淺談機器人教育在中學階段的發展現狀和策略

摘?要：盡管機器人教育在中學階段的發展存在諸多問題，但是學校教育作為社會發展和進步最重要的前沿陣地，中學階段實施機器人教育顯得尤為重要。通過機器人教育可以提高學生的科學技術和科學素養，是實現科技強國和偉大民族復興的重要途徑。

關鍵詞：機器人教育;創客;STEM教育;科技強國;人工智能

機器人一詞起源于1920年捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克的科幻小說《羅素姆萬能機器人》中的主人公，機器人Robot捷克文原意“勞役、苦工”。其實中國古代也出現過很多跟機器人有關的傳說，比如春秋時期著名的木匠魯班曾制造過一只木鳥，能在空中飛行“三日不下”;三國時期蜀相諸葛亮成功創造出了“木牛流馬”，并用其運送軍糧等，但是世界上真正的機器人是近幾十年才創造并發展起來的，真正在中國興起也就是最近的十幾年。目前機器人的發展主要歷經了遙控機器人、編程機器人、智能機器人三個階段，隨著計算機和互聯網的應用普及，智能機器人已經滲透到社會各個領域中，并起到了不可替代的作用。當AlphaGo擊敗人類頂尖的圍棋高手時，人們發現人工智能時代的春天真的已經到來了。

一、 機器人教育在中學階段的興起

機器人教育近年來開始在國內中小學，甚至是高校興起，以機器人為主題的創客逐漸成為很多中小學的特色課程。機器人教育主要通過硬件和軟件兩個方面對機器進行設計、編程、調試，使機器人能夠自主完成某一特定功能或任務。目前在中學階段主要以遙控機器人和編程機器人為主，通過機器人教育，學生可以學習機械、電路、傳感器、計算機編程等方面的綜合知識，充分激發學生自主學習的積極性，培養學生的動手能力、創新能力等綜合素質。

二、 機器人教育在中學階段的發展現狀

（一） 區域發展及其不平衡

在城市或經濟發達地區，機器人教育發展迅速，已經形成了相關的課程和賽事;在農村或經濟欠發達地區，基本沒有與機器人相關的課程，甚至大多數教師和學生對機器人教育也不甚了解。

（二） 競賽活動商業化嚴重

現在的機器人競賽大部分是由某些機器人制造商獨立或聯合教育行政部門舉辦，大部分的競賽都必須使用舉辦方指定的制造商生產的機器人才能參加比賽，由于缺少教育行政部門的有效監管，在競賽組織和師資培訓等方面存在嚴重不足。

（三） 教育部門不夠重視

當前高考依然是最重要的指揮棒，五大學科競賽是自主招生的敲門磚，大部分學生都會把精力放在準備高考或者學科競賽，家長和老師也不愿意讓孩子把時間“浪費”在機器人上;教育行政部門對機器人教育也不夠重視，對學校的軟硬件設施、課程標準、教師培訓等沒有形成科學的管理體系。

（四） 資金設施嚴重不足

相對其他學科的建設，機器人課程的建設所需要的資金要大很多，相關實驗室的建設、各種機械加工工具和參賽費用等都是一筆很大的支出，這也是很多學校不愿參與的一個重要因素。

（五） 師資隊伍嚴重不足

相對硬件的不足，教師的缺失是阻礙機器人教育發展的最大障礙。目前的教師培養體系很少有能直接勝任這門課程的專任教師，大多數是其他學科的教師兼任或者從培訓機構聘請。

三、機器人教育在中學階段的發展策略

機械化、智能化是未來發展的必然趨勢，因此盡管機器人教育在中學階段的發展存在諸多缺點和問題，但是學校教育作為社會發展和進步最重要的前沿陣地，中學階段實施機器人教育顯得尤為關鍵和重要。如何在中學階段開展機器人教育呢？可以通過以下幾個途徑。

（一） 教師的專業化發展是實施機器人教育的關鍵

教師是掌握教育理論和教育方法的專業人才，只有教師掌握了機器人教育的相關知識和技能，才能更好地傳授給學生，同時教師通過學習和培訓，不斷提高自身的技術和水平，可以進一步促進機器人課程的發展。

（二） 校本課程的開發

課程的開發是實施機器人教育的核心。根據學校的實際情況，開設一些有特色的機器人校本課程，比如我校開設的Lego機器人、FRC機器人、Arduino創意設計等，通過校本課程可以培養學生的興趣，提高學生的動手能力，提高學生的科學技術和科學素養。

（三） 學生社團的發展

我校成立了以學生為主體人的機器人社，通過學生社團可以把學校里一些真正喜歡機器人的學生聚集在一起，通過合作式、探究式學習，往往能真正激發學生的興趣和潛能，能創造出更富有創意的作品。

（四） 交叉學科的融合

機器人課程是一門綜合性的學科，也是最符合現在STEM教育所倡導的將Science（科學）、Technology（技術）、Engineering（工程）、Mathematics（數學）有機結合的課程，因此機器人課程更注重培養學生的創新精神、問題解決和合作能力，需要學校各個學科的教師團結協作。

（五） 比賽促進發展

學生做機器，一定不能閉門造車，要走出去多參加比賽，這樣才能更好地交流，不斷積累實戰經驗。目前跟機器人有關的比賽主要包括中國青少年機器人競賽、全國中小學信息技術創新與實踐活動、APRC亞太青少年機器人競賽、FLL機器人世錦賽等，學生可以根據學校實際情況選擇一些賽事參與，不斷發展和提高自身的水平和技術。

（六） 校企交流合作

與高校、職校和企業做機器主要是服務于社會和市場不同，中學生設計、制作機器人可能更多的是出于興趣和愛好，他們往往容易脫離實際和應用，而且制作的技術和水平也相對落后、不成熟，因此中學應加強與周邊高校、職校和企業的交流與合作，引入校外的優秀人才和先進技術，同時也可以為學生創造更多的升學和就業的機會。

（七） 高校自主招生

現在很多國內外高校也很重視學生在中學階段的科技創新活動，也會組織一些相關的活動或者比賽，以此來考查和選拔優秀的學生。因此中學生可以提前做好生涯規劃，通過參加高校的自主招生獲得加分或者獎學金資格。

四、 結語

機器人教育不僅是學習知識，而是學習通向未來的方法;機器人教育不僅是教學生制作機器人，而是教會學生在未來世界獲得一定的生存能力和競爭力;機器人教育不僅是教育，更是實現科技強國、少年強則國強的中國夢，實現即將到來的機器人時代、復興我們中華民族的重要途徑。

參考文獻：

[1]鄭劍春，趙亮.樂高——實戰EV3[M].北京：清華大學出版社，2014.

[2]張玫，邱釗碰，諸剛.機器人技術[M].北京：北京機械工業出版社，2019.

作者簡介：

黃春旭，福建省泉州市，福建省泉州第五中學