教育机器人进入规范化时代
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作者:唐任
2019年11月15日，全国教育娱乐机器人标准工作组在重庆举行标准启动会，正式启动国家推荐性标准——《娱乐机器人安全要求及测试方法》及全国教育娱乐机器人团体标准。在刚刚过去的一年中，从上海到新疆，国内多省市举办由不同主办方组织的教育机器人比赛。在国家指导层面，教育机器人已进入学校规范化时代，机器人课程进入中小学并形成体系的时期已经成熟。
教育机器人已有长足发展
教育机器人（Robot-Based Education，
又名教学机器人），使用目的是激发学生学习兴趣、培养综合能力。目前，我国企业生产教育机器人已成批量生产。
机器人教学上，从国际公认的角度，机器人教育主要体现在机器人学科教学;机器人辅助教育，又可细分为：机器人辅助教学、机器人管理教学、机器人辅助测试、机器人辅助学习、机器人代理（师生）事务;机器人与传统学科相互渗透。
教育机器人分为面向大学的学习型机器人，面向中小学的比赛型机器人。学习型机器人提供多种编程平台，并能够允许用户自由拆卸和组合，允许用户自行设计某些部件;比赛型机器人一般提供一些标准的器件和程序，只能够进行少量的改动，适用于初学爱好者使用，也可参加各种竞赛。教育机器人多用于教学。
联合国教科文组织亚太教育局信息技术部主任、全国中小学计算机教育研究中心主任、全国“中小学机器人实验”项目发起人苗逢春表示：机器人教学正在进入中小学信息技术课程体系。机器人教学集中承载中小学信息技术教育的诸多核心价值。中小学机器人教学是最具持续发展潜力的中小学信息技术领域之一。推广教育机器人对中小学信息技术教育的发展具有历史意义。
国内已有一些企业可以生产教育机器人或提供教学平台运营。不同种类的进口和国产教育机器人不断涌现，如Smart Car、SUUNY618、博思威科教育机器人等均已投入市场。
教育机器人虽然已经有了一定普及，但是对于广大的机器人爱好者来说，这并不是他们的首选。他们喜欢自己选择零件，自己设计电路板，自己编写程序，从头到尾自己搞出一套机器人来。
以一款网龙教育机器人STEAM教育解决方案为例。该教学平台是以“让孩子们创造自己的人工智能”为主题的STEAM教育解决方案。平台设计了AI+教育工具，由人工智能担任主讲教师，通过机器人、电脑屏幕等多种界面，对学生进行教学。除了AI教育机器人外，网龙还研发了101教育PPT-AI助教，它拥有李白、阿基米德、拿破仑等千变万化的“人设”，学生能够与AI助教直接对话。
在AI+教学资源方面，网龙聚合AI、3D等技术，研发了3D电子课本，它是集阅读、释义、评测、互动于一体的数字化课本，搭载了趣味的AI NPC形象，独创自学模式和学习系统，帮助学生自主学习。学生可以直接与电子课本中的人物、动物等进行对话，AI技术，实现课本与学生之间的互动学习。
国家有引导，比赛有规则
新加坡国立教育学院和乐高教育部，于2006年6月在新加坡举办了第一届亚太ROBOLAB国际教育研讨会，通过专题报告、论文交流和动手制作等方式，就机器人教育及其在科技、数学课程里的应用进行交流，以提高教师开展机器人教育的科技水平与应用能力。
目前，国际几项影响较大的机器人竞赛是：FIRA机器人足球赛，始于1995年;机器人足球世界杯赛RoboCup （RCJ）;机器人灭火比赛;FLL机器人世界锦标赛;机器人迷宫;乐博杯国际机器人奥林匹克竞赛。每年都有来自加拿大、中国、丹麦、以色列、新加坡和美国等的100多支代表队参加上述比赛。
国内目前较有影响的竞赛项目有：中国青少年机器人竞赛、青少年机器人世界杯、全国中小学电脑制作活动、全国中小学信息技术创新与实践活动（NOC）、中国城际家庭机器人挑战赛。
近年来，在全国中小学计算机教育研究中心、众多知名专家以及一些发达省市有关方面的大力推动下，教育机器人逐步成为中小学技术课程和综合实践课程的良好载体。新的高中课程标准在“信息技术”科目中也设立了“人工智能初步”选修模块，迈出了我国高中阶段开展人工智能教育的第一步。这也意味着我国的人工智能教育在大众化、普及化层面，上了一个新台阶。
我国目前两大主要研究部门：全国中小学计算机教育研究中心北京部、全国中小学计算机教育研究中心上海部，共同举办了两届“全国中小学程序设计与机器人教学研讨会”。2005年启动了“全国中小学机器人教学实验区、实验学校”项目，由苗逢春主任担任项目负责人，打造了机器人教育交流的全国性网络平台：机器人教育在线。
在2019年12月15日，剛刚降下帷幕的教育机器人大赛（WER）2019赛季世界锦标赛中，河南省开封市十四中教学副校长杨凯、信息技术教师张莹、孟俊锋带领本校5名同学组成的两支队伍，分别荣获了本届大赛的亚军和一等奖。
上海智位机器人股份有限公司（DFRobot）CEO叶琛表示，随着STEM教育理念的出现，教育机器人正在变得越来越重要。2017年英国的一份研究报告表明，88%的学生认为：micro：bit（一款英国BBC公司推出的用于青少年编程学习的单片机开发板，现已广泛应用于英国中小学）让他们意识到编程没有想象中的那么难。于是，学生想要选修计算机科学科目的比例由之前的36%上升到45%，而女生选修者与之前相较，提升幅度高达70%。
教育机器人将达到更大规模
2019年12月，2019世界机器人大会在北京举行。北京师范大学智慧学习研究院与互联网教育智能技术及应用国家工程实验室在大会上联合发布了《2019全球教育机器人发展白皮书》，预估至2023年，教育机器人市场规模将达到841亿美元。
中国电子学会在大会上发布的《中国机器人产业发展报告2019》显示：2019年全球机器人市场规模达到294.1亿美元。其中，中国机器人产业表现抢眼。2019年，中国机器人市场规模达到86.8亿美元，2014年至2019年的平均增长率达到20.9%。 随着机器人产业的飞速发展，教育领域的机器人应用将在未来几年呈现爆发态势。《白皮书》分析，与工业机器人相比，教育机器人在形态、构成和功能上更加复杂，加之发展时间较短，仍然处于早期的探索阶段。现有产品主要集中在家庭和学校场域中使用，部分产品仍处于概念阶段——如课堂机器人“助教”、机器人“教师”等。
机器人作为实践人工智能教育理念的有效载体，正越来越多地渗透到教育的多领域中。在2019世界机器人大会上，教育机器人不仅有主攻学龄前儿童的产品，也有貫穿K12学段、面向学校提供人工智能教育整体解决方案的机器人，还有面向学生个人以提升编程能力为主的多款机器人。同时，职教领域，也出现了赋能院校人才培养的智能制造机器人。
随着人工智能被写入国策，AI、编程教育开始逐渐走入课堂和家庭，并不断向低龄延伸。在政策与市场的双重驱动下，AI技术公司、机器人公司等纷纷涌入这一市场，推动教育机器人不断走高。
在2019世界机器人大会上，一款名为“小勇”的安全教育机器人针对0岁起的婴幼儿及低龄儿童，“小勇”设有居家安全、运动与游戏、外出安全、身体与饮食、灾害与自救和心理与性教育等安全场景，通过竞技游戏、安全故事和百科知识等内容对孩子进行安全教育。厂商勇艺达公司工作人员介绍说：“现在儿童的意外伤亡率在逐年上升，全世界每年死于意外伤害的14岁以下儿童近100万人，而中国0至14岁儿童意外伤害的伤亡率是韩国的1.5倍、美国的2.5倍。我国独家研发了安全教育主题机器人所需的有关资源，目前主要对C端。”
在厂商康力优蓝的展区，不少小朋友围着一个“hello kitty机器人”。据悉，该机器人是面向C端4至10岁孩子的陪伴型机器人。康力优蓝战略项目二部负责人黄文表示，hello kitty机器人除了搭载基础编程教育资源外，还可以拆卸，可以用英语跟孩子对话，并模拟记录爸爸妈妈的声音，通过App跟孩子进行互动。
在规范中快速发展
教育机器人和一般所说的机器人教育最大的不同在于，教育机器人在教学场景中担当起教师工作，甚至能独自完成自动教学任务。
在K12阶段，教育机器人主要分为to B和to C两大类。据黄文介绍，康力优蓝B端主要为中小学和教育职能单位建设人工智能实验室，配备智能模块化教育机器人。黄文说：“从发展趋势来说，我们认为，机器人未来可能会替代学校某些基本工种，包括拥有在线教育助教的新身份，教育机器人将会重构教育形态。”
优必选科技也面向K12学校及大学，提供更加完备的人工智能和机器人教育解决方案——包括教学用具、课程体系、AI实验室设计、师资培训与认证和活动竞赛——已落地国内上百所中小学。据优必选相关负责人介绍，公司面向高中和大学生开发了一款开源人形机器人教学平台Yanshee，该机器人内置800万像素摄像头、陀螺仪及多种通信模块，配套多种开源传感器包，提供专业开源学习软件，支持BLockly、Python、Java、C/C++等多种编程语言学习及多种AI应用的学习和开发。
在to C端，优必选科技的Jimu Robot教育机器人展台前也围了不少青少年。该机器人是针对小学及以上学段的入门级编程机器人，孩子可以充分锻炼动手能力搭建出多种造型，机器人教学生学习编程，让模型实现不同功能。
目前，多数学校的做法，是由学校购买若干套机器人器材，由信息技术课程教师或综合实践课程教师进行指导，组织学生进行机器人组装、编程的实践活动，然后，参加一些相关的机器人竞赛。目前，只有极少数的地区和学校将机器人教学纳入了正规课堂教学。
早在2000年，北京景山学校以科研课题的形式，将机器人普及教育纳入到信息技术课程中，在国内率先开展了中小学机器人课程教学。2001年，上海市西南位育中学、卢湾高级中学等学校，开始以“校本课程”的形式，进行机器人活动进课堂的探索和尝试。2005年，哈尔滨市正式将机器人引入课堂教学，在哈尔滨师范附小、60中、省实验中学等41所学校开设了“人工智能与机器人”课程，用必修课形式对中小学生进行机器人科学方面的教育。此外，香港在高中及高等教育新学制的改革中，也在高中“设计与应用科技”课程中增设了机器人制作的课程。
目前，北京、上海、广东、山东、湖北、黑龙江、浙江等省市已经开展较大规模的机器人教学实验。这说明，我国青少年的机器人普及教育正在迎来规范化时代与快速发展的新时期。
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