論機器人競賽對青少年機器人教育的影響

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、培養其創新精神和綜合實踐能力的良好載體。

鄧小平同志指出：“教育要面向現代化、面向世界、面向未來”。機器人教育走進中小學校已經成為必然趨勢，對推進教育創新，促進教育改革具有現實意義。智能機器人技術不是一門獨立的、單一的學科，而是一個學科技術群，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代化科學技術知識引入到青少年教育中，培養促進青少年的實踐能力和創新精神，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、創新，充分發掘學生自主探究、自主學習的潛能，激發廣大青少年的學習興趣，提高青少年的科學素質。

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“信息技術課程”和“通用技術課程”選修內容，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達國家。普及程度不高，發展也不均衡。從地域分布來看，東部好于西部，經濟發展好的地區好于經濟較差的地區；從開展形式來說，我國中小學機器人教育現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。只有部分地區和學校將機器人教學納入了綜合實踐活動課和信息技術課教學。

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工程挑戰賽以及國內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物的機會和平臺。

2.1 我國青少年機器人競賽現狀

目前國內比較有影響的賽事包括由中國科協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展的重要力量。

以中國科協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(現已改為中國青少年機器人競賽)開始至今已經舉辦了13屆。十幾年來，競賽規模不斷擴大，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(機器人創意、綜合技能、機器人足球、FLL工程挑戰賽和 VEX工程挑戰賽)，分小學、初中、高中 3個組別。該競賽已經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水平迅速提高。每年的競賽都可以看到新的理念、新的技術、新的器件應用到機器人項目制作上。有很多設計新穎、性能優良的機器人出現在賽場上，競賽水平逐年上升。每年都有一些優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試好的機器人拿過來換一個工程師調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績掛鉤，而且有些學校領導的做法也導致某些輔導教師心態的變化。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域進行學習、探索、研究和實踐，激發他們的科學興趣。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重要的角色，其水平的高低直接影響參賽隊員的現場發揮。由于部分裁判員缺乏足夠的培訓和實踐，判罰尺度掌握不統一，場上經驗不豐富，從而導致一些有爭議的問題出現。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，在提高學生技術水平的同時應更多關注學生在學習過程中的積累和發展。我們必須端正態度，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容都極富創造性和挑戰性，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教育的改革

傳統的應試教育已經越來越不能滿足社會發展的客觀需要，這就要對“應試教育”進行改革，促進“素質教育”發展。

當今，機器人技術繼計算機和網絡技術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，有利于培養學生的開放性思維和協作能力。

3.2 機器人競賽培養學生的綜合能力

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，通過競賽培養和鍛煉學生們的動手能力、創新能力、協作能力和進取精神等。青少年在自己動手設計機器人項目的過程中會不斷獲取學習經驗，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，其創新性、實踐性非常強，對學生的技能培養、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，滿足我們對高素質、復合型人才的迫切需要，更能促進我國的科技發展。