隊(duì)伍的數(shù)量每年都會(huì)隨RCJ而變化。但參與RCJ活動(dòng)的全球人口正在增長(zhǎng)，越來(lái)越多的國(guó)家愿意啟動(dòng)RCJ計(jì)劃。2013年，RCJ世界錦標(biāo)賽在荷蘭埃因霍溫舉行，共有206支隊(duì)伍，來(lái)自29個(gè)國(guó)家的907名學(xué)生參加。2014年，RCJ世界錦標(biāo)賽在巴西Jo?oPessoa舉行，共有197支隊(duì)伍，來(lái)自26個(gè)國(guó)家的778名學(xué)生參賽。目前，約有40個(gè)國(guó)家報(bào)告其參與RCJ比賽，比賽一直延續(xù)至今。

3.3 RCJ比賽的特色

RCJ有幾個(gè)關(guān)鍵因素，使其與其他教育機(jī)器人計(jì)劃不同：

①RCJ的游戲從上一年到下一年保持大致相同的目標(biāo)，提供一個(gè)支架式學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生在成長(zhǎng)、擴(kuò)展技能和知識(shí)時(shí)不斷開(kāi)發(fā)和完善他們的解決方案。

②相比競(jìng)爭(zhēng)而言RCJ更注重教育。雖然每年的比賽保持不變，但每年都會(huì)通過(guò)技術(shù)委員會(huì)成員之間的密集討論來(lái)改進(jìn)規(guī)則，不僅可以改善比賽本身，還可以提高參賽學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

③RCJ挑戰(zhàn)稱(chēng)為聯(lián)賽，使用學(xué)生熟悉的主題(足球、救援和舞蹈)以吸引和激勵(lì)他們進(jìn)入STEM，尤其是機(jī)器人技術(shù)。同時(shí)，RCJ對(duì)學(xué)生用于創(chuàng)建機(jī)器人項(xiàng)目的任何機(jī)器人平臺(tái)開(kāi)放。

4 RCJ比賽的意義

4.1 提高學(xué)生對(duì)STEM的興趣

RCJ比賽提供三種聯(lián)賽：足球、救援、舞蹈，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行搭建的過(guò)程中體現(xiàn)了工程學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科的結(jié)合，同時(shí)融入了舞蹈項(xiàng)目的比賽，體現(xiàn)了藝術(shù)的特色。2012年，Benitti F B V認(rèn)為可以通過(guò)使用機(jī)器人來(lái)幫助學(xué)生理解STEM領(lǐng)域相關(guān)的概念[7]。2015年，Eguchi和Amy對(duì)該比賽進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果表明教育機(jī)器人可以提高STEM學(xué)生的興趣。參賽學(xué)生在經(jīng)過(guò)比賽后對(duì)工程學(xué)的興趣大大提高。教育機(jī)器人競(jìng)賽提供的實(shí)踐、基于項(xiàng)目和目標(biāo)導(dǎo)向的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，對(duì)學(xué)生在STEM或STEM相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行進(jìn)一步探索的學(xué)習(xí)和動(dòng)機(jī)有著持久的影響，RCJ比賽致力于通過(guò)教育機(jī)器人技術(shù)在世界各地的學(xué)生中促進(jìn)STEM學(xué)習(xí)[6]。機(jī)器人在STEM教育中占據(jù)舉足輕重的地位，通過(guò)RCJ比賽有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)STEM,在比賽過(guò)程中培養(yǎng)對(duì)STEM的興趣。

4.2 培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)造能力和動(dòng)手能力

RCJ比賽采用基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)(project-based lea- rning，PBL)學(xué)習(xí)方法[8]。通過(guò)PBL使學(xué)生發(fā)展成為21世紀(jì)有效勞動(dòng)力所必需的能力，包括解決問(wèn)題、批判性思維[9]。在比賽的過(guò)程中，由學(xué)生決定使用什么來(lái)開(kāi)發(fā)他們的機(jī)器人創(chuàng)作，從機(jī)器人套件到最好的微控制器，電機(jī)，傳感器和其他部件，甚至是3D打印或激光切割的某些部件，均由學(xué)生自己來(lái)選擇。在這一過(guò)程中學(xué)生進(jìn)行大膽的構(gòu)想，通過(guò)運(yùn)用自己所學(xué)的知識(shí)和技術(shù)設(shè)計(jì)機(jī)器人，能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力。創(chuàng)作機(jī)器人的過(guò)程中，需要對(duì)機(jī)器人進(jìn)行組裝和測(cè)試，在該過(guò)程中，需要學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作，從而鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手操作能力。

4.3 培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)

RCJ比賽強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)的協(xié)作[10]。學(xué)生都是以團(tuán)隊(duì)的方式參加比賽，學(xué)生不是一個(gè)孤立的個(gè)體存在，需要他們?cè)谛〗M合作中不斷完成挑戰(zhàn)。在比賽過(guò)程中，不斷地更新接收同伴特有的觀點(diǎn)，培養(yǎng)了自身寬容、虛心接收他人觀點(diǎn)的能力。發(fā)揮團(tuán)隊(duì)精神、互補(bǔ)互助以達(dá)到團(tuán)隊(duì)最大工作效率的能力。對(duì)于團(tuán)隊(duì)的成員來(lái)說(shuō)，不僅要有個(gè)人能力，更需要有在不同的位置上各盡所能，與其他成員協(xié)調(diào)合作的能力。通過(guò)比賽的形式使得參賽學(xué)生能夠高度集中，與成員相互協(xié)作，通過(guò)不斷地與他人溝通交流，最終完成任務(wù)。

4.4 促進(jìn)學(xué)生文化之間的交流碰撞

RCJ比賽中，每個(gè)團(tuán)隊(duì)展示了將技術(shù)與藝術(shù)、音樂(lè)和文化相結(jié)合的獨(dú)特和創(chuàng)造性方式。有些團(tuán)隊(duì)遵循老故事，許多團(tuán)隊(duì)通過(guò)這種方式分享他們國(guó)家的文化[11]。在比賽的過(guò)程中也增加了趣味性，了解了不同國(guó)家的風(fēng)俗習(xí)慣、文化特點(diǎn)。通過(guò)分享各自國(guó)家的文化，有助于學(xué)生增強(qiáng)文化自信，也有利于了解不同國(guó)家的文化，使學(xué)生對(duì)文化差異形成一定的認(rèn)識(shí)。

5 對(duì)我國(guó)學(xué)校開(kāi)展機(jī)器人比賽的啟示

2014年，CJ Chan Jin Chung通過(guò)全球機(jī)器人藝術(shù)節(jié)(global robot art festival，GRAF)對(duì)參賽學(xué)生進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)將藝術(shù)與機(jī)器人技術(shù)結(jié)合起來(lái)是一種有效的實(shí)踐范例，在學(xué)習(xí)STEM課程和計(jì)算時(shí)，甚至可以帶來(lái)美麗、歡樂(lè)、樂(lè)趣和創(chuàng)造力。GRAF的目標(biāo)是讓學(xué)生通過(guò)對(duì)藝術(shù)的普遍興趣來(lái)追求他們對(duì)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的興趣[12]。結(jié)合“青少年機(jī)器人世界杯—Robo Cup Junior”比賽，可以發(fā)現(xiàn)機(jī)器人比賽對(duì)促進(jìn)STME教育具有重要意義。同時(shí)，國(guó)外正在嘗試將機(jī)器人應(yīng)用于STEM教育中，例如開(kāi)展機(jī)器人音樂(lè)營(yíng)[13]，將舞蹈機(jī)器人應(yīng)用于幼兒教育中[14]，以課外活動(dòng)的形式進(jìn)行機(jī)器人歌劇項(xiàng)目[15]等。筆者認(rèn)為，可以將機(jī)器人以機(jī)器人比賽的形式融入學(xué)校教育中。

學(xué)?？梢怨膭?lì)教師帶領(lǐng)學(xué)生積極參與機(jī)器人比賽。查閱相關(guān)機(jī)器人比賽的外文文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生通過(guò)比賽對(duì)STEM的興趣逐步增高，尤其是工程學(xué)方面。同時(shí)，在比賽過(guò)程中學(xué)生的一系列能力得到了提升，比如同伴之間的交流互助、創(chuàng)新能力、動(dòng)手操作能力等。因此，學(xué)校開(kāi)展機(jī)器人比賽對(duì)于機(jī)器人教育無(wú)疑是一條有益途徑，通過(guò)結(jié)合RCJ比賽自身的特色，可以對(duì)我國(guó)學(xué)校開(kāi)展機(jī)器人比賽提供相應(yīng)的指導(dǎo)，從而有助于我國(guó)STEM教育的發(fā)展。

5.1 比賽主題需貼合學(xué)生日常生活，以吸引和激勵(lì)他們進(jìn)入STEM

RCJ比賽選擇足球、救援和舞蹈3個(gè)主題，可以看出這些主題都和日常生活息息相關(guān)，只有從日常生活出發(fā)，才能激起學(xué)習(xí)者的興趣。國(guó)外學(xué)者通過(guò)對(duì)RCJ比賽調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)該比賽的主題能夠吸引和激勵(lì)學(xué)生進(jìn)入STEM學(xué)習(xí)。選擇好的比賽項(xiàng)目是比賽成功的前提，對(duì)激發(fā)學(xué)生的興趣有著重要意義。因此，對(duì)我國(guó)而言，在學(xué)校進(jìn)行機(jī)器人比賽也要充分考慮主題的選取是否與日常生活相關(guān)，同時(shí)，結(jié)合學(xué)校的實(shí)際情況選擇符合學(xué)校自身特色的比賽項(xiàng)目。

5.2 比賽主題要考慮學(xué)生的性別差異

主題的選擇也要考慮參賽學(xué)生的性別差異。RCJ比賽在前期并沒(méi)有“舞蹈”這一主題，導(dǎo)致進(jìn)行參賽者學(xué)生男生居多，女生偏少?？紤]到女生可能對(duì)于足球不感興趣，于是將“舞蹈”這一主題納入該比賽以吸引女生的興趣，之后參賽的女生數(shù)量逐漸增多。由此可以發(fā)現(xiàn)，主題選取要適宜于所有學(xué)生，照顧到每一位參賽學(xué)生。不僅要考慮男生的興趣愛(ài)好，也要明確了解女生的興趣愛(ài)好。學(xué)校開(kāi)展機(jī)器人比賽的目的在于提升學(xué)生對(duì)STEM的興趣，要考慮大多數(shù)人的需求，尊重性別的差異。在此基礎(chǔ)上選擇比賽的主題。

5.3 每年的比賽保持大致相同的目標(biāo)，但需不斷修改和完善比賽的規(guī)則

RCJ比賽雖然每年的比賽目標(biāo)大致相同，但是比賽的規(guī)則卻在不斷地改進(jìn)。大致相同的目標(biāo)可以使得之前參與比賽的學(xué)生有充足的時(shí)間不斷改進(jìn)參賽作品，不斷地學(xué)習(xí)和總結(jié)；同時(shí)，在比賽的推動(dòng)力下，學(xué)生的機(jī)器人技術(shù)水平進(jìn)一步提升。學(xué)生能夠在下一年比賽中，借助已有的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和技能，展示一個(gè)更加優(yōu)秀的作品。同時(shí)，比賽的規(guī)則需要相關(guān)負(fù)責(zé)人不斷進(jìn)行修改，使得整個(gè)機(jī)器人比賽項(xiàng)目不斷地完善。比賽的規(guī)則變化也極大地提高了學(xué)生的應(yīng)變能力，能夠使學(xué)生更加靈活地創(chuàng)作自己的參賽作品。當(dāng)然，最終的比賽作品是很重要的，而更加重要的是學(xué)生在完善作品的過(guò)程中能力得到提升。

5.4 建立關(guān)于機(jī)器人比賽的資源學(xué)習(xí)平臺(tái)

RCJ比賽對(duì)學(xué)生用于創(chuàng)建機(jī)器人項(xiàng)目的任何機(jī)器人平臺(tái)開(kāi)放。如果在學(xué)校開(kāi)展機(jī)器人比賽，想要達(dá)到學(xué)生在創(chuàng)建機(jī)器人項(xiàng)目時(shí)，任何機(jī)器人平臺(tái)都能夠開(kāi)放這一水平有較大的困難。但是，學(xué)?？梢越⒁粋€(gè)內(nèi)部關(guān)于機(jī)器人學(xué)習(xí)的網(wǎng)站，在網(wǎng)站中提供比較全面的資源供學(xué)生自主學(xué)習(xí)。當(dāng)學(xué)生遇到困難時(shí)，可以及時(shí)地解決自己的問(wèn)題，也可以及時(shí)與教師或其他學(xué)習(xí)者分享學(xué)習(xí)心得，促進(jìn)學(xué)習(xí)者自主探究的能力以及和同伴交流互動(dòng)的能力。豐富的資源能夠激發(fā)學(xué)生的求知欲，是學(xué)生在解決問(wèn)題的腳手架。

學(xué)校的機(jī)器人比賽在機(jī)器人教育中發(fā)揮著重要的作用。從2003年起，我國(guó)以機(jī)器人競(jìng)賽的形式推動(dòng)機(jī)器人教育的發(fā)展,雖然取得一定的成績(jī)，但是也存在一些問(wèn)題。該文主要根據(jù)RCJ比賽，得出在我國(guó)校園中開(kāi)展機(jī)器人比賽的幾點(diǎn)啟示，目的在于促進(jìn)機(jī)器人比賽在校園中更好的發(fā)展。同時(shí)，在學(xué)校開(kāi)展機(jī)器人教育可以通過(guò)開(kāi)設(shè)教育機(jī)器人課程和機(jī)器人競(jìng)賽結(jié)合的方式進(jìn)行，采用課堂授課和比賽的方式更能激發(fā)學(xué)生對(duì)機(jī)器人相關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)的興趣，以更好地促進(jìn)機(jī)器人教育和STEM的發(fā)展。