大力推進智能機器人進入中小學的進程

《信息技術教育》：請您介紹一下目前我國中小學機器人教學活動開展的狀況和存在的問題。

郭善渡：20世紀80年代，北京、上海等地區的青少年科技館、少年宮等科普機構結合單片機和傳感器的開發制作與應用，已開始了簡易機器人的教學活動。90年代以來，隨著人工智能技術的迅猛發展，全世界范圍內掀起了一股智能機器人競賽的熱潮。從美國三一學院的機器人滅火、韓國的FIRA、日本的RoboCup、FLL挑戰賽，到國內的各類青少年機器人競賽活動等，越來越多的青少年有機會接觸、了解和學習這一高科技的產物。

青少年機器人競賽活動推動了機器人進入中小學的進程。國內許多有條件的中小學校紛紛將智能機器人引入校園，開展了一系列豐富多彩、形式各樣的機器人教學活動。目前，我國中小學開展機器人教學活動的形式有：課外科技小組、選修課、綜合實踐活動課和信息技術課等。北京市東城區已經在全區所有小學的信息技術課增加了智能機器人的教學內容，北京市西城區、黑龍江省哈爾濱市等地區也已經開展了較大規模的機器人教學實驗。

我國剛剛進行的第十屆全運會的開幕式第一次使用機器人點燃火炬，這說明機器人正在走進公眾生活。機器人進入中小學已經水到渠成，即將迎來機器人教育發展的新時期。

目前，機器人教學活動存在的問題主要有：

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《信息技術教育》：機器人教育在中小學應該包括哪些內容？

郭善渡：機器人進入中小學或者說“機器人教育”（Robot-Based Education）應該包括以下三方面內容：

1.機器人學科教學（Robot Subject Instruction，簡稱RSI）。

2.機器人輔助教育（Robot-Assisted Education，簡稱RAE）。

3.機器人與傳統學科相互滲透。

目前所說的“機器人教育”主要指的是學習機器人的知識與技能，而較少涉及以上第二和第三兩方面的內容。原因是：信息技術基本涵蓋了人工智能技術和機器人技術。在教育中應用現代信息技術、將信息技術與傳統學科進行整合（或簡言之教育信息化）包括了機器人輔助教育、智能教學代理等內容，一般無須單獨強調此種意義上的機器人教育。因此，我們討論機器人教育也是取其狹義，主要指開設機器人課程和課外活動，學習人工智能和機器人的知識與技能。

《信息技術教育》：“機器人學”是不是一門學科？中小學開展機器人教育是否要設置這門學科？

郭善渡：機器人不是一門學科，而是一個學科技術群。機器人的核心是智能技術，其外延涵蓋了機械、電子、通訊和控制等多個學科和技術領域。我們不可能將大學的相關專業課程簡單地“下放”到中小學來，而必須根據基礎教育的教育目標和學生的認知特點，選取適當的教學內容，使青少年學習機器人的基礎知識和基本技能，培養他們的創新精神和綜合實踐能力。

我們應該注意克服“學科本位”對我們的束縛。機器人進入中小學，絕不意味著要在中小學開設一門“機器人學”的新學科，或者單獨設立機器人課程。目前，許多學校的做法是將機器人的知識與技能，以知識更新的方式納入已經開設的信息技術、通用技術和綜合實踐等課程，更多的學校是以課外活動和各種興趣班、培訓班的模式開展機器人教學，在不增加學生學業負擔的情況下，取得了較好的效果。

《信息技術教育》：您認為中小學智能機器人課程的主要任務是什么？

郭善渡：培養學生對智能機器人的興趣，讓學生了解和掌握以機器人為載體的通用技術與信息技術的基本知識和技能，了解技術的發展及其應用對人類生活和科學的深刻影響。通過智能機器人課程培養學生良好的信息素質、創新精神和實踐能力。教育學生正確認識和理解技術與文化、倫理和社會等問題，樹立正確的技術觀。

《信息技術教育》：中小學智能機器人課程的主要特點是什么？

郭善渡：中小學智能機器人課程的主要特點是創新性和綜合性。

創新性主要表現在以下幾個方面：智能機器人的研發與應用，雖然已有一段較長的歷史，但快速發展與較大范圍的普及則是近幾年的事情；智能機器人作為教學內容進入中小學，無論國內還是國外，目前都處于起步階段；不能簡單地把現有的工業機器人或玩具機器人引入中小學，研發制作具有良好適用性的中小學教學機器人本身即具有創新性；中小學智能機器人教學的主要目標之一是培養學生的創新精神，其教學設計、教學模式、教學方法和教學評價也必須具備創新性；開展各種展示和競賽活動是普及智能機器人的重要途徑之一，智能機器人競賽項目的內容、規則以及評分辦法等的創意設計都極富創造性和挑戰性。

智能機器人課程的綜合性是顯而易見的。智能機器人集材料、機械制造、能源轉換、生物仿真和信息技術之大成，是綜合性很強的現代技術。以智能機器人為載體的教學，能夠而且必須著眼于培養學生的綜合實踐能力。

《信息技術教育》：您認為在中小學開設機器人課程的具體的教學目標是什么？

郭善渡：智能機器人的教學目標在不同學段應有不同的要求和表述，一般說來，主要有以下三個方面：

1.使學生了解智能機器人的概念和工作方式，為進一步學習機器人的有關知識和技能打下基礎。

2.使學生了解和掌握智能機器人一般用到的傳感器和驅動裝置的作用，理解、體會程序是智能機器人的靈魂，了解機器人是怎樣在指揮下工作的，通過為機器人編寫程序學到科學而高效的思維方式，提高邏輯思維能力、規劃能力，提高學生分析問題和解決問題的能力。

3.通過組裝機器人的過程培養學生的動手能力、協作能力和創造能力。

郭善渡：全國中小學計算機教育研究中心研究員，中國教育學會中小學信息技術教育專業委員會理事兼機器人學組負責人。