我國中小學(xué)機器人教育開展的現(xiàn)狀、問題及其對策

我國中小學(xué)機器人教育開展的現(xiàn)狀、問題及其對策王心彤胡衛(wèi)星●中小學(xué)機器人教育研究的現(xiàn)狀1.整體研究情況2.具體實踐狀況機器人教育在理論體系方面的研究包括：人機交互系統(tǒng)，讓學(xué)生在實踐中培養(yǎng)創(chuàng)造與動手能力;信息技術(shù)與教育的深度融合，提高學(xué)生邏輯思維和計算思維能力;作為STEAM教育和創(chuàng)客教育融合后的延伸，將各方面能力培養(yǎng)統(tǒng)一起來。機器人教育在教學(xué)實踐研究方面，主要包括九大教學(xué)模式（如下頁表）?！裰行W(xué)機器人教育存在的問題與對策1.缺乏國家層面的示范引領(lǐng)和整體課程體系的建立整體上機器人教育存在如下顯著問題：教學(xué)目標(biāo)不具有系統(tǒng)性，各階段教學(xué)目標(biāo)的劃分不夠明確;教學(xué)內(nèi)容設(shè)計缺乏專家指導(dǎo);教學(xué)活動實施缺少科學(xué)性;機器人產(chǎn)品不夠規(guī)范，種類繁雜，且相互之間不兼容，開放性低;校內(nèi)機器人教育大多以選修課形式開設(shè)，相關(guān)配套設(shè)施不完善。之所以會形成這樣的問題，是因為我國機器人教育課程缺乏國家層面的整體調(diào)控及對課程體系的系統(tǒng)設(shè)計與指導(dǎo)。各級各類學(xué)校沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)參照，常將機器人教育采用碎片化形式穿插在信息技術(shù)課或綜合實踐等選修課中，課程實施以簡單科普為目的，未充分發(fā)揮機器人教育對學(xué)生思維與能力的培養(yǎng)價值。[5]要解決機器人教育實施中的上述問題，需要將機器人課程從現(xiàn)有的信息技術(shù)課程體系中獨立出來，建立整體的課程內(nèi)容體系，發(fā)揮國家的示范與引領(lǐng)作用。從制度上，創(chuàng)新辦學(xué)制度，將機器人與教育深度融合;從方法上，基于國情合理借鑒發(fā)達國家的成功經(jīng)驗，將培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力、科學(xué)水平、計算思維和信息素養(yǎng)融入到課程中，構(gòu)建滿足自身需求的機器人課程。2.沒有突出的課程特色及缺乏專業(yè)化的教師在課程方面，機器人教育作為獨立的課程仍處于起步階段，它更多的是將機器人課與信息技術(shù)課或綜合實踐等相結(jié)合，以課外活動的形式開展，課程教學(xué)整體上處于缺乏科學(xué)規(guī)劃的零散狀態(tài)。在教師方面，機器人教師在機器人教育專業(yè)理論、知識和技能等儲備上都有所欠缺。3.教學(xué)大多以編程為主，且教學(xué)內(nèi)容相對孤立目前，受機器人價格、功能和更新?lián)Q代速度等的限制，大多數(shù)學(xué)校和教育機構(gòu)均以計算機操作且投入較低的編程教學(xué)為主，這在極大程度上影響了機器人教育的豐富性和融合性。在現(xiàn)有的機器人編程課程中還普遍存在難度設(shè)置不合理、難度梯度與學(xué)生不匹配及教學(xué)內(nèi)容“孤島化”等問題。為此，國家需要加大對機器人教育的規(guī)范力度和宣傳力度，大力發(fā)展機器人教育產(chǎn)品研發(fā)事業(yè)，加速通用機器人組件及編程軟件的開發(fā)與應(yīng)用，降低學(xué)校機器人教育成本，促進其深入發(fā)展。同時，積極開展相關(guān)研究，確保機器人教育具有可擴展性和開放性，設(shè)置恰當(dāng)?shù)慕逃繕?biāo)和課程內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生特征來優(yōu)化難度設(shè)置，加強機器人教育與其他學(xué)科內(nèi)容之間的融合，從而實現(xiàn)學(xué)生動手能力、合作能力和創(chuàng)造能力等的培養(yǎng)與發(fā)展。4.缺乏相互學(xué)習(xí)、實踐和交流的系統(tǒng)或平臺機器人教育在國內(nèi)多是以競賽形式展開，以賽促教的教學(xué)形式在培養(yǎng)學(xué)生競賽能力和學(xué)習(xí)積極性的同時，也帶來了過于功利性和缺乏過程性培養(yǎng)等問題。此外，還存在課程領(lǐng)域小眾且應(yīng)用實踐機會少，一線師生缺乏常態(tài)化的實踐機會和交流系統(tǒng)或平臺等問題。要解決這些問題，首先，需要積極創(chuàng)設(shè)機器人教育環(huán)境，學(xué)校和教育機構(gòu)可以設(shè)置多方向的機器人教育課程供家長和學(xué)生根據(jù)自身發(fā)展方向選擇;其次，學(xué)?；驒C構(gòu)可以通過創(chuàng)設(shè)虛擬機器人平臺，提高學(xué)生調(diào)試程序的效率，通過在虛擬平臺上操作，大大降低錯誤程序?qū)嵨餀C器人的損害;最后，平臺也可以利用移動設(shè)備為學(xué)生提供參與學(xué)習(xí)、操作、溝通交流的渠道，從而推進機器人教育實施的深度與廣度?！裰行W(xué)機器人教育研究與實踐的新動態(tài)1.中小學(xué)機器人教育專業(yè)理論研究的系統(tǒng)構(gòu)建2.中小學(xué)機器人教育相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品的系列研發(fā)從技術(shù)發(fā)展的角度來看，隨著人工智能技術(shù)的逐步發(fā)展，機器人教育產(chǎn)品在校內(nèi)外的應(yīng)用將更加廣泛，而當(dāng)前的機器人教育產(chǎn)品缺乏規(guī)范性和統(tǒng)一性。無論是國內(nèi)還是國外的機器人教育產(chǎn)品研發(fā)公司，其開發(fā)應(yīng)用的機器人教育產(chǎn)品眾多，且都自成體系，彼此之間的兼容性極差，尤其是機器人程序的開放性很低，機器人編程沒有通用的標(biāo)準(zhǔn)。面對諸多問題，有必要按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)通用于教學(xué)工作的系列產(chǎn)品，這將大大降低學(xué)校在機器人教育方面投入的成本，便于學(xué)校購置維護和更新各類設(shè)施，有利于教育資源的整合和教學(xué)實踐經(jīng)驗的交流。3.中小學(xué)機器人教育師資隊伍的專業(yè)化培養(yǎng)從教師資源來看，機器人教育的推廣與發(fā)展必然引發(fā)專業(yè)教師培養(yǎng)方面的變革，以重點培養(yǎng)教師的專業(yè)機器人知識、教學(xué)能力以及創(chuàng)造性思維。因此，一方面，部分中小學(xué)?？梢赃x拔合適人才，培養(yǎng)自己的機器人教育專業(yè)教師。另一方面，加強在職教師的培訓(xùn)，多校聯(lián)合促進教師交流能有效提高機器人教育的師資力量?？梢赃M行集團學(xué)校之間的統(tǒng)一備課、手拉手學(xué)校的集中學(xué)習(xí)等，先提高區(qū)域內(nèi)機器人教師的水平，再逐漸擴大區(qū)域，逐步提高中小學(xué)機器人教師的專業(yè)化水平。在信息化時代，學(xué)習(xí)意識、開放意識和創(chuàng)新意識將是教師必不可少的基本素質(zhì)。4.面向?qū)W生核心素養(yǎng)提升的機器人教育教學(xué)實踐我國的專家學(xué)者提出了以人文底蘊、科學(xué)精神、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、學(xué)會學(xué)習(xí)、實踐創(chuàng)新、健康生活等六大內(nèi)容為主體的核心素養(yǎng)培養(yǎng)體系。機器人教育是提升學(xué)生核心素養(yǎng)的重要教育實踐形式之一。機器人教育與學(xué)科課程整合的方式主要有兩種：一種是基于項目的學(xué)習(xí)，教學(xué)方法采用跨學(xué)科整合，不帶有學(xué)科痕跡，基于項目學(xué)習(xí)，將真實生活中的科技問題與情境融入到學(xué)生的學(xué)習(xí)過程當(dāng)中;另一種是與原有學(xué)科課堂相結(jié)合，以聯(lián)系現(xiàn)實生活的綜合性主題來整合學(xué)科教學(xué)內(nèi)容，在學(xué)科課堂中滲透機器人教育。引導(dǎo)學(xué)生在面對項目時：第一，樹立健康生活的意識，培養(yǎng)生活能力，而非單純獲取應(yīng)考知識;第二，培養(yǎng)綜合運用多學(xué)科知識解決問題的能力，鍛煉問題探究、科學(xué)思維以及技術(shù)運用等能力;第三，形成正確的情感態(tài)度與價值觀，具備國家、社會以及個人的責(zé)任擔(dān)當(dāng)。理論與實踐緊密結(jié)合是機器人教育的一大特色，也是多學(xué)科整合教學(xué)方式的切入點。總之，機器人與教育教學(xué)的融合發(fā)展必將成為我國新時代教育的重要課題之一，并不斷產(chǎn)生深刻的變革和技術(shù)應(yīng)用方面的創(chuàng)新。機器人教育既是機遇也是挑戰(zhàn)，目前其普及程度還不夠高，人們對其的認(rèn)識還不夠全面，國家要提高機器人教育的水平，不僅需要一大批高素質(zhì)人才，還需要良好的科技創(chuàng)新環(huán)境。未來，廣大中小學(xué)學(xué)生通過機器人從小學(xué)習(xí)綜合性