浅谈机器人教育在中学阶段的发展现状和策略

来源:用户上传      作者:黄春旭

　　
　　摘 要：尽管机器人教育在中学阶段的发展存在诸多问题，但是学校教育作为社会发展和进步最重要的前沿阵地，中学阶段实施机器人教育显得尤为重要。通过机器人教育可以提高学生的科学技术和科学素养，是实现科技强国和伟大民族复兴的重要途径。
　　关键词：机器人教育;创客;STEM教育;科技强国;人工智能
　　机器人一词起源于1920年捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克的科幻小说《罗素姆万能机器人》中的主人公，机器人Robot捷克文原意“劳役、苦工”。其实中国古代也出现过很多跟机器人有关的传说，比如春秋时期著名的木匠鲁班曾制造过一只木鸟，能在空中飞行“三日不下”;三国时期蜀相诸葛亮成功创造出了“木牛流马”，并用其运送军粮等，但是世界上真正的机器人是近几十年才创造并发展起来的，真正在中国兴起也就是最近的十几年。目前机器人的发展主要历经了遥控机器人、编程机器人、智能机器人三个阶段，随着计算机和互联网的应用普及，智能机器人已经渗透到社会各个领域中，并起到了不可替代的作用。当AlphaGo击败人类顶尖的围棋高手时，人们发现人工智能时代的春天真的已经到来了。
　　一、 机器人教育在中学阶段的兴起
　　机器人教育近年来开始在国内中小学，甚至是高校兴起，以机器人为主题的创客逐渐成为很多中小学的特色课程。机器人教育主要通过硬件和软件两个方面对机器进行设计、编程、调试，使机器人能够自主完成某一特定功能或任务。目前在中学阶段主要以遥控机器人和编程机器人为主，通过机器人教育，学生可以学习机械、电路、传感器、计算机编程等方面的综合知识，充分激发学生自主学习的积极性，培养学生的动手能力、创新能力等综合素质。
　　二、 机器人教育在中学阶段的发展现状
　　 （一） 区域发展及其不平衡
　　在城市或经济发达地区，机器人教育发展迅速，已经形成了相关的课程和赛事;在农村或经济欠发达地区，基本没有与机器人相关的课程，甚至大多数教师和学生对机器人教育也不甚了解。
　　（二） 竞赛活动商业化严重
　　现在的机器人竞赛大部分是由某些机器人制造商独立或联合教育行政部门举办，大部分的竞赛都必须使用举办方指定的制造商生产的机器人才能参加比赛，由于缺少教育行政部门的有效监管，在竞赛组织和师资培训等方面存在严重不足。
　　（三） 教育部门不够重视
　　当前高考依然是最重要的指挥棒，五大学科竞赛是自主招生的敲门砖，大部分学生都会把精力放在准备高考或者学科竞赛，家长和老师也不愿意让孩子把时间“浪费”在机器人上;教育行政部门对机器人教育也不够重视，对学校的软硬件设施、课程标准、教师培训等没有形成科学的管理体系。
　　（四） 资金设施严重不足
　　相对其他学科的建设，机器人课程的建设所需要的资金要大很多，相关实验室的建设、各种机械加工工具和参赛费用等都是一笔很大的支出，这也是很多学校不愿参与的一个重要因素。
　　（五） 师资队伍严重不足
　　相对硬件的不足，教师的缺失是阻碍机器人教育发展的最大障碍。目前的教师培养体系很少有能直接胜任这门课程的专任教师，大多数是其他学科的教师兼任或者从培训机构聘请。
　　三、机器人教育在中学阶段的发展策略
　　机械化、智能化是未来发展的必然趋势，因此尽管机器人教育在中学阶段的发展存在诸多缺点和问题，但是学校教育作为社会发展和进步最重要的前沿阵地，中学阶段实施机器人教育显得尤为关键和重要。如何在中学阶段开展机器人教育呢？可以通过以下几个途径。
　　（一） 教师的专业化发展是实施机器人教育的关键
　　教师是掌握教育理论和教育方法的专业人才，只有教师掌握了机器人教育的相关知识和技能，才能更好地传授给学生，同时教师通过学习和培训，不断提高自身的技术和水平，可以进一步促进机器人课程的发展。
　　（二） 校本课程的开发
　　课程的开发是实施机器人教育的核心。根据学校的实际情况，开设一些有特色的机器人校本课程，比如我校开设的Lego机器人、FRC机器人、Arduino创意设计等，通过校本课程可以培养学生的兴趣，提高学生的动手能力，提高学生的科学技术和科学素养。
　　（三） 学生社团的发展
　　我校成立了以学生为主体人的机器人社，通过学生社团可以把学校里一些真正喜欢机器人的学生聚集在一起，通过合作式、探究式学习，往往能真正激发学生的兴趣和潜能，能创造出更富有创意的作品。
　　（四） 交叉学科的融合
　　机器人课程是一门综合性的学科，也是最符合现在STEM教育所倡导的将Science（科学）、Technology（技术）、Engineering（工程）、Mathematics（数学）有机结合的课程，因此机器人课程更注重培养学生的创新精神、问题解决和合作能力，需要学校各个学科的教师团结协作。
　　（五） 比赛促进发展
　　学生做机器，一定不能闭门造车，要走出去多参加比赛，这样才能更好地交流，不断积累实战经验。目前跟机器人有关的比赛主要包括中国青少年机器人竞赛、全国中小学信息技术创新与实践活动、APRC亚太青少年机器人竞赛、FLL机器人世锦赛等，学生可以根据学校实际情况选择一些赛事参与，不断发展和提高自身的水平和技术。
　　（六） 校企交流合作
　　与高校、职校和企业做机器主要是服务于社会和市场不同，中学生设计、制作机器人可能更多的是出于兴趣和爱好，他们往往容易脱离实际和应用，而且制作的技术和水平也相对落后、不成熟，因此中学应加强与周边高校、职校和企业的交流与合作，引入校外的优秀人才和先进技术，同时也可以为学生创造更多的升学和就业的机会。
　　（七） 高校自主招生
　　现在很多国内外高校也很重视学生在中学阶段的科技创新活動，也会组织一些相关的活动或者比赛，以此来考查和选拔优秀的学生。因此中学生可以提前做好生涯规划，通过参加高校的自主招生获得加分或者奖学金资格。
　　四、 结语
　　机器人教育不仅是学习知识，而是学习通向未来的方法;机器人教育不仅是教学生制作机器人，而是教会学生在未来世界获得一定的生存能力和竞争力;机器人教育不仅是教育，更是实现科技强国、少年强则国强的中国梦，实现即将到来的机器人时代、复兴我们中华民族的重要途径。
　　参考文献：
　　[1]郑剑春，赵亮.乐高——实战EV3[M].北京：清华大学出版社，2014.
　　[2]张玫，邱钊碰，诸刚.机器人技术[M].北京：北京机械工业出版社，2019.
　　作者简介：
　　 黄春旭，福建省泉州市，福建省泉州第五中学
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