我國機器人教育的發展現狀與對策分析

摘?要：隨著機器人教育逐步深入到基礎教育中，其教育價值逐漸凸顯，相關研究呈現出快速發展態勢。通過分析我國機器人教育暴露出的重技術輕整合、學生學習興趣不足、設備成本高昂等問題，本文提出了革新機器人教學模式、采用開源機器人教學設備等可行對策。

關鍵詞：機器人教育;現狀;對策

一、引言

2015年，習近平總書記在《致2015世界機器人大會賀信》中指出：“隨著信息化、工業化不斷融合，以機器人科技為代表的智能產業蓬勃興起，成為現時代科技創新的一個重要標志”。近年來，隨著機器人教育逐步深入到基礎教育中，其教育價值逐漸凸顯。

二、我國機器人教育發展現狀

（一）我國機器人教育研究趨勢

我國對機器人教育的研究雖起步較晚，但呈現出了良好的發展態勢。在中國知網文獻庫中，從2000年至2019年的“機器人教育”文獻分布情況如圖1所示。

由圖1可知，我國從2000至2019年的機器人教育研究可分為三階段：2000～2004年為起步期，2005～2013年為發展期，2014～2019年為爆發期。隨著機器人教育的愈發火熱，越來越多的教育者認識到機器人教育的必要性。2015年，鐘柏昌等[1]對參加全國中小學機器人教學展評活動的教師代表進行調查發現，83.8%的教師認為所有學生均有進行機器人課程學習的必要。

（二）我國機器人教育存在的問題

隨著專委會于2012年將機器人課程納入《基礎教育信息技術課程標準（2012版）》，教育部于2018年將開源硬件、機器人等課程列入高中新課標選擇性必修課，各所學校開始逐漸開設機器人課程。在此過程中，由于鮮有教師采用項目教學法，學生普遍缺乏設計和工程思想，往往知其然而不知其所以然。此外，目前機器人課程仍以模仿和再現現有機器人為教學目標，教學內容缺乏與相關學科知識的整合。雖然傳統教學法便于鞏固基礎知識，但因以下三點，教學效果差強人意：

第一，機器人教學過程中缺乏與其他學科知識乃至學科思想的融合。機器人作為綜合性很強的交叉學科，往往涉及到傳統科目的有關知識。舍棄這層聯系，過分強調對機器人本身的學習不利于學生建構完整的知識體系。

第二，傳統的教學方法容易忽視學生的主體地位。學生在學習過程中的參與度不高，不利于培養學生對學習機器人的興趣。

第三，機器人設備價格高昂。目前普遍采用的教育機器人主要由樂高、Makeblock等知名商家生產。高昂的價格，對學校和家長是一種現實的壓力。

二、我國機器人教育對策分析

（一）革新機器人教學模式

針對機器人教學中重技術輕整合的困境，劉瑋松等[2]從教學目標、教學內容、教學策略、教學評價等四個方面著手，探索STEAM教育理念與機器人教育的相互融合，為中小學機器人教育改革提供了一種思路。

相較于目前機器人課程常用的講授演示法和封閉式任務驅動法，鐘柏昌等[3]提出了一種趣味交互型教學法。它以開發有趣、好玩的機器人聯機交互系統為主要任務，并通過與項目教學法的結合，形成了一套趣味交互型教學模式。這種寓教于樂的教學方式，嘗試通過多種人機交互方式達到提高學生的課堂參與度、催生學生的學習興趣的目的。韓蕾[4]將這種教學方式應用于實踐中，在激發學習興趣、增強學習信心等方面取得了一定的成果。

綜上所述，以STEAM教育理念為導向，整合多學科知識內容構建機器人教育體系，輔之以學生為主體的項目式教學法進行教學設計與實施，可能是解決目前機器人教育困局的可行路徑之一。

（二）采用開源機器人教學設備

對機器人教育普及化起限制作用的另一重要因素是機器人設備高昂的價格。而今，以arduino、stm32為代表的開源機器人有望解決這一問題。首先，開源產品的價格普遍在一百元左右，比樂高機器人動輒上千的價格有明顯優勢，利于學校和家長購置。其次，開源產品有著通用的技術標準和成熟的產業鏈，便于更廣泛地推廣。最后，“開源”體現的是共享精神，學習者可以通過論壇、網站等平臺與他人分享代碼和想法，達到互相學習、共同進步的目的，有利于培養團結協作精神。而隨著“開源硬件項目設計”模塊在2018年被納入高中新課標的選擇性必修課程中，開源機器人的教學也獲得國家標準的支持，體現了信息技術的最新進展。

三、結束語

目前，我國機器人教育在高速發展的同時也表現出了重技術輕整合、學生學習興趣不足、設備成本高昂等問題，而革新機器人教學模式、采用開源機器人教學設備等將有利于突破發展困境、推進機器人教育的普及。

參考文獻：

[1]鐘柏昌，張祿. 我國中小學機器人教育的現狀調查與分析[J]. 中國電化教育，2015（7）.

[2]劉瑋松，劉海東，焦曉武，et al. 中學機器人教育與STEAM教育融合探索[J]. 中國教育技術裝備，2017，No.422（20）：16-18.

[3]鐘柏昌，韓蕾. 中小學機器人教育的核心理論研究——論趣味交互型教學模式[J]. 電化教育研究，2018，v.39;No.305（09）：90-97.

[4]韓蕾. GOMS在培養中學生開發趣味交互型機器人中的應用研究[D]. 2017.

作者簡介：

夏揚（1990—），男（漢族），重慶人，碩士研究生，助教，研究方向為計算機教育