機器人教育研究

高青松

（蘭州大學教育學院，甘肅蘭州 730000）

0 引言

目前大學的機器人教育已遠遠落后于國內中小校；大學目前的機器人教育不能僅停留于相關機器人的賽事上。必須像30年前抓計算機基礎教育一樣，才有可能實現中國機器人產業的跨越式發展。比爾·蓋茨引用日本機器人協會的一項預測說：“到2025年，全球機器人產業的‘蛋糕’將達到每年500億美元的規模”。在中國制造業蓬勃發展的今天，使用機器人勞作來替代人力勞作已經成為一種必然的趨勢。中國最大的電子代加工企業——富士康科技集團董事長郭臺銘目前對媒體表示，目前富士康在流水線的機器人已達到1萬多臺，明年將會增加到30萬臺，在3年后，將會形成以機器人為主體的勞作模式，徹底降低人工成本的同時，提高勞動效率，為企業贏得更大的市場競爭力。用機器人來取代工人，這在發達國家已經成為一種趨勢，因為機器人只要設定預支的程序，它就會按照指令周而復始地重復勞作，不用休息，而且誤差率極低，尤其是對于低技術含量的重復手工勞作，有著得天獨厚的優勢。在汽車制造業，用機器人來代替人工裝訂和拆卸，已是司空見慣的常事了。

1 未來機器人在中國產業的發展狀況

（1）社會市場的技術優勢明顯，而科研院校的技術跟不上時代的步伐，受資金、體制等限制，科研院校都具有很深厚的科研實力，但卻很少能夠考慮到市場的實際應用，把研究重點放在高、精、尖等領域，不利于技術的轉讓和應用。并且在把技術引入市場的過程中，也會在原有體制中，受到各種打壓和限制，極大地影響了技術走入生活。

（2）機器人的研發團隊成員國有化明顯。在近幾年的機器人研發團隊中，有不少從國外引入的高尖端人才加入了這場科技革命，為中國的機器人教育發展，起到了推波助瀾的作用，并把機器人的應用領略拓展到了醫療、衛生、家庭、教育等行業，推動機器人應用的發展。

（3）國外的機器人將會是國內機器人最有力的競爭對手，為此，我國機器人開發團隊，要結合中國本身自有特色，開發出適合國人的產品，才能在激烈的競爭中，處于不敗之地。

2 機器人教育要堅持自主創新

我國的大學計算機基礎教育曾經歷過2個特殊的階段。其一是國外的程序設計軟件產品教育，如FORTRAN語言，COBOL 語言，Pascal語言，C/C++、TC、VC++、VB、VFP 等程序設計語言。其二是大規模的美國微軟公司操作系統和辦公應用軟件的教育（Windows和套裝軟件Office的組件：Word、Excel、PowerPoint等），此舉被國人譏諷為“給微軟公司做義務培訓和免費廣告”［1］。

其實我們有自己很成熟的辦公應用軟件，如金山公司的WPS、紅旗貳仟Office和永中Office等。但國人不給國產軟件和民族產業任何機會，高校教師對國產軟件進大學課堂既不主動倡導引進，也不積極鼓勵支持，致使國產軟件至今都無法在國內市場普及推廣。這種狀況我們真不希望在機器人教育中重演。所以，教學機器人的選型從一開始就要堅持國產化原則。

3 機器人正經歷“PC式發展”之路

比爾·蓋茨說：“我們站在時代的節點：一個嶄新的產業即將崛起。”任何新生的事物從無到有，都需要一個漫長的過程，尤其是新技術的發展，需要制定共同的技術標準、應用手冊等。目前在全球生產機器人的公司還寥寥無幾，他們的主要訂單都是來自汽車制造業等這些傳統的勞動密集型企業，很少有來自科研院校或者大學的訂單。不過也有一些公司開始立志于開發兒童游戲的小機器人和為發燒友提供高檔的零配件。美國五角大樓對有望成為“微型間諜”的機器蠅極為重視，自1998年這項研究剛剛開始時就一直大力資助。美國加州大學伯克利分校展示的這只機器蠅名叫“黑寡婦”，重量只有100毫克，身高不到3厘米。它在100米上空飛行，人們用肉眼幾乎發現不了它，而它卻可以拍出極為清晰的照片傳回。研究人員說，在未來的機器蠅身上，將安裝許多傳感器和微型攝像機，在各種復雜條件下完成拍照、攝影、取樣等工作。

4 機器人教育之路

我國政府非常重視中小學的機器人教育。教育部2003年4月在正式頒布的《普通高中技術課程(實驗)標準》中，首次在“通用技術”科目中設立了“簡易機器人制作”模塊，它是基于計算機技術的學習平臺，將機械傳動與單片機的應用有機組合的一個選修課程模塊。現在，新的高中課程標準在“信息技術”科目中也已設立了“人工智能初步”選修模塊，這是我國高中階段開展人工智能教育邁出的第一步［2］。

而目前高校在機器人教育方面顯然比高中要晚得多。盡管《大學計算機基礎》《程序設計基礎》《計算機網絡》《多媒體技術及應用》等已經是我國大學計算機基礎教育的重要組成部分，但在課程內容的選取上，明顯缺乏前瞻性和有效培養學生創新精神和綜合實踐能力的針對性。如目前《大學計算機基礎》課程，絕大部分院校還是以MS-Office辦公應用軟件為主。

第一，從“教育要面向現代化”的方面看，讓機器人教育進入學校，必須有個循序漸進的過程。要從國家層面有個頂層設計，到下面各個具體的學校，才能有行動指南，否則還是全國一盤散沙，各自為政。要積極開展機器人文化氛圍教育，提高學生對機器人的興趣和愛好，讓廣大教師也能跟上時代的步伐，不能固步自封，做井底之蛙，要積極進取，才能成為合格的教師。

第二，從“教育要面向世界”的角度來看。日本、美國等一些發達國家，高度重視機器人教育對高科技社會的作用和影響，已在信息技術課與課外科技活動中開設了有關機器人的課程內容。要趕超世界教育先進水平，機器人教育就必須緊追不放、迎頭趕上。

第三，從“教育要面向未來”的角度來看。21世紀中期，人類社會將全面進入以智能機器人為代表的智能時代。在基礎教育領域開展智能機器人教育，是為了讓中國今天的學生能夠有準備地迎接屬于他們的明天——智能機器人時代的到來。

智能機器人的應用會順理成章地帶來創新，創新再也不會是不著邊際的東西，因為“學生在學習知識過程中，要求他們不拘泥于書本，不迷信權威，不墨守成規，以已有的知識為基礎，結合學習實踐和對未來的設想，獨立思考，大膽探索，積極尋求新思路、新問題、新設計、新方法，從而成為真正的學習主人。

［1］向澤銳，運動捕捉技術及其應用研究綜述［J］.計算機應用研究，2013（8）.

［2］萬右紅.機器人教育與大學生創新能力培養的探索［J］.電氣電子教學學報，2005（8）.