機器人教育之我見

摘 要 在這個講究創新的時代，機器人教育受到了高度的關注。但是受到技術、資金、師資的影響，讓機器人教育步履維艱。機器人教育不等同機器人競賽，其目的是培養學生的創新思維和動手能力。本文將從在校師范生的角度來談談對機器人教育的現狀以及提出合理的建議。

關鍵詞 機器人教育 機器人 師范生 合理建議

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

Some Ideas on Robot Education

——Ideas of Normal Students in School to Robot Education

XUE Mengru， LI Yao， FU Qiaoling， RUAN Ying

（Wenzhou University， Wenzhou， Zhejiang 325035）

Abstract In this era of innovation， robotics education has been a high degree of attention. But by technology， financing， teacher influence， so that the robot education struggling. Robotics education is not equivalent Robotics Competition， which aims to develop students' creative thinking and practical ability. This article talks about the status of robot education and puts forward reasonable suggestions from the perspective of normal students in the school.

Key words robot education； robot； normal students； reasonable suggestions

信息時代，大家都非常講究“創新”這個詞，教育也不例外，所以作為創新教育新途徑的機器人教育，引起了大家高度的關注。在《基礎教育信息技術課程標準》2012版中，指出在小學階段有“機器人入門”這一拓展模塊，在初中則是更深一層次的“機器人設計與制作”模塊。而且全國各地的中小學機器人競賽也正如火如荼地進行。但是大家發現機器人教育的師資情況令人擔憂，主要指導工作還都是由信息技術老師來承擔。本文主要是談談筆者目前接觸到的機器人、見習、實習期間所見的中小學機器人教育現狀以及對機器人教育的一些看法。

1 我所接觸的機器人

在校期間，我接觸了一類由公司出售的機器人套裝。在接觸這類機器人期間，發現了以下幾個問題：（1）價格昂貴。一個套機沒有一萬也要幾千。而且零部件損壞后也只能找該廠家購買，價格也不便宜。（2）功能單一，開放程度低。縱觀中國機器人市場，我們會發現目前中國機器人的品牌十分復雜，沒有統一的規范性，這樣就會導致不同公司制造的機器人或者說機器人零件互相不能夠兼容，開放程度低。（3）多數產品只能適用于比賽，學習及生活方面的功能少。目前中國機器人的一些競賽還都是由機器人商家和部分高校或者機構聯合舉辦的，這就導致了“你必須買我家產品，才能夠參加比賽”的不好現象。

除此之外，值得欣喜的是我還有機會接觸到了Arduino機器人，它是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺，最重要的是它是一種開源的硬件。開源就意味著任何人都可以獲取相關的所有技術資料。通過資料查詢以及自己淺顯的理解，Arduino機器人有以下幾個優點：

（1）物美價廉。在中國機器人教育之所以沒有普及，除了師資力量之外，資金也是其中一個原因。像上面提到的公司出售的非開源的套機，如果中小學要購買這類機器人滿足于教學，沒有幾十萬是不現實的。但是Arduino機器人價格低廉，而且出售Arduino廠家非常多，我們在淘寶上都可以買得到，非常方便，而且用戶也可以自己動手制作硬件。

（2）資源豐富，容易學習。由于是開源的，我們可以獲取任何Arduino的技術細節，而且在網絡上會有很多學習的資料。最重要的是Arduino很容易上手，他開發的目的是針對于非單片機專業的用戶，軟件環境可以是圖形化的，所以連小學生都可以玩Arduino。這樣的話，比起之前的非開源機器人更加適合學生去學習，尤其是中小學。此外，教師的壓力也會減小。

（3）生動有趣。對于中小學來說，教學的趣味性非常重要。而Arduino通過零部件的變化、代碼的變化，就能夠做出不一樣的效果，而不是只能學習廠家提供的幾種功能模塊。學生在學習過程中，是能夠隨著自己的思維和想法去創造的。

以上主要是硬件和軟件相互結合的實體機器人。我還接觸了虛擬機器人（主要接觸了3D蘿卜圈這個軟件），主要有四個功能：①建立虛擬仿真場景；②組裝虛擬機器人；③編寫機器人程序；④在仿真環境下調試運行機器人。這個軟件趣味性非常高，首先界面非常美觀，適合中小學生，而且仿真度很高，不僅能夠組裝機器人實現其功能，而且學生可以自己搭建場景，這無疑增加了趣味性也培養學生空間想象能力以及創造力。

2 我所看到的機器人教育

在校期間，我們每一個學期都會去中小學見習。在此期間我也注意到了中小學機器人教學的一些現象，加上很多專家學者的調查，總結出以下幾點：（1）發展不均衡。從整體來看，中國機器人教育發展相當不均衡，只有少部分的學校擁有機器人實驗室，以及可以給學生提供機器人進行試驗。（2）關注機器人競賽多于關注機器人教育。其實很多人還沒有意識到機器人教育是能夠使學生全面發展、創新發展，推進素質教育的。因而不夠重視平時的教育，關注更多的是機器人競賽。很多人把機器人比賽看成了機器人教育，這樣問題就大了。有一部分家長讓自己孩子來參加機器人活動就是為了考試能加分，一旦沒有加分政策，家長也就失去了參加活動的動力。而且很多學校為了獲得優異成績，弄虛作假，由教師擔任主要的設計和制作工作，教師完成模型開發制作以后再將使用方法教給學生，學生拿到比賽現場去操作。這其實就失去了機器人教育的意義。（3）師資力量不足。機器人是一個覆蓋面非常廣的領域，涉及很多學科的專業知識。然而要能夠從事機器人教育的教師必須有較高的計算機、人工智能、物理等方面的基礎，有著較強的動手能力和創新能力。

3 我的想法和建議

（1）技術方面：如果是真正想讓學生學習機器人，培養他們創新思維以及動手能力。那我們就必須從技術來說起，開源的技術才是我們今后的方向。所以不妨嘗試Arduino機器人，中小學可以和高校進行對接，在很多大學也會研究這一塊，而且技術上會更加成熟。這可以解決中小學機器人教育上技術的不足，也可以使高校研究的機器人應用到教育中。

（2）教育方面：首先最現實的問題就是資金，所以可以用Arduino機器人進行教育，這樣就能夠節省一大筆資金。而且虛擬機器人也是一個不錯的選擇，兩者可以相互結合起來學習。這兩種方式相對于公司的套機來說，它更加開放、有拓展性，而且教師的學習空間也會比較大。

（3）師資方面：這是亟待解決的問題，讓師范生在校學習比讓其到了工作崗位再去學習更加重要。作為即將成為信息技術教師的我，作為可能成為機器人指導師的我，我更希望我的大學能夠提供一些相關的支持。①開設相關的課程。我們專業有開設關于機器人教育的選修課程。但是這還不夠，應該把這門課設為必修，而且增加課時數，讓我們師范生能夠從理論到實踐全方位地去學習機器人教育，這樣才有可能將這些知識與技術傳授給以后的學生。②組織大學生進行競賽。現在很多競賽是都基于廠家的競賽，所以很難達到真正技術上的交流和切磋。所以，高校內部自己可以組織競賽，或者幾個高校聯合舉辦比賽。這樣能夠促進學習，而且能夠相互交流。③走進中小學。作為師范生，我們所學習的技術是要應用到教學去的，所以我們必須要走進中小學，去思考中小學機器人教育的需要。這樣就會有一個良性的循環，做到不讓技術和教育脫軌，而且這也讓我們有了機器人教育的實地體驗。

這是從一位在校師范生的需求角度來講的。那如何對在職的教師進行培訓呢，也有三點：①設置學時數。目前很多在職教師并不是非常了解機器人教育，所以應該設置相應的學時數，讓教師可以進行學習。②成立學習小組。在職教師本身工作便很繁忙，如果只是一個人學習，可能進步不是很大。但是如果可以成立學習小組的話，不僅能夠一起學習，還能夠相互探討、交流技術上的、教育上的問題，而且也能夠相互督促。③和高校對接。大學是一個資源極其豐富的地方，接收的信息、資源、技術都是前沿的。所以中小學不妨和高校對接，這樣能夠學習到更多的知識與技術。

參考文獻

[1] 張建平.機器人教育：現狀、問題與推進策略.2006.

[2] 曾祥潘.基于開源硬件Arduino的小學機器人微型課程內容設計.2012.

[3] 葛文雙.我國中小學機器人教育發展中的問題分析.2008.

[4] 傅小悌.智能機器人教育發展的師范模式.2010.