中學機器人教育現(xiàn)狀研究

王家勝

摘 要： 隨著信息技術快速發(fā)展，當前的機器人技術日新月異，機器人也必然會引起下一次的技術革命。為了可以使我國在機器人競爭中獲得有利地位，我們需要進一步加強機器人教育尤其是加強基礎教育，從中學開始做好機器人的教育工作。文章以此為分析對象，首先介紹了機器人教育概述，接著分析了影響中學機器人教育發(fā)展的要素，最后論述了推進中學機器人教育發(fā)展的建議，以便可以更好的做好中學機器人的教育工作，促進中學機器人教育事業(yè)向前發(fā)展。

關鍵詞： 機器人;教育;發(fā)展

近些年來，隨著信息技術快速發(fā)展，機器人技術獲得突飛猛進的進步。在2014年，我國就已經(jīng)把機器人產(chǎn)業(yè)作為未來發(fā)展的一個重要方向，因為機器人的革命可能會是下一次工業(yè)革命的切入點，因此盡快發(fā)展機器人產(chǎn)業(yè)有助于在工業(yè)革命中把握主動權，有助于提高我國的競爭力。在2019年的5月份，習近平總書記在國際人工智能大會上提到，人工智能與教育結合將會培養(yǎng)出更多創(chuàng)新型人才。機器人教育屬于人工智能教育的一個重要方向，符合當前我國人才發(fā)展需求，同時也可以適應當前國情發(fā)展需求。

1 機器人教育的概述

機器人是人類社會發(fā)展到一定階段的重要產(chǎn)物，當前人類社會對于機器人的定義也并不相同，不同學者對于機器人有不同見解。一些學者認為，機器人主要是指在動作和認知方面與人類具有相類似功能的物體。還有一些學者認為，機器人主要是為了完成特定任務而編制的專門系統(tǒng)物體。本文認為，機器人主要是為了幫助人類完成相對復雜或者難以做到任務而設計出來的專門系統(tǒng)，機器人一般包含有執(zhí)行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)組成。機器人的教育主要包含有學科教育、輔助教育等等，本文所探討的機器人教育主要是為了讓學生們了解機器人的相關知識。

2 影響中學機器人教育發(fā)展的要素

2.1 社會發(fā)展需求

第一，社會發(fā)展需求。教育是一個國家發(fā)展的重要根基，教育對于整個社會發(fā)展也起到了至關重要的作用。當前，隨著人工智能技術快速發(fā)展，5G技術也已經(jīng)悄然進入人們的生活。但是，當前智能社會中的高科技人才卻出現(xiàn)了供不應求的現(xiàn)象，機器人人才不足就是最為重要的體現(xiàn)。目前，國家也出臺了很多政策來進一步加強機器人人才培養(yǎng)，所以機器人教育也會隨著當前社會需求不斷增加而炙手可熱，有助于推動機器人教育又好又快的發(fā)展。

第二，區(qū)域經(jīng)濟影響。在社會經(jīng)濟發(fā)展過程之中，區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展會對本地教育事業(yè)產(chǎn)生直接影響，也會改變?nèi)藗儗τ诮逃^念。在我國一二線城市，由于資金設備非常充裕，教育理念也會非常先進，人們也更加重視師資團隊建設，同時也會注重學生們創(chuàng)新能力培養(yǎng)，注重產(chǎn)學研結合。對于經(jīng)濟欠發(fā)達的地區(qū)來說，由于當?shù)刭Y金設備相對匱乏，對于機器人教育常常只會以競賽活動為主，通過競賽來進一步促進機器人教育，這種方式主要是為了可以推廣機器人的教育理念，可以幫助教師和學生多接觸機器人教育，進而通過以點帶面的方式推動當?shù)貦C器人教育事業(yè)向前發(fā)展。因此，經(jīng)濟發(fā)展程度不同也會間接影響到當?shù)氐臋C器人教育發(fā)展現(xiàn)狀，會影響到教育的形式以及教育的內(nèi)容。

2.2 師資隊伍的建設

第一，師資隊伍政策。科學有效政策對于機器人教師隊伍發(fā)展具有至關重要的作用。在2019年召開的兩會之中，一些代表提出需要進一步加大教育的自主權，需要建立起動態(tài)的教育編制體制。在我國當前教育編制之中，教育編制往往優(yōu)先滿足文化課學科，對于體育、科學以及信息技術等學科教師編制常常并不重視，這也使得從事這些學科教育的老師工作積極性不高，或者是從事這方面教育的老師數(shù)量非常少，因此政策制定也將會直接關系到機器人師資隊伍的建設，最終也會關系到中學生機器人教育的質(zhì)量。

第二，教師本人的專業(yè)化程度。機器人教育對于教師具有較高要求，最主要是由于機器人教育本身是一個綜合性學科，涉及到工程知識、數(shù)學知識、生物知識、物理知識等各方面的知識，所以對于教師的專業(yè)化程度要求非常高。教師的專業(yè)化程度越高對于機器人教育的發(fā)展也越有利，這個要求教師不僅僅擁有豐富的理論知識，同時擁有良好的實踐操作能力。

2.3 教學資源

第一，教學資源來源。在當前中學機器人教育之中，教育大部分都是以動手操作為主，因此需要學校提供足夠教學場所和教學器材，但是由于機器人教學器材普遍非常昂貴，有些學校難以投入大量資金進行購買。所以，很多中學在機器人教育方面教學器材都非常匱乏。在這種情形之下，學校機器人器材往往來源非常廣泛，有來自于企業(yè)捐贈，也有來自于學校購買的器材，但是學校購買的器材大部分都是一些零部件，學校很少會整套的進行購買。

第二，教學資源種類。目前，很多中學的機器人教育采用的教學形式都是以社團活動為主，還有些學校會采用競賽模式，有的則是以信息技術課程來進行教學，很少出現(xiàn)專門的機器人課程形式，同時也沒有相應的教材予以輔助，這也導致了中學生在學習機器人相關知識之時理論知識普遍薄弱，對于學習更高難度的機器人知識沒有足夠的知識儲備。

2.4 教育評價

第一，評價內(nèi)容。評價內(nèi)容主要包含有對于教學管理評價，對教學評價、對教師評價等等。從不同角度進行評價，所得到的結果完全不同。因此，在進行教育評價之時需要根據(jù)評價對象不同制定不同評價體系， 機器人教育在理論和實踐方面都取得了不足成績，如果沒有完善評價體系就無法判斷機器人教育的教育效果，也很難從客觀角度來體現(xiàn)機器人教育的優(yōu)越性。

第二，評價標準。由于當前我國并沒有統(tǒng)一的機器人教育評價標準，所以對于機器人的教育活動常常就出現(xiàn)了很多不同的標準，最為顯著的就是在當前的中學機器人競賽活動之中，舉辦方往往會提出各種各樣的標準來進行比賽，這也導致了當前的機器人教育評價體系的混亂，不利于機器人教育的長遠發(fā)展。

3 推進中學機器人教育的建議

3.1 建立完善的中學機器人教育的生態(tài)系統(tǒng)

生態(tài)系統(tǒng)主要是指在一定環(huán)境之下，生物群落與周邊環(huán)境之間所形成的整體關系。教育生態(tài)系統(tǒng)主要是指教育類的各個生態(tài)要素之間所形成關聯(lián)性，它是一個動態(tài)整體，機器人教育需要實現(xiàn)教育生態(tài)系統(tǒng)的重構。為了可以加強中學機器人教育生態(tài)系統(tǒng)，中學需要從機器人教育整體出發(fā)，需要政府部門給予更多政策支撐。例如，在推動機器人教育向前發(fā)展的方向上，國家教育部門需要更多的政策支持，通過以點帶面的方式來更好的指導中學機器人教育事業(yè)向前發(fā)展。與此同時，中學也需要與大學進行溝通協(xié)作，需要與社會企業(yè)進行對接，這樣才能獲得更多的資源來進一步供養(yǎng)中學的基礎教育，以便可以更好的推動中學機器人教育體系的完善。

3.2 加快機器人教育師資隊伍建設

第一，從政策層面進一步加大對于中學教師隊伍的培養(yǎng)。目前，我國中學教育中機器人教師不足的一個很重要原因就在于政策支持力度不夠，因此需要從國家的角度進行政策扶持，確保中學機器人教師在數(shù)量和質(zhì)量上都可以滿足當前的教學需求。

第二，進一步加大培訓力度。培訓的目標是為了可以更好的提高中學機器人教師的專業(yè)素養(yǎng)，同時也可以進一步增加中學機器人教師的意識，不斷提高中學機器人教師的綜合素養(yǎng)。對于任何一名機器人教師來說，教師都需要掌握足夠的綜合知識，例如硬件知識、編程知識和機器人各個器件的功能知識，同時還需要明確教學目標，可以選擇適合教學的各項方法，具備一定的獨立科研能力，這些都可以通過培訓來完成。為此學校可以組織教師，充分利用寒暑假的時間進行培訓，還可以與高校形成對接幫扶機制，由高校的教授對中學的教師進行培訓，進一步提高中學教師在機器人方面的綜合能力。

3.3 注重教學資源的開發(fā)

第一，進一步加強機器人教材的研發(fā)。教材是教師進行次傳授的重要依據(jù)，對于機器人的教育發(fā)展具有非常重要的意義，到目前為止，我國并沒有出臺一部全國統(tǒng)一的中學機器人教育通用材料，大部分的教師所使用的材料都是自我組建的材料或者是學校單獨編制的材料。因此，為了可以更好的普及中學機器人教育，我們需要進一步完善當前的機器人教學材料的編寫，可以由全國知名的機器人大家進行機器人的材料編寫，材料編寫需要符合學生的認知特點，可以將人工智能知識和編程知識都納入到中學機器人制材料之中。

第二，設置相關的課程。在當前的中學機器人教育之中，中學機器人的教育大致可以分成多種，例如信息化課程教育、課外實踐課程教育、社團活動教育、機器人比賽教育等等。為了可以更好的提高機器人教育的質(zhì)量，可以在中學就開設編程課程，最大限度的激發(fā)學生們的學習潛能，提高學生們對于機器人的認知。

3.3 構建科學的機器人教育評價體系

在教學過程之中，有效評價方式有助于提高教師教學水平，同時也可以提高學生的學習質(zhì)量。科學有效的評價體系可以提高機器人教育的質(zhì)量，同時也是機器人教育的有效機制保障，有助于進一步提高人才培育的質(zhì)量。

第一，需要制定出科學有效的評價標準。有效的教育評價標準需要從政府的教育管理、教育投入、師資建設、學校辦學水平等方面都需要進行評價。除了教育主管及評價之外，還可以邀請社會中介第三方參與到評價之中，同時還可以借助互聯(lián)網(wǎng)信息技術進行大數(shù)據(jù)的精準分析，從而可以使得教育決策部門做好教學部署和決策，進一步完善評價機制。

第二，采用多元化評價方式。盡管當前機器人教育依舊存在很多問題，但是由于機器人教育正處于發(fā)展階段，因此需要進一步鼓勵任何與機器人教育有關的活動，在評價方式方面也可以采用多元化的評價方式。目前對于中學機器人的評價方式主要包含有競賽評價以及機器人等級考試評價等等，但是由于主辦方不同，因此評價標準也不同，全國的機器人等級考試主要是以理論和實踐兩部分組成，與其相對應的評價標準也質(zhì)量不同。

第三，針對不同的評價對象采用不同的評價體系。在進行機器人教育之前必須對學生進行診斷性的評價，由于機器人教育是理論與實踐相結合的教育，更加注重學生們的創(chuàng)新和動手實踐能力。因此，學生評價就是學生對自己所學習的內(nèi)容狀況進行評價。對于教師教學效果的評價可以學生們在學習之后是否能夠獨立完成任務作為標準，在教材評價方面可以借鑒當前的電子教材評價體系，分別制定多個不同的指標，細化每一個指標所包含的具體內(nèi)容。

4 結語

綜上所述，為了可以更好的提高中學機器人教育質(zhì)量，我們可以建立起完善的中學機器人教育生態(tài)系統(tǒng)，同時需要不斷加快機器人教育師資隊伍的建設，注重教育資源的開發(fā)，構建出完善的教學評價體系，以便可以更好的促進中學機器人教育上一個新臺階。

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