我國機(jī)器人教育的發(fā)展現(xiàn)狀與對策分析

摘?要：隨著機(jī)器人教育逐步深入到基礎(chǔ)教育中，其教育價值逐漸凸顯，相關(guān)研究呈現(xiàn)出快速發(fā)展態(tài)勢。通過分析我國機(jī)器人教育暴露出的重技術(shù)輕整合、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不足、設(shè)備成本高昂等問題，本文提出了革新機(jī)器人教學(xué)模式、采用開源機(jī)器人教學(xué)設(shè)備等可行對策。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人教育;現(xiàn)狀;對策

一、引言

2015年，習(xí)近平總書記在《致2015世界機(jī)器人大會賀信》中指出：“隨著信息化、工業(yè)化不斷融合，以機(jī)器人科技為代表的智能產(chǎn)業(yè)蓬勃興起，成為現(xiàn)時代科技創(chuàng)新的一個重要標(biāo)志”。近年來，隨著機(jī)器人教育逐步深入到基礎(chǔ)教育中，其教育價值逐漸凸顯。

二、我國機(jī)器人教育發(fā)展現(xiàn)狀

（一）我國機(jī)器人教育研究趨勢

我國對機(jī)器人教育的研究雖起步較晚，但呈現(xiàn)出了良好的發(fā)展態(tài)勢。在中國知網(wǎng)文獻(xiàn)庫中，從2000年至2019年的“機(jī)器人教育”文獻(xiàn)分布情況如圖1所示。

由圖1可知，我國從2000至2019年的機(jī)器人教育研究可分為三階段：2000～2004年為起步期，2005～2013年為發(fā)展期，2014～2019年為爆發(fā)期。隨著機(jī)器人教育的愈發(fā)火熱，越來越多的教育者認(rèn)識到機(jī)器人教育的必要性。2015年，鐘柏昌等[1]對參加全國中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)展評活動的教師代表進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，83.8%的教師認(rèn)為所有學(xué)生均有進(jìn)行機(jī)器人課程學(xué)習(xí)的必要。

（二）我國機(jī)器人教育存在的問題

隨著專委會于2012年將機(jī)器人課程納入《基礎(chǔ)教育信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2012版）》，教育部于2018年將開源硬件、機(jī)器人等課程列入高中新課標(biāo)選擇性必修課，各所學(xué)校開始逐漸開設(shè)機(jī)器人課程。在此過程中，由于鮮有教師采用項目教學(xué)法，學(xué)生普遍缺乏設(shè)計和工程思想，往往知其然而不知其所以然。此外，目前機(jī)器人課程仍以模仿和再現(xiàn)現(xiàn)有機(jī)器人為教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)內(nèi)容缺乏與相關(guān)學(xué)科知識的整合。雖然傳統(tǒng)教學(xué)法便于鞏固基礎(chǔ)知識，但因以下三點，教學(xué)效果差強人意：

第一，機(jī)器人教學(xué)過程中缺乏與其他學(xué)科知識乃至學(xué)科思想的融合。機(jī)器人作為綜合性很強的交叉學(xué)科，往往涉及到傳統(tǒng)科目的有關(guān)知識。舍棄這層聯(lián)系，過分強調(diào)對機(jī)器人本身的學(xué)習(xí)不利于學(xué)生建構(gòu)完整的知識體系。

第二，傳統(tǒng)的教學(xué)方法容易忽視學(xué)生的主體地位。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的參與度不高，不利于培養(yǎng)學(xué)生對學(xué)習(xí)機(jī)器人的興趣。

第三，機(jī)器人設(shè)備價格高昂。目前普遍采用的教育機(jī)器人主要由樂高、Makeblock等知名商家生產(chǎn)。高昂的價格，對學(xué)校和家長是一種現(xiàn)實的壓力。

二、我國機(jī)器人教育對策分析

（一）革新機(jī)器人教學(xué)模式

針對機(jī)器人教學(xué)中重技術(shù)輕整合的困境，劉瑋松等[2]從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)策略、教學(xué)評價等四個方面著手，探索STEAM教育理念與機(jī)器人教育的相互融合，為中小學(xué)機(jī)器人教育改革提供了一種思路。

相較于目前機(jī)器人課程常用的講授演示法和封閉式任務(wù)驅(qū)動法，鐘柏昌等[3]提出了一種趣味交互型教學(xué)法。它以開發(fā)有趣、好玩的機(jī)器人聯(lián)機(jī)交互系統(tǒng)為主要任務(wù)，并通過與項目教學(xué)法的結(jié)合，形成了一套趣味交互型教學(xué)模式。這種寓教于樂的教學(xué)方式，嘗試通過多種人機(jī)交互方式達(dá)到提高學(xué)生的課堂參與度、催生學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的目的。韓蕾[4]將這種教學(xué)方式應(yīng)用于實踐中，在激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、增強學(xué)習(xí)信心等方面取得了一定的成果。

綜上所述，以STEAM教育理念為導(dǎo)向，整合多學(xué)科知識內(nèi)容構(gòu)建機(jī)器人教育體系，輔之以學(xué)生為主體的項目式教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)設(shè)計與實施，可能是解決目前機(jī)器人教育困局的可行路徑之一。

（二）采用開源機(jī)器人教學(xué)設(shè)備

對機(jī)器人教育普及化起限制作用的另一重要因素是機(jī)器人設(shè)備高昂的價格。而今，以arduino、stm32為代表的開源機(jī)器人有望解決這一問題。首先，開源產(chǎn)品的價格普遍在一百元左右，比樂高機(jī)器人動輒上千的價格有明顯優(yōu)勢，利于學(xué)校和家長購置。其次，開源產(chǎn)品有著通用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，便于更廣泛地推廣。最后，“開源”體現(xiàn)的是共享精神，學(xué)習(xí)者可以通過論壇、網(wǎng)站等平臺與他人分享代碼和想法，達(dá)到互相學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步的目的，有利于培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。而隨著“開源硬件項目設(shè)計”模塊在2018年被納入高中新課標(biāo)的選擇性必修課程中，開源機(jī)器人的教學(xué)也獲得國家標(biāo)準(zhǔn)的支持，體現(xiàn)了信息技術(shù)的最新進(jìn)展。

三、結(jié)束語

目前，我國機(jī)器人教育在高速發(fā)展的同時也表現(xiàn)出了重技術(shù)輕整合、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不足、設(shè)備成本高昂等問題，而革新機(jī)器人教學(xué)模式、采用開源機(jī)器人教學(xué)設(shè)備等將有利于突破發(fā)展困境、推進(jìn)機(jī)器人教育的普及。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘柏昌，張祿. 我國中小學(xué)機(jī)器人教育的現(xiàn)狀調(diào)查與分析[J]. 中國電化教育，2015（7）.

[2]劉瑋松，劉海東，焦曉武，et al. 中學(xué)機(jī)器人教育與STEAM教育融合探索[J]. 中國教育技術(shù)裝備，2017，No.422（20）：16-18.

[3]鐘柏昌，韓蕾. 中小學(xué)機(jī)器人教育的核心理論研究——論趣味交互型教學(xué)模式[J]. 電化教育研究，2018，v.39;No.305（09）：90-97.

[4]韓蕾. GOMS在培養(yǎng)中學(xué)生開發(fā)趣味交互型機(jī)器人中的應(yīng)用研究[D]. 2017.

作者簡介：

夏揚（1990—），男（漢族），重慶人，碩士研究生，助教，研究方向為計算機(jī)教育