張素威

人類(lèi)社會(huì)發(fā)展到今天，機(jī)器人與我們的生活密不可分，吃（食品加工行業(yè)）、穿（服裝制造業(yè)）、?。ńㄖ袠I(yè)）、行（交通制造行業(yè)）都離不開(kāi)機(jī)器人。智能家居、可穿戴智能設(shè)備、智能汽車(chē)等等這些現(xiàn)在及未來(lái)我們要使用的設(shè)備，其實(shí)就是一個(gè)機(jī)器人而已。

從教育價(jià)值來(lái)說(shuō)，機(jī)器人課程作為集機(jī)械設(shè)計(jì)、電腦編程及傳感器技術(shù)為一體的綜合性項(xiàng)目，致力于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)；充分調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，建立和維護(hù)其成功感；幫助他們樹(shù)立自信心，學(xué)會(huì)與人溝通、交流，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神；引導(dǎo)他們學(xué)會(huì)觀察、表達(dá)、思考、創(chuàng)新，進(jìn)而成為勤奮、積極、樂(lè)觀、自信的人。

在教師的啟發(fā)下，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，通過(guò)觀察、探索、模型搭建、程序編寫(xiě)，分析解決一定的問(wèn)題，以完成挑戰(zhàn)任務(wù)為學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行的自主研究學(xué)習(xí)。從組織機(jī)器人興趣活動(dòng)兩年來(lái)，我也有許多的體會(huì)和感慨，下面著重從機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀和課程開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)方面來(lái)略談一二。

一、目前我國(guó)機(jī)器人課程開(kāi)發(fā)情況

在我國(guó)機(jī)器人教育正處于起步階段，由于各個(gè)學(xué)校的條件限制，機(jī)器人教育沒(méi)有在大范圍內(nèi)開(kāi)展也沒(méi)有十分明確的學(xué)科歸屬。在高校，從我國(guó)普通高等學(xué)校專(zhuān)業(yè)設(shè)置來(lái)看，并沒(méi)有獨(dú)立開(kāi)設(shè)機(jī)器人學(xué)專(zhuān)業(yè)，機(jī)器人教育主要還是在其他專(zhuān)業(yè)中開(kāi)展，在智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)中，開(kāi)展機(jī)器人教育，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)中開(kāi)設(shè)機(jī)器人教育等等。部分高等院校在公共選修課程中開(kāi)設(shè)機(jī)器人課程。

2003年頒布的普通高中新課程標(biāo)準(zhǔn)將“人工智能初步”與“簡(jiǎn)易機(jī)器人制作”分別列入“信息技術(shù)課程”、“通用技術(shù)課程”選修內(nèi)容。

2003年頒布的普通高中新課程標(biāo)準(zhǔn)將“人工智能初步”與“簡(jiǎn)易機(jī)器人制作”分別列入“信息技術(shù)課程”、“通用技術(shù)課程”選修內(nèi)容。

目前已有5000所學(xué)校已從機(jī)器人興趣小組發(fā)展到機(jī)器人課堂，將機(jī)器人教學(xué)納入常規(guī)教學(xué)任務(wù)。

中國(guó)已有10萬(wàn)中小學(xué)生參加了樂(lè)高國(guó)際機(jī)器人奧林匹克大賽（World Robot Olympiad，簡(jiǎn)稱(chēng)WRO）。

屢創(chuàng)佳績(jī)的學(xué)生，有的已經(jīng)進(jìn)入哈佛、麻省等名校，機(jī)器人方面的特長(zhǎng)給他們加分不少；而有的則通過(guò)機(jī)器人課找到了自己的職業(yè)方向。

可見(jiàn)我國(guó)近年來(lái)，機(jī)器人教育得到普遍關(guān)注，組織大學(xué)生走出國(guó)門(mén)參加多項(xiàng)國(guó)際機(jī)器人大賽，并取得了較好的成績(jī)。但創(chuàng)新教育和機(jī)器人教育的普及還很落后。因此，為了提高我國(guó)機(jī)器人技術(shù)水平和應(yīng)用能力使機(jī)器人技術(shù)更好地為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)，必須大力發(fā)展機(jī)器人教育，普及機(jī)器人文化，培養(yǎng)我國(guó)機(jī)器人技術(shù)開(kāi)發(fā)的后備力量，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛和可持續(xù)發(fā)展做準(zhǔn)備。這需要政府的投入和全社會(huì)的重視和扶植。

二、我國(guó)機(jī)器人基礎(chǔ)教育面的現(xiàn)狀

機(jī)器人已經(jīng)成為呼聲很高的創(chuàng)新教育平臺(tái)，并且正在大踏步地走向基礎(chǔ)教育。隨著各地機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的迅速建設(shè)，它作為課程，各種活動(dòng)不成熟的表現(xiàn)也越發(fā)明顯。但是，目前主要還是處于綜合實(shí)踐活動(dòng)的層面，并且遇到了諸多方面的制約。

1.第一，競(jìng)賽活動(dòng)商業(yè)化嚴(yán)重，教育發(fā)展方向偏移 。

一方面，由于機(jī)器人競(jìng)賽的組織形式，目前大部分是由某些機(jī)器人制造商獨(dú)立或聯(lián)合舉辦，教育行政部門(mén)的監(jiān)管力度不夠，在競(jìng)賽規(guī)則、裁判確定、獎(jiǎng)勵(lì)辦法等方面存在較大差異。甚至有些商家通過(guò)不當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)，人為通過(guò)競(jìng)賽規(guī)則或功能實(shí)現(xiàn)等辦法來(lái)限制其他商家的產(chǎn)品，造成選手參加比賽受機(jī)型的局限性很大。另一方面，由于競(jìng)賽的功利化思想和比賽的管理方法不成熟，造成了比賽的“表演”傾向，即學(xué)生比賽成績(jī)要看課下的“準(zhǔn)備”程度和機(jī)器本身的軟件、硬件裝備程度，這就造成了比賽的即時(shí)性和激烈度受到影響，同時(shí)存在一定的“投機(jī)取巧”式的比賽準(zhǔn)備也影響了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。所以，過(guò)度商業(yè)化的運(yùn)作造成了機(jī)器人教育發(fā)展的方向發(fā)生偏移，這對(duì)機(jī)器人廣泛普及是極其不利的。

第二，2.資金嚴(yán)重缺乏，配套組件及設(shè)施不夠

機(jī)器人的價(jià)格比較昂貴，單機(jī)一般在萬(wàn)元以上，各種主機(jī)模塊、傳感器及其他配件價(jià)格也不菲，少數(shù)人組隊(duì)比賽都受到資金方面的壓力都很大，課堂的普及難度就不要說(shuō)了。究其原因，我想其中一個(gè)因素就是市場(chǎng)炒作模糊了機(jī)器人概念。尤其是對(duì)教學(xué)機(jī)器人而言，其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，可開(kāi)發(fā)性也有局限，甚至作為智能玩具的優(yōu)勢(shì)顯著，其造價(jià)是可以下降的。如果合理地針對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行分析與運(yùn)作，是完全可以既實(shí)現(xiàn)盈利又實(shí)現(xiàn)普及的。但是，由于競(jìng)爭(zhēng)的無(wú)序和商家的短期行為共同造成了原本教育資金就很欠缺的基礎(chǔ)教育對(duì)機(jī)器人的采購(gòu)誤區(qū)。以至于不少地區(qū)建成了大量的機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室，但是相關(guān)配件及設(shè)施都很差，或干脆沒(méi)有，實(shí)驗(yàn)室的作用大打折扣。

第三，3.教育研究欠缺，教學(xué)活動(dòng)隨意性強(qiáng)

目前機(jī)器人進(jìn)入課程或者參與學(xué)科整合的經(jīng)驗(yàn)還很少，教育研究成果非常缺乏。尤其對(duì)中小學(xué)教師而言它是一種全新的事物，課程內(nèi)容、教學(xué)方法、學(xué)業(yè)檢測(cè)等都很欠缺。雖然在高中信息技術(shù)新的課程標(biāo)準(zhǔn)中增加了人工智能部分，但是理論比重較大，機(jī)器人實(shí)踐活動(dòng)較少，非常不利于開(kāi)展相關(guān)教學(xué)。在高中通用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)中，增加了簡(jiǎn)易機(jī)器人選修課，但是由于受到課程地位和課時(shí)的局限，目前效果尚不明顯。雖然，有些教育較發(fā)達(dá)的地區(qū)作為地方課程或校本課程來(lái)開(kāi)設(shè)，但教學(xué)內(nèi)容與活動(dòng)隨意性都較強(qiáng)。

三、機(jī)器人課程開(kāi)發(fā)導(dǎo)向

針對(duì)以上我國(guó)機(jī)器人教育現(xiàn)狀的分析，想就我國(guó)目前機(jī)器人課程開(kāi)發(fā)提出幾個(gè)導(dǎo)向。

1、1.機(jī)器人的活動(dòng)組織形式

在機(jī)器人教育中，應(yīng)該考慮學(xué)生在活動(dòng)中的組織形式來(lái)達(dá)到良好的教育效果。在條件有限的學(xué)校，可以通過(guò)機(jī)器人活動(dòng)的組織規(guī)劃來(lái)合理利用有限的機(jī)器人教育資源。

2、2.機(jī)器人課程的評(píng)價(jià)

國(guó)外有學(xué)者曾提出要降低機(jī)器人競(jìng)賽的“競(jìng)賽性”，注重學(xué)生在競(jìng)賽過(guò)程中的自我反思。評(píng)價(jià)要注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的體驗(yàn)。同時(shí)，機(jī)器人教育的評(píng)價(jià)方式不一定要采用常規(guī)的考試，可以從多角度進(jìn)行評(píng)價(jià)，用作品或成果來(lái)評(píng)價(jià)，可以是一份報(bào)告，一個(gè)實(shí)物，也可以是一個(gè)方案。

3、3.機(jī)器人作為素質(zhì)教育的平臺(tái)

借鑒美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，把機(jī)器人作為程序設(shè)計(jì)、電子技術(shù)、機(jī)械與力學(xué)等課程的學(xué)習(xí)平臺(tái)，更進(jìn)一步，借助于通用型、插接式的機(jī)器人組件，可以將其作為信息技術(shù)環(huán)境下學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)平臺(tái)。國(guó)內(nèi)在這方面也有一些嘗試，例如應(yīng)用“慧魚(yú)”創(chuàng)意組合在本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，構(gòu)建大規(guī)模工程模型，提高學(xué)生的設(shè)計(jì)與創(chuàng)造能力 。

5、4.學(xué)校、企業(yè)協(xié)作推動(dòng)機(jī)器人教育的健康發(fā)展

機(jī)器人產(chǎn)商是機(jī)器人教育的一個(gè)隱性推動(dòng)者，在美國(guó)，部分課程的順利實(shí)施得益于產(chǎn)商的支持，產(chǎn)商提供機(jī)器人產(chǎn)品供學(xué)校使用，有些頗具實(shí)力的產(chǎn)商甚至提供配套的機(jī)器人課程。在我國(guó)，機(jī)器人產(chǎn)商也在各個(gè)地區(qū)活躍著，積極和學(xué)校聯(lián)系推，動(dòng)著機(jī)器人教育的發(fā)展，利用好這股力量，可以為機(jī)器人教育提供條件。例如，產(chǎn)商提供產(chǎn)品給高校試用及研究，高校對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分析后設(shè)計(jì)應(yīng)用形式，隨后與中小學(xué)合作開(kāi)展教學(xué)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)，在分析過(guò)程中對(duì)產(chǎn)商產(chǎn)品反饋意見(jiàn)，提供生產(chǎn)指導(dǎo)，使得產(chǎn)商產(chǎn)品盡量與教育應(yīng)用需求吻合，這也是一種比較理想的合作方式。