庆阳市少儿机器人编程教育调查研究

杨建奇 李碧荷 王欣欣

摘要：伴随着人工智能技术的飞速发展，机器人编程教育已然成为了新兴的教育方式，从而被国民所认可和普及。编程教育不仅能培养学生的学习兴趣、创造力和动手实践能力，更能培养21世纪下必备的新技能，提升学生的核心素养。本文以发放的1500份调查问卷为数据来源，采用问卷数据计量法、内容分析法相结合的研究方法，着重分析庆阳市机器人编程教育的发展现状，反思庆阳市机器人编程教育的优势以及发展中存在的问题，并对庆阳市机器人编程教育的未来前景与发展趋势做出预测，以期为未来机器人编程教育的发展提供可参考和借鉴的价值。

关键词：机器人编程;少儿教育;庆阳市

引言

当下，人工智能的普及，在我国掀起了中小学生学习机器人编程的热潮，机器人编程教育的力度也在不断的加大。同时2018年，教育部頒布了《普通高中技术课程标准》，将“人工智能初步”和“机器人设计与制作”纳入了选择性必修的课程。但是由于庆阳市地理位置相对偏僻，经济相对落后，与机器人编程相关的教资力量非常薄弱。而且庆阳的机器人编程教育在中小学校并不受到非常的重视，中小学生想要学习机器人编程只能去校外专门的机器人编程培训机构进行学习。因此，本研究主要通过社会调查的方式，分析和研究庆阳地区机器人编程的发展情况，为本地区的机器人编程市场做好底层性研究。

一、少儿机器人编程概述

人工智能在万物互联和大数据的推动下正深刻的改变着人类的生产生活方式。当下的人工智能是一个非常热门的技术，涉及人工智能各个方面的实现。但是归根到底都离不开编写复杂的软件代码，这对人的编程能力有非常高的要求。职业程序员基本是在大学本科阶段才开始接触编程语言，编程本就枯燥无趣，加剧了学习的负担。少儿作为新时代的生力军，如若从小培养孩子对编程的兴趣，为中国人工智能产业积累人才，这将对大数据时代和当地的发展具有极大正面的意义。孩子还能在学编程的过程中思考和解决问题。因此孩子从小接触编程和培养十分必要。在这样的趋势下，少儿机器人编程教育行业逐渐在全国的市场中开辟出了一条道路。

少儿机器人编程是由小学年龄段的学生自行组装机器人和编程程序的学习，我国的机器人教育主要是机器人竞赛和机器人教学。少儿机器人编程教育是指通过学生自行设计、组装、编程、运行机器人，激发学生学习机器人的兴趣、培养学生综合能力的科技类综合学科教育。机器人技术融合了机械原理、电子传感器、计算机软硬件及人工智能等众多先进技术，机器人技术综合了多学科的发展成果，代表了高技术的发展前沿，机器人涉及到信息技术的多个领域。并且机器人编程的教学给中小学的信息技术课程增添新的活力，成为培养中小学生综合能力、信息素养的平台，承载着培养青少年实践能力、创新能力和综合素质的新使命。

二、庆阳市机器人编程教育发展现状

（一）数据来源与研究方法

数据来源以对庆阳市各中小学学生及家长进行问卷调查为主，其中西峰区发放调查问卷600份，有效回收497份，有效回收率82%。庆阳市所辖各县共发放调查问卷900份，有效回收635份，有效回收率70%。总体有效回收率75%，达到研究要求。

本文采用问卷数据计量法和内容分析法相结合的研究方法。先采用问卷数据计量法对1132份有效回收问卷的年龄分布和对机器人编程教育的了解情况分布进行研究，然后利用内容分析法和评价研究两个领域研究庆阳市机器人教育现状。

（二）研究过程与分析

1.研究问卷的计量分析

对有效回收问卷进行数量统计，并计算受调查人群年龄分布和对机器人编程教育的了解情况。为了更清晰把握庆阳市机器人教育的研究趋势，专门统计了庆阳市2家机器人编程教育机构的教学情况。其中一家机器人编程教育机构的教学情况只以当前统计数据为准，预期研究成果可能会存在偏差。统计结果如表1所示。

从表1中可以看出对机器人编程教育有过了解的年龄组从6-12岁到52-62岁之间整体呈下降趋势，这反映了机器人编程教育持续受到少儿和青年的关注。随着年龄的增大，对机器人编程教育做过了解的人数逐渐减少，可以理解为学生备战高考和家长工作繁忙等因素导致。

另外对机器人编程教育了解情况的年龄段主要集中在6-12和13-18岁，反映出机器人编程教育越来越受到庆阳市青少年的关注，这也正符合了智能时代的时代特点。

2.调查问卷的内容分析

利用SQL数据库对有效回收的调查问卷进行字段抽取和频次统计，对机器人编程教育的了解情况统计数据如表2所示。

从表2可以看出对机器人编程教育有深入了解的人数只占有过了解人数的12%，而完全不了解的人数占23%。从有深入了解的人数到完全不了解的人数呈上升趋势，这反映了机器人编程教育在庆阳市还未受到全面重视，机器人编程教育的影响力在庆阳市还未完全铺展开。

（三）发展现状

庆阳市目前仅有两家从事机器人编程教育的培训机构，成立时间最早在2019年4月。两家机构发展时间并不长，这两家都加盟了国内知名的机器人教育集团，教学实力毋庸置疑。但是从师资方面来说，庆阳市从事机器人编程教育的老师人数不足10人。然而在学机器人编程的学生却达到了过百的规模，机器人编程师资不足。造成机器人编程老师缺乏主要是教师的专业相关程度较低和教师薪资水平较低所导致的。在赛事举办和等级评测方面，庆阳市处于几乎空白的局面。仅在北师大庆阳附属中学和东方红小学有过校内的机器人竞赛，社会机器人编程竞赛完全空白。

并且庆阳市机器人编程教育资源集中在西峰区，庆阳市所辖各县对机器人编程教育领域完全空白。这可能是由于注重学生成绩和机器热教育软硬件器材缺乏导致的。

目前影响庆阳市机器人编程教育的因素中，机器人编程教师缺乏的占比最大。从事机器人编程教育的教师的时间仅有1人超过了三年，其余则不超过1年，机器人编程教师的流动性和流失情况都较为严重。

三、庆阳市机器人编程教育总结分析

当前庆阳市机器人编程教育主要集中在市场开发阶段。机器人编程教育是新技术新媒体被广泛接受和应用在教育教学之中的必然产物，正因为技术新所以相应的教育标准也要更新换代，结合机器人技术的特点有所创新。相比于其他城市，庆阳市机器人编程教育的开展与开发刚刚起步，无论是教师数量或教学经验都十分匮乏，缺乏统一的机器人编程教育系统设计和课程标准。目前学生学习机器人编程主要以兴趣班的形式学习，缺乏其他形式的学习、实践和交流平台。

好的方面是庆阳市已经开始尝试将机器人教育实际应用于教育教学中并收到一定的成效，新技术应用的成功就是建立在数次实践与探索基础上的，随着机器人编程课程形势的丰富，庆阳市机器人编程教育也应壮大蓬勃。但是机器人教育的管理和评价领域尚属空白，有待进一步丰富。整体而言，庆阳市有关机器人教育的实践已经小试牛刀，但相关经验的积累和课程化建设依然有相当的提升空间，同样也亟待相关政策的指导和引领。

四、相关建议与对策

（一）建立中小学各学段机器人编程教育连贯性

机器人编程教育是系统的，长期得教育工程，需要根据中国制造2025发展总体规划，根据学生各学段得特点，结合机器人编程教育规律，搭建从学前教育、小学直至高中，乃至到大学的连贯性的机器人编程课程架构体系。

（二）加强庆阳地区机器人编程教育教师队伍建设

中小学机器人编程与人工智能教育对教师有较高要求，庆阳市的机器人编程教师能力亟待提升。特别市人工智能教育师资严重缺乏。庆阳市需充分结合教育局、人社局和相关科技协会等政府部门发布相关的教师人才培养政策的通知，发挥市教育部门，科技协会等专业科技社团作用，共同推动机器人编程与人工智能教师队伍的建设。

（三）积极开展中小学机器人编程相关赛事活动

中小学机器人编程教育需基于系统性、常态性、发展性、普及性的评价体系，评测学生的机器人编程基本概念、构造、功能、设计等专业知识的掌握情况，又能评价学生逻辑思维能力、分析问题和解决问题、综合实践能力、创新能力、团队合作能力和求真务实的精神等。以检验机器人编程教育理念及课程教学过程效果。

（四）积极开展中小学机器人编程相关等级评定工作

机器人编程比赛和活动也是推动机器人编程教育的一个途径，是锻炼学生创新能力的载体。充分结合庆阳市青少年其他技术水平和竞赛活动组織经验，组织开展少儿智能创新比赛为代表的一些优秀的机器人赛事和活动，让比赛成为科普提升、人才选拔和技术交流的平台。

（五）整合多方资源构建机器人编程教育生态

机器人编程教育在学校既要开花又要结果。机器人编程教育应为学生搭建三个平台：学生学习的平台，学生校内展示的平台，向社会媒体展示的平台。中小学机器人编程教育教学与人工智能教育的深度和广度均远远超出中小学校自身能力范围，只有产学结合才能实现机器人编程教育生态的可持续性发展。充分发挥社会组织的桥梁纽带作用，整合全市机器人编程教育领域的高等院校、研究机构、企业等社会资源，搭建起中小学机器人编程教育与人工智能教育生态系统。

五、结论

庆阳市的机器人教育在教学实践、课程体系、校本教材、教师资源等方面，面临诸多挑战，等待解决的主要问题有：未能建成整体的课程体系，对核心的课程和教师专业发展并没有明确方向;缺乏具备较强科学素养的师资队伍;缺少以供交流和实践的机器人教育支撑平台等。针对存在的问题，给出以下建议：首先加强宣传力度，以下达政策性文件作为支持，在此基础上，由专家、学者编制整套核心课程，明确教师发展方向，建成完整的课程体系;吸收国内外已有机器人编程教学优秀案例为己用;创设方便交流和实践的机器人编程教育支撑平台，在实践中实现平台的优化，让真正优秀的机器人编程培训机构展露头角，为广大师生认可和使用。本调查的不足之处在于没有庆阳市有关机器人编程教育的完整数据;但随着越来越多的学生和家长开始关注机器人编程教育，其数据会进一步完善。

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项目简介：本项目为陇东学院创新创业训练项目，项目号2021-01-135。