王心彤　胡衛(wèi)星

機器人教育是將機器人以各種不同的實踐應用形式運用到日常的教育教學活動中的新型教育模式。常見的機器人教育主要有兩種形式：①作為一門獨立的課程，常見于地區(qū)性、全國性或國際性的機器人比賽。但從總體來看，這種形式受眾較小且呈現(xiàn)出明顯的地區(qū)差異性。②作為信息技術課程的一部分來展開，2018年教育部頒布的《普通高中課程方案和語文等學科課程標準（2017版）》指出機器人教育以中小學信息技術課為媒介來培養(yǎng)學生。[1]

● 中小學機器人教育研究的現(xiàn)狀

1.整體研究情況

筆者在中國知網(wǎng)上以“機器人教育”為關鍵詞搜索2004年至今的文獻，共檢索到相關的文獻1455篇。研究發(fā)現(xiàn)，我國的機器人教育研究大多是面向中等教育，結(jié)合信息技術教育進行具體深入的學生教育研究。

近年來機器人教育不斷發(fā)展。在理論方面，逐漸融合了創(chuàng)客教育、技術教育、創(chuàng)新教育、自主學習等教育理論[2];在技術方面，隨著5G技術的出現(xiàn)與發(fā)展，人工智能、人形機器人、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬機器人等技術得到了廣泛關注;在應用方面，傾向于關注學習過程、教學效果和學習活動等內(nèi)容，注重學生在學習過程中學習方式和思維方式的轉(zhuǎn)變。

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)，讓學生在實踐中培養(yǎng)創(chuàng)造與動手能力;信息技術與教育的深度融合，提高學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。機器人教育在教學實踐研究方面，主要包括九大教學模式（如下頁表）。

● 中小學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：教學目標不具有系統(tǒng)性，各階段教學目標的劃分不夠明確;教學內(nèi)容設計缺乏專家指導;教學活動實施缺少科學性;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，相關配套設施不完善。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)設計與指導。各級各類學校沒有統(tǒng)一的標準參照，常將機器人教育采用碎片化形式穿插在信息技術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作用。從制度上，創(chuàng)新辦學制度，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)學生的創(chuàng)造能力、科學水平、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，課程教學整體上處于缺乏科學規(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。

面對課程特色問題，應當首先明確機器人教育的目的和任務。面對教師專業(yè)培養(yǎng)問題：一方面需要在本科師范生的培養(yǎng)中，設置機器人教育相關的課程;另一方面需要對在職教師進行專業(yè)素養(yǎng)提升，在教師教學能力的定期培訓中，使其及時更新觀念，將校外機器人教育的先進經(jīng)驗積極引入一線教師的教學實踐活動中。

3.教學大多以編程為主，且教學內(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)學校和教育機構(gòu)均以計算機操作且投入較低的編程教學為主，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置不合理、難度梯度與學生不匹配及教學內(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)與應用，降低學校機器人教育成本，促進其深入發(fā)展。同時，積極開展相關研究，確保機器人教育具有可擴展性和開放性，設置恰當?shù)慕逃繕撕驼n程內(nèi)容，結(jié)合學生特征來優(yōu)化難度設置，加強機器人教育與其他學科內(nèi)容之間的融合，從而實現(xiàn)學生動手能力、合作能力和創(chuàng)造能力等的培養(yǎng)與發(fā)展。

4.缺乏相互學習、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，以賽促教的教學形式在培養(yǎng)學生競賽能力和學習積極性的同時，也帶來了過于功利性和缺乏過程性培養(yǎng)等問題。此外，還存在課程領域小眾且應用實踐機會少，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)設機器人教育環(huán)境，學校和教育機構(gòu)可以設置多方向的機器人教育課程供家長和學生根據(jù)自身發(fā)展方向選擇;其次，學?；驒C構(gòu)可以通過創(chuàng)設虛擬機器人平臺，提高學生調(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備為學生提供參與學習、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。

● 中小學機器人教育研究與實踐的新動態(tài)

1.中小學機器人教育專業(yè)理論研究的系統(tǒng)構(gòu)建

我國機器人教育的發(fā)展大致可分為三個階段：第一階段——思想滲透期，主要是嘗試將國外先進的教育理念應用于國內(nèi)的機器人課程。第二階段——初步形成期，受國內(nèi)外機器人競賽和國家層面政策關注的影響，呈現(xiàn)出快速但不平衡的發(fā)展狀態(tài)。第三階段——飛速上升期，隨著《基礎教育信息技術課程標準》的出臺以及各類相關的教育機器人設備的快速發(fā)展，機器人教育開始在學校和社會中得到廣泛實施。機器人教育關注的重點從機器人軟硬件轉(zhuǎn)向機器人應用研究再到機器人教學方法的深入實踐。

2.中小學機器人教育相關技術產(chǎn)品的系列研發(fā)

從技術發(fā)展的角度來看，隨著人工智能技術的逐步發(fā)展，機器人教育產(chǎn)品在校內(nèi)外的應用將更加廣泛，而當前的機器人教育產(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準。面對諸多問題，有必要按照統(tǒng)一標準研發(fā)通用于教學工作的系列產(chǎn)品，這將大大降低學校在機器人教育方面投入的成本，便于學校購置維護和更新各類設施，有利于教育資源的整合和教學實踐經(jīng)驗的交流。

3.中小學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、教學能力以及創(chuàng)造性思維。因此，一方面，部分中小學校可以選拔合適人才，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，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行集團學校之間的統(tǒng)一備課、手拉手學校的集中學習等，先提高區(qū)域內(nèi)機器人教師的水平，再逐漸擴大區(qū)域，逐步提高中小學機器人教師的專業(yè)化水平。在信息化時代，學習意識、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實踐

我國的專家學者提出了以人文底蘊、科學精神、責任擔當、學會學習、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生核心素養(yǎng)的重要教育實踐形式之一。機器人教育與學科課程整合的方式主要有兩種：一種是基于項目的學習，教學方法采用跨學科整合，不帶有學科痕跡，基于項目學習，將真實生活中的科技問題與情境融入到學生的學習過程當中;另一種是與原有學科課堂相結(jié)合，以聯(lián)系現(xiàn)實生活的綜合性主題來整合學科教學內(nèi)容，在學科課堂中滲透機器人教育。引導學生在面對項目時：第一，樹立健康生活的意識，培養(yǎng)生活能力，而非單純獲取應考知識;第二，培養(yǎng)綜合運用多學科知識解決問題的能力，鍛煉問題探究、科學思維以及技術運用等能力;第三，形成正確的情感態(tài)度與價值觀，具備國家、社會以及個人的責任擔當。理論與實踐緊密結(jié)合是機器人教育的一大特色，也是多學科整合教學方式的切入點。

總之，機器人與教育教學的融合發(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應用方面的創(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，廣大中小學學生通過機器人從小學習綜合性前沿知識，養(yǎng)成探索求是的科學精神，培養(yǎng)創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力，發(fā)展問題解決的綜合實踐能力，這才是機器人教育最根本的目的。

參考文獻：

[1]徐多.機器人教育的知識圖譜分析研究[D].錦州：渤海大學，2018.

[2]彭紹東.論機器人教育（上）[J].電化教育研究，2002（06）：3-7.