蘇文泉

(天津市青少年科技中心 天津 300192)

1 我國青少年機器人教育概況

1.1 機器人教育

機器人教育，通常是指學習機器人的基本知識與基本技能，或利用教育機器人優(yōu)化教育教學效果的理論與實踐。機器人教育是全面提升青少年科學素質(zhì)、培養(yǎng)其創(chuàng)新精神和綜合實踐能力的良好載體。

鄧小平同志指出：“教育要面向現(xiàn)代化、面向世界、面向未來”。機器人教育走進中小學校已經(jīng)成為必然趨勢，對推進教育創(chuàng)新，促進教育改革具有現(xiàn)實意義。智能機器人技術(shù)不是一門獨立的、單一的學科，而是一個學科技術(shù)群，是一門具有高度綜合性、前瞻性和實踐性的學科。開展機器人教育就是把現(xiàn)代化科學技術(shù)知識引入到青少年教育中，培養(yǎng)促進青少年的實踐能力和創(chuàng)新精神，開展研究性學習，讓學生在機器人制作過程中學會合作、探究、創(chuàng)新，充分發(fā)掘?qū)W生自主探究、自主學習的潛能，激發(fā)廣大青少年的學習興趣，提高青少年的科學素質(zhì)。

2003年頒布的普通高中新課程標準將“人工智能初步”及“簡易機器人制作”列入“信息技術(shù)課程”和“通用技術(shù)課程”選修內(nèi)容，由此可見國家對機器人教育的重視。

1.2 我國開展機器人教育的形式

我國開展青少年機器人教育的時間和水平要落后于一些發(fā)達國家。普及程度不高，發(fā)展也不均衡。從地域分布來看，東部好于西部，經(jīng)濟發(fā)展好的地區(qū)好于經(jīng)濟較差的地區(qū)；從開展形式來說，我國中小學機器人教育現(xiàn)在是以興趣小組或第二課堂的形式存在于學校教育中，較多的學校只是以課外活動、各種興趣班、培訓班的形式開展機器人教學。只有部分地區(qū)和學校將機器人教學納入了綜合實踐活動課和信息技術(shù)課教學。

2 我國青少年機器人競賽概況

機器人競賽就是學生綜合能力的競賽。競賽中包含了編程能力、動手能力、合作能力及傳感器和機械等知識在實際過程中的具體應用。20世紀90年代以來，世界各地都掀起了智能機器人競賽熱潮。機器人滅火、機器人奧林匹克比賽、機器人世界杯、FLL工程挑戰(zhàn)賽以及國內(nèi)的各級各類青少年機器人競賽活動為越來越多的青少年提供了了解、接觸和學習這一高科技產(chǎn)物的機會和平臺。

2.1 我國青少年機器人競賽現(xiàn)狀

目前國內(nèi)比較有影響的賽事包括由中國科協(xié)舉辦的中國青少年機器人競賽、中央電教館舉辦的全國中小學生信息技術(shù)與實踐活動和全國中小學電腦制作活動，此外還有中國機器人公開賽、FLL中國選拔賽、VEX中國公開賽等。十多年來，這些賽事吸引了數(shù)以萬計的青少年機器人愛好者參加，并已成為促進機器人教育發(fā)展的重要力量。

以中國科協(xié)舉辦的中國青少年機器人競賽為例，從 2001年第一屆全國青少年電腦機器人競賽(現(xiàn)已改為中國青少年機器人競賽)開始至今已經(jīng)舉辦了13屆。十幾年來，競賽規(guī)模不斷擴大，2001年第一屆競賽只有 10個省市的 200余名學生參加，競賽項目僅有兩個(機器人巡線和機器人創(chuàng)意)；到 2013年的第 13屆中國青少年機器人競賽時已有 30個省市的1,500多名學生參加，競賽項目也增至5個(機器人創(chuàng)意、綜合技能、機器人足球、FLL工程挑戰(zhàn)賽和 VEX工程挑戰(zhàn)賽)，分小學、初中、高中 3個組別。該競賽已經(jīng)成為全國最有影響的青少年機器人賽事之一。

十幾年來，我國青少年機器人項目制作技術(shù)水平迅速提高。每年的競賽都可以看到新的理念、新的技術(shù)、新的器件應用到機器人項目制作上。有很多設(shè)計新穎、性能優(yōu)良的機器人出現(xiàn)在賽場上，競賽水平逐年上升。每年都有一些優(yōu)秀的學生在國際競賽中脫穎而出。

2.2 我國青少年機器人競賽存在的問題

機器人競賽既是一項競技運動也是一項教育交流活動，是展示和交流的平臺。競賽的目的不僅僅是爭第一，更重要的是通過參加競賽展示自己的成果，學習他人的經(jīng)驗，取長補短，提高自身的思辨能力。盡管我國青少年機器人比賽取得長足的進步，但是還存在一些阻礙比賽長遠發(fā)展的問題。

2.2.1 機器人廠商和機器人競賽

機器人競賽成了機器人廠商較量的戰(zhàn)場，每次競賽都可以看到機器人廠商的推銷和宣傳。有的廠家工程師在場外為參賽學生修改程序，有的干脆把學生沒有調(diào)試好的機器人拿過來換一個工程師調(diào)試好的機器人上場競賽。

2.2.2 輔導教師和機器人競賽

每屆競賽都會發(fā)生輔導教師與裁判沖突的情況，究其原因，有的是因為遭受一些不公正的處理和判罰，有的是獲獎心切，還有的是成績和輔導教師的業(yè)績掛鉤，而且有些學校領(lǐng)導的做法也導致某些輔導教師心態(tài)的變化。但無論何時，輔導教師都應明確參加競賽的目的是鼓勵參賽者在電子信息、自動控制等高新科技領(lǐng)域進行學習、探索、研究和實踐，激發(fā)他們的科學興趣。獲獎不是目的，只是一種形式。

2.2.3 參賽者和機器人競賽

隨著機器人競賽得到越來越多學校的關(guān)注、家長的認可和青少年機器人愛好者的追捧，很多學生學習機器人更多是為了參加競賽，有些弊端也逐漸顯露出來，一些不文明行為出現(xiàn)在競賽中。例如有的參賽者在競賽中故意對對方的機器人進行破壞或者干擾，導致他人的作品不能正常運行；有的參賽者不尊重對方隊員，不服從裁判員的判決，只要輸了就拒絕簽字，嚴重影響競賽進程。

2.2.4 裁判員和機器人競賽

裁判員在比賽中扮演著至關(guān)重要的角色，其水平的高低直接影響參賽隊員的現(xiàn)場發(fā)揮。由于部分裁判員缺乏足夠的培訓和實踐，判罰尺度掌握不統(tǒng)一，場上經(jīng)驗不豐富，從而導致一些有爭議的問題出現(xiàn)。因裁判失誤造成的錯誤判斷，會對學生造成心靈傷害。

為了讓競賽本著公平公正的原則開展，在提高學生技術(shù)水平的同時應更多關(guān)注學生在學習過程中的積累和發(fā)展。我們必須端正態(tài)度，正確引導學生面對競賽，明確競賽的目的是為了激勵和促進學生學習，給他們提供一個信息、技術(shù)交流的平臺。

3 青少年機器人競賽對機器人教育的影響

開展機器人競賽活動是普及機器人教育的一個重要途徑，機器人競賽項目的內(nèi)容都極富創(chuàng)造性和挑戰(zhàn)性，將那些比較枯燥的知識變成有趣的研究項目，學生更樂于接受，從而進一步激發(fā)廣大青少年學習機器人知識的興趣。

3.1 機器人競賽促進傳統(tǒng)教育的改革

傳統(tǒng)的應試教育已經(jīng)越來越不能滿足社會發(fā)展的客觀需要，這就要對“應試教育”進行改革，促進“素質(zhì)教育”發(fā)展。

當今，機器人技術(shù)繼計算機和網(wǎng)絡技術(shù)之后為人類社會帶來了新一輪的變革。從學生自身的角度看，他們也需要新穎、有趣的活動。從教育學、心理學的角度來講，青少年在這一時期對新事物具有強烈的好奇心，他們很容易接受新鮮事物。機器人競賽活動的開展既從很大程度上滿足了青少年的好奇心，又為他們搭建了一個施展才華的舞臺。

參與機器人競賽可以提升青少年的學習興趣，使學生進行多項目的研究性學習，有利于培養(yǎng)學生的開放性思維和協(xié)作能力。

3.2 機器人競賽培養(yǎng)學生的綜合能力

舉辦青少年機器人競賽就是為了進一步促進機器人教育的普及，通過競賽培養(yǎng)和鍛煉學生們的動手能力、創(chuàng)新能力、協(xié)作能力和進取精神等。青少年在自己動手設(shè)計機器人項目的過程中會不斷獲取學習經(jīng)驗，學到良好的思維方式，學會與人合作，體驗分享成功的喜悅。

青少年機器人競賽對機器人教育起著推動和促進作用，其創(chuàng)新性、實踐性非常強，對學生的技能培養(yǎng)、科技的社會化都具有重要意義。青少年機器人競賽寓教于樂，極大地激發(fā)了學生的學習興趣，吸引了越來越多的青少年學習機器人知識。機器人教育不但順應了新課改的要求，還可以提高學生自身綜合素質(zhì)，滿足我們對高素質(zhì)、復合型人才的迫切需要，更能促進我國的科技發(fā)展。