浅探中小学机器人教育的意义与瓶颈

吴跃军

摘 要：机器人技术融合了多种科学技术，是现代社会、经济发展的衡量标志之一。机器人技术的发展代表了一个国家高新技术发展水平，同样也象征着一个国家技术改革的深度。机器人教育是信息技术飞速发展的产物，是一门综合性、创新性、渗透性极强的学科。它以创新理论为基本导向，以先进的技术理念和手段，为学生搭建了一个培养信息素养、创新能力、实践能力的优秀平台。

关键词：信息技术；机器人教育的意义；瓶颈与突破；

笔者兼任机器人教练已数年，现就机器人教育活动的意义、所面临的问题与解决办法谈谈自己的看法。

一、机器人教育活动的意义

1.机器人教育符合信息化发展要求

机器人设计涉及了诸多学科领域，包括了计算机技术，融合了材料技术、控制技术以及机械技术和通讯技术，并且在机器人中还应用电、磁力、光、声等物理学知识，因而在信息化教学中，利用机器人教育这一平台不但能够令学生充分掌握课本中所要求的知识点，在动手操作中，学生的知识面也可以得到充分拓展。通过机器人的发展以及现代新型技术的展示，在实践中令学生充分了解传感器作用，对控制编程初步了解，从而在学习中在令学生意识里形成机器人概念框架以及信息技术思维方式，而这是传统的信息技术教学无法比拟的。机器人教育充分体现了学生的主体地位和教师的主导作用，能有目的地培养学生的科学素养。

2、机器人教育活动能全面培养学生的能力

机器人教育出了紧密融合了信息技术课程外具有更强的实践性、技术性以及综合性，通过将多种信息技术融合在一起，通过不断的创造、想象，在实践和总结中获得知识。通过理论、实践相结合的方式，让学生亲力亲为，提高自身的动手能力和创新能力。

学生通过亲手组装机器人、调试传感器、编写程序、完成任务等活动，可以使动手能力、逻辑思维能力、综合应用能力、创新能力等都获得了各方位的训练和提升。

3、机器人教育活动能提升学生的信息素养和技术素养

在机器人技术的教育中，学生需要将具体的活动抽象为编程的思想，再用图形化编程语言或代码程序语言在计算机上编成程序，然后通过计算机和机器人的通讯，将程序下载到机器人的微处理器，通过观察机器人的运行情况来调试、验证、反思、改进程序。并且在机器人的组装调试过程中，学生需要不断熟悉操作技术，反复动脑动手尝试，这个过程可以加深学生对技术的认识和理解，有效提高技术的设计和创造能力，从而提升了信息素养和技术素养。

4.机器人教育活动能培养学生的忍性与毅力、培养团队合作精神

如今的学生，从小以自我为中心，做事情没有耐心，缺乏毅力，只考虑索取与成功，经不起失败与挫折的打击，而机器人的设计与搭建需要一个团队长时间协作才能完成，正如其它的科研一样需要多次的失败与打击，这就培养了学生的团队精神，锻炼了学习的抗挫折能力，从而不为失败而弃馁，既锻炼了心智又唤起了追求成功的事业心，为学习以后的学习成才与成功创业作好伏笔。

二、中小学机器人教育的瓶颈

既然机器人教育有这么多的好处，那么为什么我们身边的机器人教育活动进展缓慢呢？我认为，阻碍机器人进入课堂的原因有以下几点：

首先是经费问题，这点也是最主要的。目前常见的机器人公司有：乐高机器人、未来伙伴机器人、纳英特机器人、中鸣机器人等数十家。目前这些公司在售的教育机器人套件在价格昂贵，常见的套件动辄几千元甚至上万。如果机器人进课堂的话，每个班以50名同学算，每两三人一组，就需要约20套，仅器材就需近十万元，还不包括电池、专用机房和场地等配套设施。因此，可以说开展机器人教学的门槛还是比较高的。

第二个原因是缺乏统一的课程标准和评价标准。由于机器人教育在中小学目前还处于发展的初级阶段，每个学校、每个地区的情况都不一样。而且教育机器人的产品差距很大，机器人的软硬件都不相同，因此在这种情况下很难制定一个统一的课程标准，从而也很难有适合每一个学校的评价标准。

第三个原因是缺乏教材。由于没有课程标准和相应的评分标准，教材的建设也跟不上发展的需要。事实上，机器人教育的实际发展水平和课程标准、评价标准、教材建设是密切相关、互相制约的。只有教育水平普遍提高了，其他几个环节才能相应的跟上去；反过来，只有课程标准、评价标准和教材搞好了，机器人的教育水平才能真正的提高。

第四个原因是对机器人辅导老师的相关培训还很缺乏。目前对老师的培训虽然有在开展，但也是基本入门的培训，高级培训如集成电路、单片机的使用等培训还是比较欠缺，智能机器人技术要求辅导老师的素质应该比较全面，而目前的情况是：不要说那些没搞机器人的老师，即使是那些已经在辅导机器人活动的老师也是一边教、一边自己学，就想摸着石头过河。

其他还有很多因素会阻碍机器人教育活动，如学校校长的重视程度、机器人器材的选择和管理等等也很令人头痛。所有这一切问题都必须得到切实有效的解决。

三、如何开展机器人教育

机器人教育活动的开展方式不仅仅体现在兴趣小组上，可以开设机器人的课内外活动，学习机器人的相关技能和文化知识。急功近利的“竞赛”教育并非机器人教育的精髓所在；少数学生的突出表现也不能代表学生总体水平。因此，驱除功利性而淡化竞赛，但是淡化竞赛并非割裂竞赛与教育。竞赛的目的在于进行推广和宣传，提高学生的兴趣和热情，是我们普及机器人教育的手段。

機器人教育可以采用师生互动、互学的教学模式。以学校统一购买循线机器人套件着手研究，首先对机器人的相关基本知识进行讲解说明，让学生掌握基本内容。机器人是由积木和电路部分组成，先让学生按照图纸搭建，教师布置任务让学生自行完成。其次，教师带领学生进行实践，设计任务结构，课堂展示作品，解决自学过程中的困难，课堂上学生之间，教师与学生之间课堂交流。最后，将基本知识与实际操作结合起来，融会贯通，让学生从中领悟真谛，进行更高级别的创新、学习。学校上课教学时间较短，可以利用网络辅助教学，建立机器人微信群学习平台，教师录制微视频发送微信进学习交流。通过自媒体平台，学校之间可以共享、交流、进步，突破在校学习时间限制，快速提高技能。

四、结语

目前，受各种因素的制约，能够开展机器人教育的学校还不是很多，但是我深信，随着新课程的推广以及学校办学条件的改善，将会有越来越多的学校开展这项活动。作为一名基层教育工作者，我衷心希望能有越来越多的青少年加入到这项活动中来，并且真正从这项 活动中受益，这正是我们这些教育工作者所为之奋斗的真正的目的所在！

【参考文献】：

[1]陈星火：机器人的教育价值分析及教学模式探索

[2]钟柏昌，张禄.我国中小学机器人教育的现状调查与分析[J].中国电化教育，2015（7）：101-107.

[3]杨琳：浅谈中小学智能机器人教育