中学机器人教育现状研究

王家胜

摘 要： 随着信息技术快速发展，当前的机器人技术日新月异，机器人也必然会引起下一次的技术革命。为了可以使我国在机器人竞争中获得有利地位，我们需要进一步加强机器人教育尤其是加强基础教育，从中学开始做好机器人的教育工作。文章以此为分析对象，首先介绍了机器人教育概述，接着分析了影响中学机器人教育发展的要素，最后论述了推进中学机器人教育发展的建议，以便可以更好的做好中学机器人的教育工作，促进中学机器人教育事业向前发展。

关键词： 机器人;教育;发展

近些年来，随着信息技术快速发展，机器人技术获得突飞猛进的进步。在2014年，我国就已经把机器人产业作为未来发展的一个重要方向，因为机器人的革命可能会是下一次工业革命的切入点，因此尽快发展机器人产业有助于在工业革命中把握主动权，有助于提高我国的竞争力。在2019年的5月份，习近平总书记在国际人工智能大会上提到，人工智能与教育结合将会培养出更多创新型人才。机器人教育属于人工智能教育的一个重要方向，符合当前我国人才发展需求，同时也可以适应当前国情发展需求。

1 机器人教育的概述

机器人是人类社会发展到一定阶段的重要产物，当前人类社会对于机器人的定义也并不相同，不同学者对于机器人有不同见解。一些学者认为，机器人主要是指在动作和认知方面与人类具有相类似功能的物体。还有一些学者认为，机器人主要是為了完成特定任务而编制的专门系统物体。本文认为，机器人主要是为了帮助人类完成相对复杂或者难以做到任务而设计出来的专门系统，机器人一般包含有执行系统、控制系统和传感系统组成。机器人的教育主要包含有学科教育、辅助教育等等，本文所探讨的机器人教育主要是为了让学生们了解机器人的相关知识。

2 影响中学机器人教育发展的要素

2.1 社会发展需求

第一，社会发展需求。教育是一个国家发展的重要根基，教育对于整个社会发展也起到了至关重要的作用。当前，随着人工智能技术快速发展，5G技术也已经悄然进入人们的生活。但是，当前智能社会中的高科技人才却出现了供不应求的现象，机器人人才不足就是最为重要的体现。目前，国家也出台了很多政策来进一步加强机器人人才培养，所以机器人教育也会随着当前社会需求不断增加而炙手可热，有助于推动机器人教育又好又快的发展。

第二，区域经济影响。在社会经济发展过程之中，区域经济发展会对本地教育事业产生直接影响，也会改变人们对于教育观念。在我国一二线城市，由于资金设备非常充裕，教育理念也会非常先进，人们也更加重视师资团队建设，同时也会注重学生们创新能力培养，注重产学研结合。对于经济欠发达的地区来说，由于当地资金设备相对匮乏，对于机器人教育常常只会以竞赛活动为主，通过竞赛来进一步促进机器人教育，这种方式主要是为了可以推广机器人的教育理念，可以帮助教师和学生多接触机器人教育，进而通过以点带面的方式推动当地机器人教育事业向前发展。因此，经济发展程度不同也会间接影响到当地的机器人教育发展现状，会影响到教育的形式以及教育的内容。

2.2 师资队伍的建设

第一，师资队伍政策。科学有效政策对于机器人教师队伍发展具有至关重要的作用。在2019年召开的两会之中，一些代表提出需要进一步加大教育的自主权，需要建立起动态的教育编制体制。在我国当前教育编制之中，教育编制往往优先满足文化课学科，对于体育、科学以及信息技术等学科教师编制常常并不重视，这也使得从事这些学科教育的老师工作积极性不高，或者是从事这方面教育的老师数量非常少，因此政策制定也将会直接关系到机器人师资队伍的建设，最终也会关系到中学生机器人教育的质量。

第二，教师本人的专业化程度。机器人教育对于教师具有较高要求，最主要是由于机器人教育本身是一个综合性学科，涉及到工程知识、数学知识、生物知识、物理知识等各方面的知识，所以对于教师的专业化程度要求非常高。教师的专业化程度越高对于机器人教育的发展也越有利，这个要求教师不仅仅拥有丰富的理论知识，同时拥有良好的实践操作能力。

2.3 教学资源

第一，教学资源来源。在当前中学机器人教育之中，教育大部分都是以动手操作为主，因此需要学校提供足够教学场所和教学器材，但是由于机器人教学器材普遍非常昂贵，有些学校难以投入大量资金进行购买。所以，很多中学在机器人教育方面教学器材都非常匮乏。在这种情形之下，学校机器人器材往往来源非常广泛，有来自于企业捐赠，也有来自于学校购买的器材，但是学校购买的器材大部分都是一些零部件，学校很少会整套的进行购买。

第二，教学资源种类。目前，很多中学的机器人教育采用的教学形式都是以社团活动为主，还有些学校会采用竞赛模式，有的则是以信息技术课程来进行教学，很少出现专门的机器人课程形式，同时也没有相应的教材予以辅助，这也导致了中学生在学习机器人相关知识之时理论知识普遍薄弱，对于学习更高难度的机器人知识没有足够的知识储备。

2.4 教育评价

第一，评价内容。评价内容主要包含有对于教学管理评价，对教学评价、对教师评价等等。从不同角度进行评价，所得到的结果完全不同。因此，在进行教育评价之时需要根据评价对象不同制定不同评价体系， 机器人教育在理论和实践方面都取得了不足成绩，如果没有完善评价体系就无法判断机器人教育的教育效果，也很难从客观角度来体现机器人教育的优越性。

第二，评价标准。由于当前我国并没有统一的机器人教育评价标准，所以对于机器人的教育活动常常就出现了很多不同的标准，最为显著的就是在当前的中学机器人竞赛活动之中，举办方往往会提出各种各样的标准来进行比赛，这也导致了当前的机器人教育评价体系的混乱，不利于机器人教育的长远发展。

3 推进中学机器人教育的建议

3.1 建立完善的中学机器人教育的生态系统

生态系统主要是指在一定环境之下，生物群落与周边环境之间所形成的整体关系。教育生态系统主要是指教育类的各个生态要素之间所形成关联性，它是一个动态整体，机器人教育需要实现教育生态系统的重构。为了可以加强中学机器人教育生态系统，中学需要从机器人教育整体出发，需要政府部门给予更多政策支撑。例如，在推动机器人教育向前发展的方向上，国家教育部门需要更多的政策支持，通过以点带面的方式来更好的指导中学机器人教育事业向前发展。与此同时，中学也需要与大学进行沟通协作，需要与社会企业进行对接，这样才能获得更多的资源来进一步供养中学的基础教育，以便可以更好的推动中学机器人教育体系的完善。

3.2 加快机器人教育师资队伍建设

第一，从政策层面进一步加大对于中学教师队伍的培养。目前，我国中学教育中机器人教师不足的一个很重要原因就在于政策支持力度不够，因此需要从国家的角度进行政策扶持，确保中学机器人教师在数量和质量上都可以满足当前的教学需求。

第二，进一步加大培训力度。培训的目标是为了可以更好的提高中学机器人教师的专业素养，同时也可以进一步增加中学机器人教师的意识，不断提高中学机器人教师的综合素养。对于任何一名机器人教师来说，教师都需要掌握足够的综合知识，例如硬件知識、编程知识和机器人各个器件的功能知识，同时还需要明确教学目标，可以选择适合教学的各项方法，具备一定的独立科研能力，这些都可以通过培训来完成。为此学校可以组织教师，充分利用寒暑假的时间进行培训，还可以与高校形成对接帮扶机制，由高校的教授对中学的教师进行培训，进一步提高中学教师在机器人方面的综合能力。

3.3 注重教学资源的开发

第一，进一步加强机器人教材的研发。教材是教师进行次传授的重要依据，对于机器人的教育发展具有非常重要的意义，到目前为止，我国并没有出台一部全国统一的中学机器人教育通用材料，大部分的教师所使用的材料都是自我组建的材料或者是学校单独编制的材料。因此，为了可以更好的普及中学机器人教育，我们需要进一步完善当前的机器人教学材料的编写，可以由全国知名的机器人大家进行机器人的材料编写，材料编写需要符合学生的认知特点，可以将人工智能知识和编程知识都纳入到中学机器人制材料之中。

第二，设置相关的课程。在当前的中学机器人教育之中，中学机器人的教育大致可以分成多种，例如信息化课程教育、课外实践课程教育、社团活动教育、机器人比赛教育等等。为了可以更好的提高机器人教育的质量，可以在中学就开设编程课程，最大限度的激发学生们的学习潜能，提高学生们对于机器人的认知。

3.3 构建科学的机器人教育评价体系

在教学过程之中，有效评价方式有助于提高教师教学水平，同时也可以提高学生的学习质量。科学有效的评价体系可以提高机器人教育的质量，同时也是机器人教育的有效机制保障，有助于进一步提高人才培育的质量。

第一，需要制定出科学有效的评价标准。有效的教育评价标准需要从政府的教育管理、教育投入、师资建设、学校办学水平等方面都需要进行评价。除了教育主管及评价之外，还可以邀请社会中介第三方参与到评价之中，同时还可以借助互联网信息技术进行大数据的精准分析，从而可以使得教育决策部门做好教学部署和决策，进一步完善评价机制。

第二，采用多元化评价方式。尽管当前机器人教育依旧存在很多问题，但是由于机器人教育正处于发展阶段，因此需要进一步鼓励任何与机器人教育有关的活动，在评价方式方面也可以采用多元化的评价方式。目前对于中学机器人的评价方式主要包含有竞赛评价以及机器人等级考试评价等等，但是由于主办方不同，因此评价标准也不同，全国的机器人等级考试主要是以理论和实践两部分组成，与其相对应的评价标准也质量不同。

第三，针对不同的评价对象采用不同的评价体系。在进行机器人教育之前必须对学生进行诊断性的评价，由于机器人教育是理论与实践相结合的教育，更加注重学生们的创新和动手实践能力。因此，学生评价就是学生对自己所学习的内容状况进行评价。对于教师教学效果的评价可以学生们在学习之后是否能够独立完成任务作为标准，在教材评价方面可以借鉴当前的电子教材评价体系，分别制定多个不同的指标，细化每一个指标所包含的具体内容。

4 结语

综上所述，为了可以更好的提高中学机器人教育质量，我们可以建立起完善的中学机器人教育生态系统，同时需要不断加快机器人教育师资队伍的建设，注重教育资源的开发，构建出完善的教学评价体系，以便可以更好的促进中学机器人教育上一个新台阶。

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