回顾与前瞻

人事有代谢 ，往来成古今。“今”是“古”的延续，不是所有的“今”都需要彻底破除“古”，在一片废墟上重新建设。

智能机器人引入中小学迄今已有30多年。但是，对于相当多的教育工作者来说，机器人教育仍是新鲜事物，陌生且有神秘感。为了给后来者以启示与借鉴，将我参与的早期机器人教育的探索性工作做一个简单回顾，并提出一些建设性意见，希望能对正在为此项方兴未艾的事业辛勤工作的同仁有所裨益。

简要回顾

20世纪80年代，北京、上海等地区的青少年科技馆、少年宫等科普机构结合单片机和传感器的开发制作与应用，已开始了简易机器人的教学活动。2000年，北京景山学校沙有威老师以科研课题的形式将机器人普及教育纳入到信息技术课程中，在国内率先开展了中小学机器人课程教学[1]。2001年，上海市西南位育中学、卢湾高级中学等学校开始以“校本课程”的形式开展机器人活动进课堂的探索和尝试。此外，香港在高中“设计与应用科技”课程中增设了机器人制作的课程。

2004年12月11-13日中国教育学会中小学计算机教育专业委员会召开“中国教育学会中小学信息技术教育专业委员会机器人学组”成立大会和“首届全国中小学机器人教学研讨会”。我担任专委会理事兼机器人学组负责人，在开幕式上作题为“温故知新，继往开来”的主题报告。我在报告中指出：

1.鉴于人工智能技术的迅猛发展和对人类社会的重大深远影响，在中小学开设机器人课程的条件已经逐趋成熟，应大力推进机器人进入我国中小学的进程。

2.当前机器人进入我国中小学面临的机遇、困难和挑战与20世纪80年代初计算机进入中小学时的状况十分相似。我们应该认真总结彼时的经验教训，“温故知新，继往开来”，这样有利于少走弯路。

3. 基础教育有别于职业教育。基础教育中的课程设置和课程内容不能“唯技术论”，不能片面地和机械地执行‘学以致用的原则，而是必须具有文化的和素质养成的意义。必须从有利于开发学生智力、培养其创造力以及充分考虑人文关怀的角度制定机器人课程的课程标准、教学目标和选取教学内容。[2]

2005年6月11-13日中国教育学会中小学计算机教育专业委员会召开“全国中小学程序设计与机器人教学高级研讨会”。与会代表就“信息时代的智能机器人教育”“智能机器人与创新教育”等问题，进行了热烈的探讨和交流。新华社记者对我们的工作做了报道（2005-09-26新华社电）：

全国中小学计算机教育研究中心研究员、中国教育学会中小学信息技术教育专业委员会理事兼机器人学组负责人郭善渡说，从信息技术发展的角度来看，国际上公认20世纪80年代为个人计算机（PC）的时代；20世纪90年代则是Internet飞速发展的时代；而21世纪的第一个十年，将会是个人机器人（PR）的时代。所以，各地中小学正在开展的各类机器人活动，可以说恰逢其时，顺应了国际潮流，符合‘教育要面向世界，面向未来，面向现代化的指示精神。

2006年1月4-6日中国教育学会中小学计算机教育专业委员会在广东省珠海市召开“第二届全国中小学程序设计与机器人教学研讨会”。会议进一步明确计算机程序设计、机器人等教学内容在基础教育中的地位，深度挖掘其在开发学生智力，培养学生自主创新精神和实践能力方面的作用；建立了首批“全国智能机器人教学实验区”和“全国智能机器人教学实验校”[3]。

机器人课程建设与前瞻

1. 机器人教育的概念

为了避免笼统使用“计算机教育”带来的一些混乱，我在1991年1月发表的《关于计算机与基础教育相结合的几点思考》一文中指出：“计算机与基础教育相结合有三条途径：开设计算机课程；计算机辅助教育；计算机与其他学科之间的相互渗透。”[4]

参照这一提法，我曾撰文指出机器人进入中小学或者说“机器人教育”（Robot-Based Education）也应该包括以下三方面内容：机器人学科教学（Robot Subject Instruction）；机器人辅助教育（Robot-Assisted Education）；机器人与传统学科相互渗透。

2. 机器人教育的价值与定位

最近10年，机器人的研究与应用水平取得重大突破。机器人的广泛应用将极大促进生产力的发展与产业结构的调整，机器人的制造与广泛应用将成为一个新的经济增长点。

随着智能机器人技术的迅猛发展和性价比的大幅度提高，智能机器人进入中小学，将智能机器人的基础知识和技能纳入中小学的技术课程或综合实践等课程的必要性和可行性已经明朗和成熟。

（1）智能机器人是信息技术教育的最佳载体

信息技术包括感测技术（信息采集）、通信技术（ 信息传递）、智能技术（信息处理）和控制技术（信息施用）。

目前我国中小学的信息技术课程名实不符，只是原有计算机课程简单的改头换面，不能适应当今信息技术各领域迅猛发展和广泛普及对教育提出的新要求。

智能机器人技术全面涵盖了以上四种技术，机器人教学可以承载中小学技术教育的诸多核心目标。因此，将智能机器人引入中小学将有助于充实课程内涵，从而真正实现我们开设信息技术课程的目标与初衷。

（2）智能机器人是培养学生创新精神和实践能力的良好平台

我多次在发表的文章和会议发言中强调，让中小学生学一点计算机高级语言和计算机程序设计对提高他们的思维能力（特别是动态思维能力）、创新能力和实践能力具有重要的和不可替代的作用与意义[5]。

智能机器人教学的主要内容之一是学生通过编程指挥机器人完成各种动作，这使得程序设计教学既具备了必要性，更具备了可行性，编程不再枯燥乏味，而是更加直观形象，有趣。

机器人教育可以是STEM教育或创客教育的组成部分， 学生在动手搭建、组装和调试机器人的过程中可以尽情发挥自己乐于动手动脑的天性，可以大胆尝试，张扬个性，锐意创新，也可以和伙伴合作，交流经验与心得，品尝探索的艰辛与成功的喜悦……这里蕴含着的教育价值不容低估，值得我们深入挖掘。

（3）信息时代呼唤智能机器人教育

20世纪中期迄今50多年以来，现代科学技术取得了令人震撼的迅猛发展并日益深刻地影响着人们的生存方式。这些发展无论是理论层面（如信息论、控制论、系统论、耗散结构论、协同论等）还是技术层面（如电子计算机、互联网技术、太空技术、遗传基因工程和纳米技术等）无不与信息概念息息相关。 一般说来，正是基于这一态势人类宣布进入了信息时代。

这里需要强调指出的是，要深刻和准确地认识和把握时代的特征，不能仅停留在科技层面上，而必须上升到理论的高度。哲学是理论化、系统化了的世界观，所以，从哲学的视角观察和分析我们当前所处的信息社会，并由此认识和把握智能机器人教育的价值和定位是必要的和有意义的。

纵观近代哲学的发展轨迹，大致可以看出其研究的重点有三次大的转向：第一，17世纪的科学革命使哲学研究的重点从客体的本质（本体论）转移到客体与认知主体之间的关系（知识论），即从“存在”转向到“知识”。第二，20世纪30年代，随着数理逻辑（符号逻辑）的发展及其与语言符号的结合，产生了现代语义哲学。其显著特征是将传统哲学的本体论和认识论的研究均放到语言的层面上进行考察，即重点从“知识”转向到“意义”。 数理逻辑和语义哲学的研究，影响和推动了人工智能技术的发展。第三，信息技术革命的浪潮促使哲学研究的重点再次转向，即从“意义”转向到“信息”，并催生了信息哲学的诞生。

1996年，牛津大学哲学家弗洛里迪提出“信息哲学”（philosophy of information， 简称PI）的概念，并在其著作《哲学与计算导论》阐述了信息哲学的研究对象与任务。 2002年，他在《什么是信息哲学？》的论文中指出，信息哲学代表了一个独立的探究领域；为传统的和新的哲学话题提供了创新的手段；能与其他哲学分支并立，为信息世界的基础概念提供系统论证。

信息哲学把“信息”作为哲学研究的范畴，认为它和存在、知识、意义等具有同等重要的基础性地位。哲学正在进行着“信息转向”，它的某些突破性进展将可能极大地深化我们对物质、意识、生命、智能、人工智能、思维、逻辑、计算等基本范畴或概念的认识。由此可见，其意义之重大和深远，难以估量。

恩格斯有一句著名的论断：“一个民族想要站在科学的最高峰，就一刻也不能没有理论思维。”[6]同样，一个没有理论思维的民族，也不可能站在文明和社会发展的前列。我多次呼吁，课程设计和研发者应该具备一定水平的哲学修养，否则难以胜任此项工作。

3. 中小学智能机器人课程的主要目标

培养学生对智能机器人的兴趣，让学生了解和掌握以智能机器人为载体的信息科学与信息技术的基本知识和技能，了解信息科学和信息技术的发展对人类社会的深刻影响。通过智能机器人课程培养学生良好的信息素质、创新精神和实践能力。教育学生正确认识和理解技术与文化、伦理和社会等问题，树立正确的技术观。

智能机器人的教学目标在不同学段应有不同的要求和表述，一般说来，主要有三个方面：（1）使学生了解智能机器人的概念和工作方式，破除青少年对机器人的神秘感，为进一步学习机器人的有关知识和技能打下基础。（2）使学生了解和掌握智能机器人一般用到的传感器和驱动装置的作用，理解体会程序是智能机器人的灵魂，了解机器人是怎样在人类的指挥下工作的，通过为机器人编写程序，学到科学而高效的思维方式，提高动态思维能力、规划能力，提高学生分析问题和解决问题的能力。（3）通过组装机器人的过程，培养学生的动手能力、协作能力和创造能力。

4. 中小学智能机器人课程的主要特点

中小学智能机器人课程的主要特点：创新性和综合性。

创新性主要表现在以下几个方面：一是智能机器人的研发与应用，虽然已有一段较长的历史，但其快速发展与较大范围的普及则是近几年的事情。二是智能机器人作为教学内容进入中小学，无论国内还是国外，目前都处于起步阶段。三是不能简单地把现有的工业机器人或玩具机器人引入中小学，研发制作具有良好适用性的中小学教学用机器人本身即具有创新性。四是中小学智能机器人教学的主要目标之一是培养学生的创新精神，其教学设计、教学模式、教学方法和教学评价也必须具备创新性。五是开展各种展示和竞赛活动是普及智能机器人的重要途径之一，智能机器人竞赛项目的内容、规则以及评分办法等的创意设计都极富创造性和挑战性。

智能机器人课程的综合性是显而易见的。智能机器人集材料、机械制造、能源转换、生物仿真、信息技术之大成，是综合性很强的现代技术。以智能机器人为载体的教学，能够而且必须着眼于培养学生的综合实践能力。现在一些学校将智能机器人教学纳入综合实践课是很有道理的。

此外，中小学智能机器人课程的主要特点还有开放性、发展性、实践性、探究性等。

5. 教学评价

教学评价必须以教学目标为依据，本着对发展学生创新精神和实践能力有利的原则进行。

教学评价要重视教学效果的及时反馈，评价的方式要灵活多样，要鼓励学生创新，主要采取考查学生实际操作或评价学生作品的方式。

6. 机器人进入中小学存在的主要问题

主要问题概述：（1）一些教育行政领导和校长对机器人进入中小学的意义认识不足、重视不够。（2）机器人教学的师资水平和素质亟待提高。智能机器人作为高科技的产物，需要指导教师掌握机器人所涉及学科的相关知识和技能，但实际情况是很多教师尚不具备这种能力。（3）中小学机器人教学的目标、内容、方法和评价的理论研究和实践经验尚十分薄弱。（4）教育用智能机器人的教学适用性和性价比尚有待提高。

令人欣慰的是，我虽然离开一线教学已经十几年了， 但与继任者在如何发展机器人教育事业的观点上十分契合。限于篇幅，这里只能择其要点概述：（1）建议将现有的信息技术和通用技术统一为一门课程。根据不同地区或学校的条件和特点，课程名称可以是技术，也可以是人工智能、创客、STEM、综合实践等 。（2）应加快智能机器人进入中小学的进程，要创造条件让更多的学校开设机器人教学，至少要开设选修课或课外活动。（3）应体现蕴含在创客教育、STEM教育中的新教学理念，实施探究式教学模式，以利于培养学生的创新精神和实践能力。（4）重视程序设计教学以培养学生的动态思维能力。（5）高中学段应适度加强人工智能、信息学和工程学等概念和基础理论的教学。

（作者单位：北京景山学校）