機(jī)器人教育之我見

摘 要 在這個講究創(chuàng)新的時代，機(jī)器人教育受到了高度的關(guān)注。但是受到技術(shù)、資金、師資的影響，讓機(jī)器人教育步履維艱。機(jī)器人教育不等同機(jī)器人競賽，其目的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手能力。本文將從在校師范生的角度來談?wù)剬C(jī)器人教育的現(xiàn)狀以及提出合理的建議。

關(guān)鍵詞 機(jī)器人教育 機(jī)器人 師范生 合理建議

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Some Ideas on Robot Education

——Ideas of Normal Students in School to Robot Education

XUE Mengru， LI Yao， FU Qiaoling， RUAN Ying

（Wenzhou University， Wenzhou， Zhejiang 325035）

Abstract In this era of innovation， robotics education has been a high degree of attention. But by technology， financing， teacher influence， so that the robot education struggling. Robotics education is not equivalent Robotics Competition， which aims to develop students' creative thinking and practical ability. This article talks about the status of robot education and puts forward reasonable suggestions from the perspective of normal students in the school.

Key words robot education； robot； normal students； reasonable suggestions

信息時代，大家都非常講究“創(chuàng)新”這個詞，教育也不例外，所以作為創(chuàng)新教育新途徑的機(jī)器人教育，引起了大家高度的關(guān)注。在《基礎(chǔ)教育信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》2012版中，指出在小學(xué)階段有“機(jī)器人入門”這一拓展模塊，在初中則是更深一層次的“機(jī)器人設(shè)計與制作”模塊。而且全國各地的中小學(xué)機(jī)器人競賽也正如火如荼地進(jìn)行。但是大家發(fā)現(xiàn)機(jī)器人教育的師資情況令人擔(dān)憂，主要指導(dǎo)工作還都是由信息技術(shù)老師來承擔(dān)。本文主要是談?wù)劰P者目前接觸到的機(jī)器人、見習(xí)、實習(xí)期間所見的中小學(xué)機(jī)器人教育現(xiàn)狀以及對機(jī)器人教育的一些看法。

1 我所接觸的機(jī)器人

在校期間，我接觸了一類由公司出售的機(jī)器人套裝。在接觸這類機(jī)器人期間，發(fā)現(xiàn)了以下幾個問題：（1）價格昂貴。一個套機(jī)沒有一萬也要幾千。而且零部件損壞后也只能找該廠家購買，價格也不便宜。（2）功能單一，開放程度低。縱觀中國機(jī)器人市場，我們會發(fā)現(xiàn)目前中國機(jī)器人的品牌十分復(fù)雜，沒有統(tǒng)一的規(guī)范性，這樣就會導(dǎo)致不同公司制造的機(jī)器人或者說機(jī)器人零件互相不能夠兼容，開放程度低。（3）多數(shù)產(chǎn)品只能適用于比賽，學(xué)習(xí)及生活方面的功能少。目前中國機(jī)器人的一些競賽還都是由機(jī)器人商家和部分高校或者機(jī)構(gòu)聯(lián)合舉辦的，這就導(dǎo)致了“你必須買我家產(chǎn)品，才能夠參加比賽”的不好現(xiàn)象。

除此之外，值得欣喜的是我還有機(jī)會接觸到了Arduino機(jī)器人，它是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺，最重要的是它是一種開源的硬件。開源就意味著任何人都可以獲取相關(guān)的所有技術(shù)資料。通過資料查詢以及自己淺顯的理解，Arduino機(jī)器人有以下幾個優(yōu)點：

（1）物美價廉。在中國機(jī)器人教育之所以沒有普及，除了師資力量之外，資金也是其中一個原因。像上面提到的公司出售的非開源的套機(jī)，如果中小學(xué)要購買這類機(jī)器人滿足于教學(xué)，沒有幾十萬是不現(xiàn)實的。但是Arduino機(jī)器人價格低廉，而且出售Arduino廠家非常多，我們在淘寶上都可以買得到，非常方便，而且用戶也可以自己動手制作硬件。

（2）資源豐富，容易學(xué)習(xí)。由于是開源的，我們可以獲取任何Arduino的技術(shù)細(xì)節(jié)，而且在網(wǎng)絡(luò)上會有很多學(xué)習(xí)的資料。最重要的是Arduino很容易上手，他開發(fā)的目的是針對于非單片機(jī)專業(yè)的用戶，軟件環(huán)境可以是圖形化的，所以連小學(xué)生都可以玩Arduino。這樣的話，比起之前的非開源機(jī)器人更加適合學(xué)生去學(xué)習(xí)，尤其是中小學(xué)。此外，教師的壓力也會減小。

（3）生動有趣。對于中小學(xué)來說，教學(xué)的趣味性非常重要。而Arduino通過零部件的變化、代碼的變化，就能夠做出不一樣的效果，而不是只能學(xué)習(xí)廠家提供的幾種功能模塊。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，是能夠隨著自己的思維和想法去創(chuàng)造的。

以上主要是硬件和軟件相互結(jié)合的實體機(jī)器人。我還接觸了虛擬機(jī)器人（主要接觸了3D蘿卜圈這個軟件），主要有四個功能：①建立虛擬仿真場景；②組裝虛擬機(jī)器人；③編寫機(jī)器人程序；④在仿真環(huán)境下調(diào)試運(yùn)行機(jī)器人。這個軟件趣味性非常高，首先界面非常美觀，適合中小學(xué)生，而且仿真度很高，不僅能夠組裝機(jī)器人實現(xiàn)其功能，而且學(xué)生可以自己搭建場景，這無疑增加了趣味性也培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力以及創(chuàng)造力。

2 我所看到的機(jī)器人教育

在校期間，我們每一個學(xué)期都會去中小學(xué)見習(xí)。在此期間我也注意到了中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)的一些現(xiàn)象，加上很多專家學(xué)者的調(diào)查，總結(jié)出以下幾點：（1）發(fā)展不均衡。從整體來看，中國機(jī)器人教育發(fā)展相當(dāng)不均衡，只有少部分的學(xué)校擁有機(jī)器人實驗室，以及可以給學(xué)生提供機(jī)器人進(jìn)行試驗。（2）關(guān)注機(jī)器人競賽多于關(guān)注機(jī)器人教育。其實很多人還沒有意識到機(jī)器人教育是能夠使學(xué)生全面發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展，推進(jìn)素質(zhì)教育的。因而不夠重視平時的教育，關(guān)注更多的是機(jī)器人競賽。很多人把機(jī)器人比賽看成了機(jī)器人教育，這樣問題就大了。有一部分家長讓自己孩子來參加機(jī)器人活動就是為了考試能加分，一旦沒有加分政策，家長也就失去了參加活動的動力。而且很多學(xué)校為了獲得優(yōu)異成績，弄虛作假，由教師擔(dān)任主要的設(shè)計和制作工作，教師完成模型開發(fā)制作以后再將使用方法教給學(xué)生，學(xué)生拿到比賽現(xiàn)場去操作。這其實就失去了機(jī)器人教育的意義。（3）師資力量不足。機(jī)器人是一個覆蓋面非常廣的領(lǐng)域，涉及很多學(xué)科的專業(yè)知識。然而要能夠從事機(jī)器人教育的教師必須有較高的計算機(jī)、人工智能、物理等方面的基礎(chǔ)，有著較強(qiáng)的動手能力和創(chuàng)新能力。

3 我的想法和建議

（1）技術(shù)方面：如果是真正想讓學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)器人，培養(yǎng)他們創(chuàng)新思維以及動手能力。那我們就必須從技術(shù)來說起，開源的技術(shù)才是我們今后的方向。所以不妨嘗試Arduino機(jī)器人，中小學(xué)可以和高校進(jìn)行對接，在很多大學(xué)也會研究這一塊，而且技術(shù)上會更加成熟。這可以解決中小學(xué)機(jī)器人教育上技術(shù)的不足，也可以使高校研究的機(jī)器人應(yīng)用到教育中。

（2）教育方面：首先最現(xiàn)實的問題就是資金，所以可以用Arduino機(jī)器人進(jìn)行教育，這樣就能夠節(jié)省一大筆資金。而且虛擬機(jī)器人也是一個不錯的選擇，兩者可以相互結(jié)合起來學(xué)習(xí)。這兩種方式相對于公司的套機(jī)來說，它更加開放、有拓展性，而且教師的學(xué)習(xí)空間也會比較大。

（3）師資方面：這是亟待解決的問題，讓師范生在校學(xué)習(xí)比讓其到了工作崗位再去學(xué)習(xí)更加重要。作為即將成為信息技術(shù)教師的我，作為可能成為機(jī)器人指導(dǎo)師的我，我更希望我的大學(xué)能夠提供一些相關(guān)的支持。①開設(shè)相關(guān)的課程。我們專業(yè)有開設(shè)關(guān)于機(jī)器人教育的選修課程。但是這還不夠，應(yīng)該把這門課設(shè)為必修，而且增加課時數(shù)，讓我們師范生能夠從理論到實踐全方位地去學(xué)習(xí)機(jī)器人教育，這樣才有可能將這些知識與技術(shù)傳授給以后的學(xué)生。②組織大學(xué)生進(jìn)行競賽?，F(xiàn)在很多競賽是都基于廠家的競賽，所以很難達(dá)到真正技術(shù)上的交流和切磋。所以，高校內(nèi)部自己可以組織競賽，或者幾個高校聯(lián)合舉辦比賽。這樣能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)，而且能夠相互交流。③走進(jìn)中小學(xué)。作為師范生，我們所學(xué)習(xí)的技術(shù)是要應(yīng)用到教學(xué)去的，所以我們必須要走進(jìn)中小學(xué)，去思考中小學(xué)機(jī)器人教育的需要。這樣就會有一個良性的循環(huán)，做到不讓技術(shù)和教育脫軌，而且這也讓我們有了機(jī)器人教育的實地體驗。

這是從一位在校師范生的需求角度來講的。那如何對在職的教師進(jìn)行培訓(xùn)呢，也有三點：①設(shè)置學(xué)時數(shù)。目前很多在職教師并不是非常了解機(jī)器人教育，所以應(yīng)該設(shè)置相應(yīng)的學(xué)時數(shù)，讓教師可以進(jìn)行學(xué)習(xí)。②成立學(xué)習(xí)小組。在職教師本身工作便很繁忙，如果只是一個人學(xué)習(xí)，可能進(jìn)步不是很大。但是如果可以成立學(xué)習(xí)小組的話，不僅能夠一起學(xué)習(xí)，還能夠相互探討、交流技術(shù)上的、教育上的問題，而且也能夠相互督促。③和高校對接。大學(xué)是一個資源極其豐富的地方，接收的信息、資源、技術(shù)都是前沿的。所以中小學(xué)不妨和高校對接，這樣能夠?qū)W習(xí)到更多的知識與技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 張建平.機(jī)器人教育：現(xiàn)狀、問題與推進(jìn)策略.2006.

[2] 曾祥潘.基于開源硬件Arduino的小學(xué)機(jī)器人微型課程內(nèi)容設(shè)計.2012.

[3] 葛文雙.我國中小學(xué)機(jī)器人教育發(fā)展中的問題分析.2008.

[4] 傅小悌.智能機(jī)器人教育發(fā)展的師范模式.2010.