國(guó)外機(jī)器人教育的發(fā)展及啟示

摘要：本文從分析國(guó)外機(jī)器人教育的現(xiàn)狀及發(fā)展出發(fā)，提出了重視機(jī)器人教育、科學(xué)制定發(fā)展規(guī)劃；建設(shè)專業(yè)教師隊(duì)伍；準(zhǔn)確定位、強(qiáng)化機(jī)器人教育的應(yīng)用性；加強(qiáng)對(duì)機(jī)器人教育內(nèi)容、方法的研究等措施，以期促進(jìn)我國(guó)機(jī)器人教育健康、可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人；機(jī)器人教育；信息技術(shù)

0 引言

隨著教學(xué)機(jī)器人在教學(xué)中的普及和應(yīng)用，信息技術(shù)教育未來發(fā)展的方向?qū)⑾驒C(jī)器人教育和機(jī)器人產(chǎn)業(yè)邁進(jìn)。但是，目前我國(guó)機(jī)器人教育主要還停留在教學(xué)機(jī)器人的使用和機(jī)器人相關(guān)賽事上。由于對(duì)機(jī)器人教育定位不準(zhǔn)確、不重視其應(yīng)用性，忽視對(duì)學(xué)生機(jī)器人文化的教育，造成了校園里機(jī)器人應(yīng)用教育嚴(yán)重不足。

1 國(guó)外機(jī)器人教育的現(xiàn)狀及發(fā)展

在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，機(jī)器人教育已經(jīng)普及至大中小學(xué)，并都在積極探索機(jī)器人教育發(fā)展的道路。在美國(guó)，各州教育部門都設(shè)立了自己的機(jī)器人教育課程標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)基礎(chǔ)教育領(lǐng)域中的機(jī)器人教育主要有四種形式：一是機(jī)器人技術(shù)課程，一般開設(shè)在應(yīng)用技術(shù)類課程中，其中應(yīng)用設(shè)計(jì)與應(yīng)用項(xiàng)目占大多數(shù)；二是實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)課程，類似于我國(guó)的綜合實(shí)驗(yàn)課程；三是課外活動(dòng)，如機(jī)器人主題夏令營(yíng)等定期活動(dòng)；第四種形式與前三者不同，主要利用機(jī)器人技術(shù)作為輔助性工具來輔助其他課程的教學(xué)、或作為一種研究工具來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力?？傊?，將機(jī)器人技術(shù)知識(shí)的學(xué)習(xí)，歸為一種特殊的機(jī)器人教育形式[1]。美國(guó)高校的機(jī)器人教育也卓有成效。例如，麻省理工學(xué)院開設(shè)了《機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論》等課程，課程的考試內(nèi)容就是大學(xué)生具體動(dòng)手制作的機(jī)器人應(yīng)用作品，以此來檢驗(yàn)大學(xué)生的機(jī)器人知識(shí)水平及操作能力。

日本是世界上機(jī)器人教育和機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平最高的國(guó)家之一，日本不僅在中小學(xué)教學(xué)大綱中加入了機(jī)器人相關(guān)課程，而且在大學(xué)設(shè)立有機(jī)器人研究專業(yè)。幾乎每所大學(xué)都擁有高水平的機(jī)器人研究會(huì)，并定期舉辦機(jī)器人設(shè)計(jì)、制作競(jìng)賽，鼓勵(lì)和促進(jìn)機(jī)器人產(chǎn)品、機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展。2011年3月，日本福島第一核電站發(fā)生泄漏之后，日本東電3月17日開始啟用多種防核機(jī)器人進(jìn)入反應(yīng)堆廠房，現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)輻射量、溫度和氧氣濃度等數(shù)據(jù)，并擬定各種搶修作業(yè)的實(shí)施方案……在機(jī)器人教育的基礎(chǔ)上，通過機(jī)器人的社會(huì)化應(yīng)用，促進(jìn)了日本汽車工業(yè)、電子工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)、精密儀器等行業(yè)的迅速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，推動(dòng)了戰(zhàn)后日本產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)與調(diào)整，為日本經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展提供了保障。另外，近年來英國(guó)、韓國(guó)、新加坡等國(guó)也相繼出臺(tái)了一系列措施來促進(jìn)本國(guó)機(jī)器人教育的發(fā)展，各國(guó)希望通過機(jī)器人教育帶動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)增長(zhǎng)。

2 國(guó)外機(jī)器人教育對(duì)我們的啟示

2.1 重視機(jī)器人教育，科學(xué)制定發(fā)展規(guī)劃

教育主管部門要對(duì)機(jī)器人教育給予足夠的重視，增強(qiáng)發(fā)展機(jī)器人教育的歷史使命感和責(zé)任感，普及機(jī)器人教育的理念，推廣機(jī)器人文化，把握未來機(jī)器人教育發(fā)展的脈搏，密切關(guān)注各國(guó)在機(jī)器人教育領(lǐng)域的新舉措，運(yùn)用戰(zhàn)略眼光審時(shí)度勢(shì)、不斷壯大我國(guó)機(jī)器人教育事業(yè)，搶占機(jī)器人教育發(fā)展高地，促進(jìn)機(jī)器人教育又好又快發(fā)展。教育主管部門要通過組織相關(guān)專家對(duì)機(jī)器人教育進(jìn)行研討與論證，為其今后的發(fā)展科學(xué)地制定規(guī)劃，設(shè)立機(jī)器人教育的中長(zhǎng)期發(fā)展目標(biāo)，提升機(jī)器人教育課程的地位，使其納入到基礎(chǔ)教育、中等教育、高等教育以及職業(yè)教育的課程體系中。教育主管部門要在借鑒國(guó)外機(jī)器人教育發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上，根據(jù)國(guó)內(nèi)實(shí)際情況積極探索適合我國(guó)機(jī)器人教育健康、可持續(xù)發(fā)展的道路，使機(jī)器人教育走進(jìn)課堂、走進(jìn)社會(huì)生活，追趕世界機(jī)器人教育發(fā)展的步伐。

2.2 建立專業(yè)的機(jī)器人教師隊(duì)伍

自主建設(shè)我國(guó)高水平的機(jī)器人教師隊(duì)伍。我國(guó)的機(jī)器人教育要積極向國(guó)外先進(jìn)國(guó)家學(xué)習(xí)，通過廣泛開展機(jī)器人教育交流活動(dòng)，提高機(jī)器人教育教學(xué)水平，拓展教師的學(xué)術(shù)視野；通過引進(jìn)國(guó)外機(jī)器人教育人才，搭建國(guó)際交流平臺(tái)，發(fā)展和帶動(dòng)國(guó)內(nèi)機(jī)器人教育師資隊(duì)伍的培養(yǎng)建設(shè)，與國(guó)際機(jī)器人教育師資培養(yǎng)模式接軌，使師資水平逐步接近并最終達(dá)到國(guó)際水準(zhǔn)。

完善教師隊(duì)伍的知識(shí)結(jié)構(gòu)。專業(yè)教師知識(shí)結(jié)構(gòu)的完善可以通過在職培訓(xùn)、崗位訓(xùn)練、外出進(jìn)修等方式提升教師專業(yè)知識(shí)水準(zhǔn)，彌補(bǔ)相關(guān)基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識(shí)狹窄的不足，構(gòu)建教師跨學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系。另外，通過整合機(jī)器人教育相關(guān)學(xué)科師資力量組成學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)，有利于實(shí)現(xiàn)教師知識(shí)結(jié)構(gòu)互補(bǔ)，最大限度地發(fā)揮教師的專業(yè)所長(zhǎng)。

增強(qiáng)教師隊(duì)伍的實(shí)踐能力。通過開展校內(nèi)、校外的機(jī)器人比賽以及教師之間實(shí)踐能力評(píng)比活動(dòng)，激發(fā)教師的實(shí)踐熱情，強(qiáng)化對(duì)教師實(shí)踐操作能力的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，提高教師實(shí)際操作水平，形成自主的機(jī)器人教育教師培養(yǎng)體系，打造一支高水平的師資隊(duì)伍。

2.3 對(duì)機(jī)器人教育準(zhǔn)確定位，強(qiáng)化應(yīng)用性

對(duì)機(jī)器人教育的定位應(yīng)該從不斷變化的社會(huì)需求出發(fā)，突出其對(duì)學(xué)生創(chuàng)造能力、實(shí)踐能力的培養(yǎng)，深入發(fā)掘機(jī)器人教育的社會(huì)價(jià)值，促進(jìn)教育方式改革和教育設(shè)施現(xiàn)代化，為迎接新的科學(xué)技術(shù)的改革發(fā)展做準(zhǔn)備。

機(jī)器人教育本身是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，讓學(xué)生了解掌握以機(jī)器人為載體的通用信息技術(shù)和實(shí)際操作技能，有利于學(xué)生應(yīng)對(duì)新技術(shù)的挑戰(zhàn)和解決現(xiàn)實(shí)實(shí)際問題。所以，具體的教學(xué)過程應(yīng)該從實(shí)際問題出發(fā)，使學(xué)生通過對(duì)現(xiàn)有儀器設(shè)備套件的充分運(yùn)用，發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，能夠像操作計(jì)算機(jī)一樣使用機(jī)器人來解決問題、完成工作任務(wù)。機(jī)器人教育的應(yīng)用性還表現(xiàn)在通過機(jī)器人教育的發(fā)展可以帶動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)品的研究、制造及應(yīng)用。學(xué)校與企業(yè)搭建合作平臺(tái)，走產(chǎn)、學(xué)、研一體化的發(fā)展道路，讓機(jī)器人產(chǎn)品走出實(shí)驗(yàn)室并將其推向市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)術(shù)成果和技術(shù)的轉(zhuǎn)化，通過市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化，形成機(jī)器人產(chǎn)業(yè)所具有的巨大社會(huì)價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2.4 加強(qiáng)對(duì)機(jī)器人教育內(nèi)容、方法的研究

加強(qiáng)對(duì)機(jī)器人教育內(nèi)容的研究。機(jī)器人教育的內(nèi)容要突出基礎(chǔ)性、創(chuàng)新性和實(shí)踐性的特色，通過參考國(guó)外機(jī)器人教育的教學(xué)內(nèi)容并結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況編寫機(jī)器人教育教材，強(qiáng)化跨學(xué)科知識(shí)體系的構(gòu)建，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，面向現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問題，體現(xiàn)機(jī)器人教育的應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，及時(shí)向?qū)W生介紹最新的機(jī)器人研究成果，使學(xué)生了解機(jī)器人發(fā)展動(dòng)向。

加強(qiáng)對(duì)機(jī)器人教育方法的研究。機(jī)器人教育本身就是一種對(duì)于傳統(tǒng)教育的創(chuàng)新，所以在實(shí)際教學(xué)過程中更應(yīng)該“悉心設(shè)計(jì)教學(xué)方法，精心選擇教學(xué)手段，合理安排教學(xué)環(huán)節(jié)，嚴(yán)密組織教學(xué)活動(dòng)”[2]，以激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新性思維和實(shí)踐能力為主，鼓勵(lì)學(xué)生的發(fā)明創(chuàng)造，在課堂上形成批判與創(chuàng)新的寬松氛圍，讓學(xué)生在自己動(dòng)手的過程中進(jìn)行自主學(xué)習(xí)并享受這種學(xué)習(xí)帶來的快樂。

3 結(jié)語(yǔ)

為了使我國(guó)機(jī)器人教育適應(yīng)國(guó)際信息技術(shù)快速發(fā)展的需要，努力趕超世界先進(jìn)水平，廣大教育工作者要像三十年前抓計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育一樣下大力氣，才有可能實(shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)器人教育及機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的跨越式、可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：楊建磊（1980—），蘭州大學(xué)教育學(xué)院2011級(jí)碩士研究生，研究方向：教育技術(shù)學(xué)。