第一篇:中小学机器人教育开发与应用心得体会
中小学机器人教育开发与应用心得体会
书院街小学 孔德鹏
一、在中小学开展的机器人教育具有重要的意义。主要体现在以下几个方面:
1.促进教育方式的变革,培养学生的综合能力
在机器人教育中,课堂以学生为中心,教师作为指导者提供学习材料和建议,学生必须自己去学习知识,构建知识体系,提出自己的解决方案,从而有效培养了动手能力、学生创新思维能力。
2.有效激发学习兴趣、动机 “寓教于乐”是我们教育追求的目标。这也是当前教育游戏成为当前研究热点一个原因。学习兴趣是学生的学习成功重要因素。机器人教育可以通过比赛形式,得到周围环境的认可和赞赏,能够激发学生学习的兴趣,激发学生的斗志和拼博精神。
3.培养学生的团队协作能力
机器人教育中大多以小组形式开始,机器人的学习、竞赛实际上是一个团体学习的过程。它需要学习者团结协作,包容小组其他成员的缺点和不足,能够与他人进行有效沟通与交流。在实践锻炼中提高自己的团队协作能力,其效果比普通的教育方式、方法更加有效。
4.扩大知识面,转换思维方式
在机器人的学习过程中,通过制作机器人过程中的实际问题解决,可以学到模拟电路、力学等方面知识,不但对物理学科、计算机学科的教学起到促进作用,同时也扩大、加深了学生科学知识;通过完成任务和模拟项目使学生在为机器人扩充接口的过程中学习有关数字电路方面的知识;通过为机器人编写程序,不但学到计算机编程语言、算法等显性知识,更有意义的是通过为机器人编写程序学到科学而高效的思维方式,逻辑判断思维、系统思维等隐性知识
二、中小学机器人教学活动的几点做法:考虑到中小学生和机器人课程的特点,为培养学生的综合设计能力和创新能力,本人认为机器人教学应该在教学内容、教学方法、教学组织方面一改其它课程的教学模式,走出一条新的路子来。
1、教学内容 :机器人教学应注意学生知识广度的学习。虽然仅通过一门课程来扩充学生的知识面效果有限,但是由于机器人的设计涉及到光机电一体化、自动控制、人工智能等多方面问题,既有硬件设计也有软件设计,所以是让学生了解和掌握大量知识的绝好机会。知识不追求深度,只要求广度。例如在确定教学内容时,注意力不要仅放在竞赛用轮式成品机器人上,还应该关注单片机、嵌入式CPU、各种传感器、电机、机械部件等软硬件技术在机器人和自动化技术上的应用。
2、教学方法:应根据学段和学科情况选择不同的综合设计教学方法。如:小学阶段可让学生完成轮式竞赛用机器人的功能模块组装的设计;初中阶段可进行生活与学习中实用机器人的创意设计;高中信息技术课中可重点对机器人智能软件算法进行设计;而高中通用技术课中可重点对机器人的电气部分、传感器部分、动力部分和机械部分进行相关设计。总之,教学方法应该侧重综合设计,而不是放在问题的分析上。
3、教学组织 机器人教学应事先营造好供学生动手动脑进行设计活动的环境。提供必要的设备和工具(包括工具软件),组织学生进行探究式学习,特别应注意探究式学习三个要素(任务驱动、协作学习、教师引导)的构成,让学生能够充分化动手。同时,还应提倡设计过程的规范化,用于提高学生的综合设计能力。教学活动不仅在课堂上进行,还应组织学生在课余时间做适当的工作,以保证教学的完整性和有效性。
教育机器人活动受到越来越多的师生欢迎,教育机器人必将为我国的素质教育做出应有的贡献,教育机器人的前途是光明的。
第二篇:中小学机器人教育的现状与对策期
口/卢燕 赵晓声
中小学机器人教育主要包括机器人教学、机器人项目实践和机器人竞赛等内容。它极大地丰富了信息技术教育的内涵,并且机器人项目的挑战性、操作性、创新性以及团队合作等特点,完全符合青少年的自我价值需求,学生的多学科综合运用能力、创新能力、团队合作精神和竞争意识能够在机器人教育中得到有效培养。可以说,机器人教育既是素质教育的重要组成部分,又是展示素质教育的理想平台。机器人教育的核心理念是创新思维和科学品质,这与国家科技创新战略的灵魂与宗旨是不谋而合的。中小学机器人教育对提高社会公众科学素养具有基础性和先导性作用。近年来,随着国家基础教育新课程改革的不断深入实施,我国中小学机器人教育有了较快发展,但整体尚处于起步阶段,有很多课题亟待研究。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》将培养学生的创新能力提升到了国家战略的高度,中小学机器人教育作为创新教育的有效载体和实践领域,必将迎来更为广阔的发展空间。在这样的背景下,对中小学机器人教育现状和问题的研究则十分有必要。
进展和趋势
1.在推进素质教育方面的成效显著
机器人教育作为一种全新的教育教学实践,正受到许多学校的重视和关注。笔者从2005年开始接触机器人教育至今,切身感受到了这一变化。积极参加机器人项目的学生都有一个显著特点:良好的表达能力、强烈的挑战精神和竞争意识。这些孩子学习成绩优异,在学校的各项活动中表现出众,具有很强的综合素质。笔者在与一些校长的交流中发现,这些学生的优异表现,在很大程度上影响了一所学校对机器人教育、素质教育的认知深度。2.在硬件建设、教材建设和师资建设上不断完善
机器人教育的硬件环境包括活动室、调试场地、相关电子设备及器材等,软件主要有机器人教材、课外教学资源、教学策略和教学方法等。几年来,我国中小学机器人教育在硬件建设、教材建设和师资建设等方面有了长足发展。尤其近5年来,陕西省建有机器人实验室的中小学校从5所增加到近5 0所。陕西省教育厅组织了多期中小学机器人辅导教师培训班,培养了一支机器人教育骨干教师队伍。3.各级各类竞赛活动广泛开展
几年来,参与各级各类机器人竞赛的学校和学生人数逐年增多,参与范围逐年扩大。以全国中小学生电脑制作活动陕西省机器人竞赛选拔赛为例,5年来,陕西省累计有130多所学校的近1500名学生参加,参赛项目逐年增多,覆盖区域逐年扩大,而且机器人教育不再局限于城市学校,已向全省农村学校发展。4.校外教育初具规模
以陕西省为例,目前机器人校外教育主要有两种形式:第一种是政府投入的校外教育,从2006年开始由省教育厅牵头,为全省各县区的校外活动中心配备教育机器人,已装备50多个县区;第二种是由民间资本运营的校外培训机构,目前主要集中在西安市,较有影响的校外培训机构有5家。这些培训机构的最大优势是:有课程体系、有专业教师(部分培训教师由省内外有一定影响的机器人辅导教师兼任)。同时,他们的经费有保障(民间资本投资)、投入有计划,使机器人创新教育的持续发展得以保证。5.研究探索有了一定发展
在中国期刊全文数据库中以“机器人教育”、“机器人教学”、“机器人竞赛”为关键词,以“主题”为搜索范围,时间范围为2005年—2009年进行检索,结果如下表所示。
从上表可见,虽然中小学机器人教育方面的研究探索进展较慢,但正受到越来越多的关注。“十一五”全国教育技术研究规划首次将《普通中学开设智能机器人课程的实践研究》作为专项课题单列,全国有近20所学校申报并结题。综上所述,我们可以得出这样的结论:中小学机器人教育已经步入了发展的快车道,在学校理念、环境建设、师资建设、竞赛活动以及社会氛围等方面已经具备了一定基础,其发展趋势十分明晰,那就是向课堂化教学发展、向学校常规教育教学发展,并在此基础上,在社会范围内向个性化教育发展、向社区化教育发展。
问题及原因
1.教育行政部门的激励机制不够完善
虽然机器人教育已经得到了国家的高度重视,也形成了良好的社会效应,但总体而言,教育行政部门的引导作用还不够显著,尤其是教育部和各省级教育行政部门还没有出台切实可行的机器人教育推动办法。市、县级教育行政部门缺少国家和省级教育部门的政策支持,在活动资金方面举步维艰,往往处于心有余而力不足的被动局面。2.课程标准和评价机制缺失,机器人教学难以走进课堂
教育部于2003年颁布的《普通高中技术课程标准(实验)》首次在“通用技术”科目中设立了“简易机器人制作”这一选修模块,并在“信息技术”科目中也以选修的形式设立了“人工智能初步”模块。虽然这一举措在课程标准建设上算是迈出了第一步,但几年过去了,国家一直没有对机器人课程或人工智能课程做进一步的完善和修改,尤其是没有将机器人课程列入考试范围,学校开展机器人教育既缺少明确的课程大纲指导,也缺少必要的考试评价机制,极大地制约着机器人课堂教学的开展。
3.没有统一的机器人教材,机器人产品各自为政
国家课程标准的缺失和地方课程的滞后,导致机器人教育缺少统一的教材支持。目前使用的机器人教材大多都由机器人厂家提供。由于此类教材的编写过程缺乏科学规划和教育工作者的参与,没有明确的教学目标,更像是“产品说明书”或“产品用户指南”,在实际教学中难以发挥作用。国家课程标准的缺失也导致市场上的机器人产品缺少统一规范,生产厂家十分繁杂,且自成体系、互不兼容,开放共享程度很低。尤为重要的是,在投入生产前,对这些产品的论证没有教育工作者的参与,换言之,这样的机器人产品没有教育理念的支持,严重降低了其教育价值。
4.机器人竞赛的价值导向存在误区
机器人竞赛是普及机器人教育的重要途径。机器人竞赛是一种任务设计导向的教育活动,其根本目的是教育。由于目前机器人教育没有相应的考试评价机制,机器人竞赛成了唯一的“显性”测评手段,机器人教育的“投入产出效益”很大程度上只能通过竞赛来体现。这直接影响了机器人竞赛的价值取向——教育价值淡化,竞赛成绩高于一切。这导致机器人竞赛存在商业化运作倾向,学生自主设计的程度降低,比赛中也经常见到恶性竞争现象。
对策与建议
1.教育部门在机制建设、政策完善和课程标准建设方面应切实发挥作用
教育部门要制订明确的机器人教育发展规划,在课程体系建设、考试评价和激励机制等方面加以保障。从目前来看,课程标准和评价激励措施的制定已经刻不容缓。课程标准是机器人教育发展的风向标,直接决定着教材开发、师资建设的进度,其重要意义不言自明。评价激励措施对刚刚走上发展快车道的机器人教育更为重要,完善评价激励措施不仅是对学校和教师劳动成果的尊重,也是不可或缺的行政推动举措,笔者呼吁政府和教育行政部门尽快出台相关评价激励政策,将机器人教育纳入中考范围,提高学校和教师的积极性,使机器人教育常规化、普及化。
2.积极建设、开发校本课程或校本教材
在三级课程体系下,校本课程的开发能够有效地实现机器人教育的价值。各学校应该根据实际,在合理选择机器人产品的同时,尽量统一教学内容,逐步对机器人教材进行二次开发,将其转化为适合学校机器人教学实际的校本教材,并在此基础上开发校本课程。陕西省西安高级中学在多年开展机器人教学的基础上,开发了校本教材《智能机器人》,并建设了与之配套的《机器人教育网》;西安交通大学附属小学也建设了校本教材。这两所学校的校本教材既能用于常规教学,也是学生课外学习的优秀资源,为中小学机器人校本课程建设做出了有益探索。
3.加大机器人教师队伍建设力度
机器人教育的深入发展离不开教师队伍的建设,教师队伍建设离不开多层次的教师培训。一般来说,培训分为骨干培训与全员培训。骨干培训由省、市教育部门组织,全员培训则由县、区教育部门组织,也包括各学校的校本培训。我们应将骨干培训与全员培训相结合、集中培训与日常学习实践相结合,重点从教育思想、教学理念和技术素养几个方面实现师资培养的突破。各学校要保持机器人研究团队(包括机器人辅导教师和学生)的梯度发展,保证高质量的研究团队和充足的研究时间,不断为机器人教育注入活力。4.不断完善环境建设
环境建设是开展机器人教育的前提和基础。各学校要加大投入,因地制宜,积极建设机器人实验室,不断完善硬件环境建设,为机器人教育的开展创造条件。同时,各级政府也要在环境建设方面对学校给予支持。
5.处理好机器人竞赛与普及教育的关系
机器人竞赛的根本价值是其教育价值,竞赛是手段,而不是目的。在积极参加竞赛的同时,更要注意大面积地对学生进行普及教育,实现竞赛与普及教学相互依存、相互促进,避免机器人教育走入“竞赛至上”的误区。这要求我们,一方面要合理利用资源,学校可将竞赛机器人和教学机器人分开使用,还可以使用机器人模拟系统或者自主研发一些适合学生动手制作的简易机器人,解决竞赛机器人数量有限导致的“小众化”问题;另一方面,要积极开发课外学习资源,为大多数学生提供自主学习的平台,提高学生的机器人素养。
任何新事物的发展和成长都是长期、动态的过程,机器人教育也是如此。中小学机器人教育的发展不仅受社会经济条件的制约(资金投入、硬件建设等),更与全社会的教育价值观(应试教育为主的教育体制)和教育发展的自身规律(自适应性和自为性)紧密相关。目前来看,尽快形成切合实际的、具有指导意义的机器人课程大纲是当务之急。■
(作者单位:陕西西安建筑科技大学
陕西省电化教育馆)
信息窗
北京市小学电化教育专业委员会
第十二届年会召开
北京市小学电化教育专业委员会第十二届主题年会暨“三优”评选活动于10月12日~14日在北京延庆县召开。
本次年会由北京市小学电化教育专业委员会主办,延庆县教育信息中心、延庆县第一小学、第二小学、第三小学、第四小学、十一学校协办。北京市教委教育信息与网络中心主任武装出席开幕式,各区县年会理事校校长、执行理事及信息与网络教学工作人员共计300多人参加会议。
会议对2011年“三优联评”(优秀教学课件、优质录像课、优秀论文)工作进行了全面总结,并为获奖者颁发了获奖证书,获奖单位和教师在大会上进行了交流研讨。14日,与会代表集体到延庆县第三小学聆听研讨课。
第三篇:中小学机器人培训市场分析
中科机器人:中科机器人是中科院孵化企业中科鸥鹏推出的,其自上而下,从大学到小学推出了一系列教育机器人。其中小学教育机器人是源于美国最出名的教育机器人公司PARALLAX推出的宝贝车系列,独辟蹊径的开发了金属件拼装各种套件,并编写了配套的教材。比较适合6岁以上学生,年龄再小不会用工具就不适合了。它的特点比较鲜明,就是金属片拼装,电路自由搭建,PBASIC语言编程。优点:金属片拼装结构逼真,这在国内是首创的;电路可以自由搭建可以让学生更好的学习传感器的工作原理;并且不局限于图形编程,而是只作为一个过渡。缺点:算是后来者,市场占有率还比较小,推广宣传力度不够,课程体系及配套教材还有待完善。后劲很强,潜力很大,推荐6岁以上学生学习。
乐高:国内西觅亚和搭搭乐乐都是以乐高产品为机器人教学平台,乐高源于丹麦,以玩具起家。乐高教育机器人的特点是塑胶积木拼装,图形软件编程,传感器和控制器封装,不对外开放。乐高机器人培训比较适合4~8岁的学生,年龄再大就感觉没什么东西可以学了,此外,由于传感器和控制器不对外开放,学生也不能更好了解其工作的原理。优点:产品比较成熟,结构拼装简单,编程容易。缺点:由于源于积木玩具,一直无金属拼装件,学生不用使用工具,不能更好的提高学生的动手能力,结构模型不逼真;图形编程局限于自己的传感器,不具有开放性,适合编程入门但不适合一直学习;传感器和控制器封装,学生直接拿来用,使用简单但不能让学生更好的理解其工作原理。毕竟乐高做玩具起家,玩具才是他的老本行。推荐幼儿学习,多动手,多动脑。
好小子:来自台湾,可以说是一家大汇总的机器人培训机构,其本身开发一些面向幼儿学生的塑料拼装积木套件(类似益智玩具),再大的学生都是直接引入其它现成教育机器人产品,不自己开发,比如乐高的、广州中鸣的,parallax的宝贝车系列。由于器材和教材直接引入,所以给人的感觉就是不成系列,本身消化也不够。其8岁以上学生采用C语言编程,对这个年龄段的学生来说还是有点难度。其开发的幼儿课程和器材还是很不错的,推荐幼儿学习,但适龄儿童不推荐继续学习。
国内的广州中鸣和韩端是教育机器人器材提供商,本身不怎么做机器人培训。他们的积木拼装让人很容易想到乐高的,也有类似乐高的图形编程软件。但总体上没有乐高做的精致,当然价钱会便宜一些。有一些小的机器人培训机构也采用他们的器材。
另外还有像东莞博思,上海未来伙伴等教育机器人生产企业,其强项是做竞赛机器人,适合学生参加比赛,但作为系统的机器人学习当然就不行了。
第四篇:教育教学软件的开发与应用(范文)
教育教学软件的开发与应用
长期以来,以凯洛夫的五段教学法为代表的传统教学模式一直在学校占着统治地位。它以教师为中心,学生处于知识的被动接受者的地位,学生学习的主动性被忽视,甚至被压抑,创造性被抹杀。这与现在要培养高素质创造性人才的社会要求相悖,已不再适应时代要求,难以承担起未来社会的重任。
对学生学习规律的研究与当前信息化的社会环境相结合,正在创造出各种高水平、高效率的崭新的学习模式[1]。利用各种现代化技术手段与多种媒体相结合的CAI课件教学就是其中的一种。它以一种全新的视听感觉带来了一种全新的教学模式。随着理论与技术的进步,它也必将给未来的教育带来持久、深远的影响。
一、教育教学软件在现代化教育教学中的地位
教学软件具有多种信息的处理优势,有着良好的交互性。实验心理学家赤瑞特拉(Treicher)的著名的人类获取信息的途径实验表明:人类获取信息的83%来自视觉,11%来自听觉,3.5%来自嗅觉,1.5%来自触觉,1%来自味觉。教学软件提供的刺激既能看,又能听,还能动手操作。这样调动多种感官来获取的信息量远比单一听老师讲课多得多,而且记忆印象也更深刻。因此,有效合理地利用教学软件,可以充分调动学生的多种感官,吸引学生的注意力,使其更好的理解和掌握课堂教学内容。
教学软件有良好的交互性。通过精心设计的问题创设问题情境,有助于培养学生动手实践动脑分析的能力。激发学生自主学习、探究问题的兴趣。调动学生的学习热情,变“要我学”为“我要学”。实现以学生为主体的新型教学模式。这其中教学软件所起到的作用是传统教学手段所无法完成的。随着信息技术的提高,教学理念的丰富,教学软件所起到的作用将日益增加,直至成为教学中不可缺少的一部分。
二、教学软件的使用原则
1.设计为主,理念为先
一个优秀的课件,除了要有精美的画面,互动的流程,动听的音乐这些外在的东西外,其本质内容是精心的设计,只有好的设计理念才能制作出符合实际需要的优秀作品。
2.简洁多样,实用为主
在现阶段由于软硬件设施还不够完善。运用教学软件辅助教学,还难以大面积走入到常规教学课堂。更多的时候还是为了参加一些教学比赛,交流观摩,因此,教学软件的制作应用更注重了软件本身,注重了利用课件这种形式,而忽略了课件在课堂教学中的真正作用。走进了一种为用而用的误区。这样的软件往往更多的注重了外观。画面华丽多彩,动画引人入胜,音乐优美动听,制作精雕细琢,技术日趋复杂,制作周期延长,但在实际教学中却收效甚微,甚至适得其反。究其原因,非教学因素过多的吸引了学生的注意力,使得学生的注意力全在课件上,而不是在教师讲解的内容上。因此,在软件制作上,保证美观的同时,要做到画面简洁大方不冗余。尽可能少的使用非教学因素的动画、声音、图片等视觉冲击力较强的因素(轻松练习时除外)。而对一些较难理解、把握的课程内容则应尽可能地使用声、像、动感等多种因素,增强对学生的刺激,以求得更好的效果。
在制作软件时,还要注意软件的实用性。对于一些可以通过生活中常见实例即可解决或可以简单动手完成的实验,就不用教学软件来解决。只针对那些较抽象,难理解,不易掌握或是需要增加艺术欣赏性的内容才设计软件,以期使学生更容易理解,达到降低学习难度,增强学习效果的目的。这样设计出来的教学软件紧扣主题,高效实用,又降低了制作时间成本,真正起到了辅助教师而不是取代教师的“辅助”教学的作用。
三、逐步转变了教学模式
传统教学模式,老师讲,学生听,一支粉笔,一块黑板一堂课。老师讲什么,学生听什么,老师讲多少,学生学多少,学生的学习完全处于一种被动接受的地位,主动性不强,思维受限制,创造性受到压抑。在这种模式下,培养出来的学生多数不会学习,效率不高,缺乏创新精神,难以适应未来社会激烈的竞争,无法成为高素质的人才。新的教学理论打破传统,提出学生是学习的主体,讲求师生互动,要求主动探索,主动学习,使学生掌握学习方法,学会自我学习。随着教学软件使用的深入,课堂教学逐渐改变了一支粉笔一块黑板的教学方式,开始了灵活多样的教学尝试。
利用教学软件容量大,形象性好的特点提出多样的问题,创设不同的情境,引导学生多动脑分析,培养学生的发散性思维,激发学生的创造力。注意对学生自我学习能力的培养。对于课堂中重点、难点内容,通过设计软件来逐层分析。通过形象的剥洋葱皮似的逐层分析,教会学生一种分析问题的思路和方法,最终得出正确的结论。在这里,软件主要的作用是展示出一个抽象的过程,使学生在学会知识的同时,更能掌握一种分析问题,自我学习的方法。
当今世界,网络技术已经成熟,网络资源日益丰富,网络应用能力已成为未来社会生活的一项基本生存技能。利用网络资源,指导学生自己寻找资料,再分组合作,共同提出问题并分析、总结、概括(最后也可以由教师作总结,由学生来做比照)。这样培养学生主动学习的精神,逐步掌握通过网络自主学习的方法,并加强学生之间团结合作的精神,提高分析概括总结的能力。
第五篇:关于在中小学普及机器人科技教育的建议
关于在中小学普及机器人科技教育活动的建议
一、建议理由
(一)在中小学普及机器人教育的目的和意义
加强中小学科技教育工作,是提高青少年科学文化素质、建设创新型国家和加快社会主义现代化建设的迫切要求。当今世界,以经济为基础、科技为先导、人才为核心的综合国力竞争日趋激烈。党和国家历来高度重视提高青少年的科学文化素质,作为实施科教兴国战略、人才强国战略和建设创新型国家的基础性工程。国务院《全民科学素质行动计划纲要(2006-2010-2020年)》把提高未成年人科学素质列为重中之重的工作;《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》把加强科技教育、提高青少年科学文化素质作为重要任务。在学校开展机器人制作科技教育活动有助于培养学生的动手实践能力、创新思维能力、空间想象能力、科学探究能力、综合应用能力和团结协作能力,同时也是适应新课程改革的需要,对提高中小学生的信息科技素养和推进素质教育具有巨大的促进作用。
1984年邓小平同志一句意义深远的话:“计算机的普及要从娃娃抓起”不仅推动了我国计算机普及事业和信息科技事业的长足发展,也让无数个中国少年儿童跨进了计算机科学的神圣殿堂!30年前,比尔〃盖茨创立了微软公司,成为个人电脑普及革命的领军人物;30年后的今天,他预言:“机器人即将重复个人电脑崛起的道路,点燃机器人普及的导火索,这场革命必将与个人电脑一样,彻底改变这个时代的生活方式。”
机器人技术融合了机械制造、电子技术、信息技术、自动控制、传感器、网络通讯、声音识别、图像处理和人工智能等领域的先进技术,代表了现代高新技术的发展前沿。智能机器人集知识性、趣味性、娱乐性、操作性于一体,是开展学生科技教育、培养学生创新精神和实践能力的有效载体,在中小学校大力推广机器人教育,对促进素质教育、提高中小学生的科技素质,具有重要的现实意义。
随着科学技术的迅猛发展,尤其是计算机技术的高速发展,机器人技术得到广泛应用,机器人技术是现代信息技术和先进制造技术的典型代表,它代表着一个国家高新技术发展的综合水平,现在智能机器人已逐渐走进我们日常生活的各个应用领域,为了提高我国机器人技术的应用水平,提高我国在世界机器人应用领域的竞争力,首先应该在中小学普及机器人教育,把普及机器人教育作为推进科技教育和素质教育的突破口, 加快实施科教兴国、人才强国战略的步伐,为国家培养更多的创新型科技人才。因此我们呼吁:机器人的普及也需要从娃娃抓起,让机器人走进中小学课堂。
(二)国内外开展机器人活动的现状
目前,在欧美、日本、韩国、俄罗斯等国,青少年机器人教育普及程度很高,参与范围广泛,国际上最早的机器人竞赛是发生在1988年,日本广播协会举办了首届机器人比赛,许多发达国家的中小学教育中,都把机器人教育纳入日常教学中,部分国家都把机器人教育纳为信息技术课程的一个板块。而我国机器人教育普及则远远的落在了后面,2001年中国科学技术协会在广州市南沙科学技术馆举办了第一届中国青少年机器人竞赛,2004年8月教育部和中央电教馆第一次把机器人项目纳入中小学电脑作品制作活动,现在我
国虽然也非常重视中小学机器人教育工作,教育部已经确定在部分省市试行将机器人教育作为选修课进入课堂。但是大部分学校只是以课外活动、兴趣小组、培训班等形式开展机器人制作活动和组织个别学生参加各种机器人竞赛,与在中小学全面普及机器人教育还有很大的距离。
(三)影响中小学普及机器人教育的主要因素
目前由于学校受资金短缺和师资匮乏等因素的影响,严得阻碍了机器人教育在中小学校推广和普及。
1、缺乏专项资金,学校参与面窄。由于目前学校没有支持机器人项目的专项教育经费,再者机器人价格昂贵,一台机器人近万元的价格大部分学校难以承受,因此即使部分学校挤出资金购买也是数量极少,因配套设备短缺,只有极少数学生有机会接触到机器人活动,不能达到日常教学中应用的程度,所以普及机器人活动成了一句空话。经过对广州市中小学校开展机器人的现状进行调查发现:2013年广州市有1565所中小学校、170多万名学生、13万名教师,但只有116所学校开展了机器人实验活动,569名学生和152位教师参加了机器人教学和竞赛,所以全市参加机器人活动的学校还不到十分之
一、学生只有万分之
三、教师只有千分之一。即使已经开展了机器人实验的学校,也只限于在兴趣小组中组织活动和参加各种机器人竞赛,真正能接触到机器人的学生和教师相当少。这不仅浪费了教育资源,还有失教育公平。所以目前的机器人教育被称作“精英”教育,也有人戏称为“烧钱”教育。在经济比较发达的广州市尚且如此,在我国的中西部地区或各地农村地区则更不容乐观。所以资金短缺是影响机器人在中小学普及的一个重要因素。
2、技术要求较高,师资力量匮乏。机器人所涉及的知识面比较广泛,其最核心的内容是电子技术、计算机技术和机械制造技术等多学科知识的综合应用,对从事机器人教学教师的专业技术和综合素质要求较高,但目前中小学校这方面的师资严重短缺,很多教师因上大学时还没有机器人这个专业,没有学过机器人专业技术知识,他们只是凭自己的兴趣和热情,边自学边指导学生竞赛,所以中小学机器人师资匮乏也是制约机器人在中小学校普及的一个重要因素。
二、解决办法
(一)把机器人实验室纳入教育信息化建设项目,配备专项经费
现在影响在中小学普及机器人教育的关键因素是学校缺乏建设机器人实验室的专项资金。如果各级政府财政和教育主管部门能出台促进在中小学普及机器人教育的相关政策,就像当年在中小学普及信息技术时规定每间学校必须配备电脑室一样,把机器人实验室作为学校信息化建设的硬性指标,同时把普及中小学机器人教育、学校必须配备机器人实验室同样纳入教育信息化建设项目,由各级政府财政列出专项经费,让每间中小学校配备一个机器人实验室及相关机器人设备,按照目前机器人市场行情,建设一个用于教育型的机器人实验室20万元即可,如果每间中小学校都配备了机器人实验室,就为在中小学普及机器人教育创造了条件。
(二)加强中小学校智能机器人师资队伍的建设
影响在中小学普及机器人教育的第二个关键因素是师资队伍匮乏,机器人涉及的知识面比较宽广,其核心是电子技术、计算机
技术知识及其综合应用。目前在中小学师资中,熟悉计算机技术的不少,主要是一批年轻教师,但是他们大多不熟悉电子技术。所以必须加强中小学机器人师资队伍的建设。
1、呼吁高等师范院校设置电脑机器人制作等相关专业。现在的中小学教师上大学时学校根本没有开设机器人专业,教师自己都不具备相关的专业知识,大部分教师靠自学和参加短期培训来获取相关专业知识,给他们指导学生开展科技教育活动带来了很大困难。所以我们呼吁教育主管部门应督促高等师范院校进行学科设置改革,要求师范院校必须设置“机器人制作”等科技教育类的专业,为中小学校培养一批具有较高专业水平和职业能力的年青的辅导教师队伍,提高辅导教师指导中小学生从事机器人制作的能力。
2、开设继续教育课程,加强在职教师的培训。加强中小学机器人制作辅导教师队伍的建设,可以采取多种途径,如建立市级和区级的机器人制作等科技教育活动交流与体验中心,作为中小学生和教师的科技教育基地,活跃常规研究与实践交流。同时开设机器人制作等项目的科技教育继续教育课程,利用面授与网络课程相结合的方式开展城区中小学和农村学校辅导教师的培训工作,尤其重视农村中小学辅导教师的培训,丰富在职教师的专业知识,提高辅导教师的学历层次和实施科学教育的能力和水平,从而打造一批高素质的辅导教师队伍。通过开展专题培训或开设继续教育课程等多种渠道,培养一批专业化的、能承担机器人课程教学以及指导竞赛活动的教师,以适应机器人教育在中小学普及的需要。
(三)把机器人教育逐步引入中小学的学校教育
目前,许多发达国家的中小学教育都把机器人教育纳入日常教
学中,部分国家都把机器人教育纳为信息技术课程的一个板块。我国也非常重视中小学机器人教育工作,教育部已经确定在部分省市试行将机器人教育作为选修课进入课堂,机器人教育逐步成为中小学技术课程和综合实践课程的良好载体。建议可以借鉴国外中小学人工智能与机器人教育理念与经验以及国内一些先进地区机器人教育走进课堂的做法,结合本地的实际情况,研究探索机器人教育与基础教育课程改革相结合的新途径和新方法,按照不同的学段,与综合实践、信息技术、通用技术等技术类课程有机结合,由教育行政部门牵头,整合教研部门、教育技术部门的力量,以校本课程为突破口,逐步渗透到课堂教学中,逐步把机器人课程引入到中小学课堂,以丰富学校素质教育的内涵。
在中小学中开展机器人教育,就是为了培养中小学生的实践能力和创新精神,把现代化科学技术知识引入中小学科技教育活动中,激发广大中小学生的学习兴趣,提高中小学生的科学素质。以学生的发展为本,以学生的动手实践为核心,引导学生与智能机器人亲密接触,跟上现代科学技术发展的步伐,走出普通教室,走进机器人实验室,培养学生探究科学奥秘的兴趣,激发学生的好奇心和求知欲。充分发挥学生的主体作用,挖掘学生的智力潜能。在中小学普及机器人教育,让中小学生掌握机器人技术,提升青少年的科技素养。为建设创新型国家培养一批创新型科技人才。