机器人教育之我见

摘 要 在这个讲究创新的时代,机器人教育受到了高度的关注.但是受到技术、资金、师资的影响,让机器人教育步履维艰.机器人教育不等同机器人竞赛,其目的是培养学生的创新思维和动手能力.本文将从在校师范生的角度来谈谈对机器人教育的现状以及提出合理的建议.

关 键 词 机器人教育 机器人 师范生 合理建议

中图分类号：G642 文献标识码：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

信息时代,大家都非常讲究“创新”这个词,教育也不例外,所以作为创新教育新途径的机器人教育,引起了大家高度的关注.在《基础教育信息技术课程标准》2012版中,指出在小学阶段有“机器人入门”这一拓展模块,在初中则是更深一层次的“机器人设计与制作”模块.而且全国各地的中小学机器人竞赛也正如火如荼地进行.但是大家发现机器人教育的师资情况令人担忧,主要指导工作还都是由信息技术老师来承担.本文主要是谈谈笔者目前接触到的机器人、见习、实习期间所见的中小学机器人教育现状以及对机器人教育的一些看法.

1.我所接触的机器人

在校期间,我接触了一类由公司出售的机器人套装.在接触这类机器人期间,发现了以下几个问题：（1）昂贵.一个套机没有一万也要几千.而且零部件损坏后也只能找该厂家购写,也不便宜.（2）功能单一,开放程度低.纵观中国机器人市场,我们会发现目前中国机器人的品牌十分复杂,没有统一的规范性,这样就会导致不同公司制造的机器人或者说机器人零件互相不能够兼容,开放程度低.（3）多数产品只能适用于比赛,学习及生活方面的功能少.目前中国机器人的一些竞赛还都是由机器人商家和部分高校或者机构联合举办的,这就导致了“你必须写我家产品,才能够参加比赛”的不好现象.

除此之外,值得欣喜的是我还有机会接触到了Arduino机器人,它是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台,最重要的是它是一种开源的硬件.开源就意味着任何人都可以获取相关的所有技术资料.通过资料查询以及自己浅显的理解,Arduino机器人有以下几个优点：

（1）物美价廉.在中国机器人教育之所以没有普及,除了师资力量之外,资金也是其中一个原因.像上面提到的公司出售的非开源的套机,如果中小学要购写这类机器人满足于教学,没有几十万是不现实的.但是Arduino机器人低廉,而且出售Arduino厂家非常多,我们在淘宝上都可以写得到,非常方便,而且用户也可以自己动手制作硬件.

（2）资源丰富,容易学习.由于是开源的,我们可以获取任何Arduino的技术细节,而且在网络上会有很多学习的资料.最重要的是Arduino很容易上手,他开发的目的是针对于非单片机专业的用户,软件环境可以是图形化的,所以连小学生都可以玩Arduino.这样的话,比起之前的非开源机器人更加适合学生去学习,尤其是中小学.此外,教师的压力也会减小.

（3）生动有趣.对于中小学来说,教学的趣味性非常重要.而Arduino通过零部件的变化、代码的变化,就能够做出不一样的效果,而不是只能学习厂家提供的几种功能模块.学生在学习过程中,是能够随着自己的思维和想法去创造的.

以上主要是硬件和软件相互结合的实体机器人.我还接触了虚拟机器人（主要接触了3D萝卜圈这个软件）,主要有四个功能：①建立虚拟仿真场景；②组装虚拟机器人；③编写机器人程序；④在仿真环境下调试运行机器人.这个软件趣味性非常高,首先界面非常美观,适合中小学生,而且仿真度很高,不仅能够组装机器人实现其功能,而且学生可以自己搭建场景,这无疑增加了趣味性也培养学生空间想象能力以及创造力.

2.我所看到的机器人教育

在校期间,我们每一个学期都会去中小学见习.在此期间我也注意到了中小学机器人教学的一些现象,加上很多专家学者的调查,总结出以下几点：（1）发展不均衡.从整体来看,中国机器人教育发展相当不均衡,只有少部分的学校拥有机器人实验室,以及可以给学生提供机器人进行试验.（2）关注机器人竞赛多于关注机器人教育.其实很多人还没有意识到机器人教育是能够使学生全面发展、创新发展,推进素质教育的.因而不够重视平时的教育,关注更多的是机器人竞赛.很多人把机器人比赛看成了机器人教育,这样问题就大了.有一部分家长让自己孩子来参加机器人活动就是为了考试能加分,一旦没有加分政策,家长也就失去了参加活动的动力.而且很多学校为了获得优异成绩,弄虚作检测,由教师担任主要的设计和制作工作,教师完成模型开发制作以后再将使用方法教给学生,学生拿到比赛现场去操作.这其实就失去了机器人教育的意义.（3）师资力量不足.机器人是一个覆盖面非常广的领域,涉及很多学科的专业知识.然而要能够从事机器人教育的教师必须有较高的计算机、人工智能、物理等方面的基础,有着较强的动手能力和创新能力. 3 我的想法和建议

（1）技术方面：如果是真正想让学生学习机器人,培养他们创新思维以及动手能力.那我们就必须从技术来说起,开源的技术才是我们今后的方向.所以不妨尝试Arduino机器人,中小学可以和高校进行对接,在很多大学也会研究这一块,而且技术上会更加成熟.这可以解决中小学机器人教育上技术的不足,也可以使高校研究的机器人应用到教育中.

（2）教育方面：首先最现实的问题就是资金,所以可以用Arduino机器人进行教育,这样就能够节省一大笔资金.而且虚拟机器人也是一个不错的选择,两者可以相互结合起来学习.这两种方式相对于公司的套机来说,它更加开放、有拓展性,而且教师的学习空间也会比较大.

（3）师资方面：这是亟待解决的问题,让师范生在校学习比让其到了工作岗位再去学习更加重要.作为即将成为信息技术教师的我,作为可能成为机器人指导师的我,我更希望我的大学能够提供一些相关的支持.①开设相关的课程.我们专业有开设关于机器人教育的选修课程.但是这还不够,应该把这门课设为必修,而且增加课时数,让我们师范生能够从理论到实践全方位地去学习机器人教育,这样才有可能将这些知识与技术传授给以后的学生.②组织大学生进行竞赛.现在很多竞赛是都基于厂家的竞赛,所以很难达到真正技术上的交流和切磋.所以,高校内部自己可以组织竞赛,或者几个高校联合举办比赛.这样能够促进学习,而且能够相互交流.③走进中小学.作为师范生,我们所学习的技术是要应用到教学去的,所以我们必须要走进中小学,去思考中小学机器人教育的需要.这样就会有一个良性的循环,做到不让技术和教育脱轨,而且这也让我们有了机器人教育的实地体验.

这是从一位在校师范生的需求角度来讲的.那如何对在职的教师进行培训呢,也有三点：①设置学时数.目前很多在职教师并不是非常了解机器人教育,所以应该设置相应的学时数,让教师可以进行学习.②成立学习小组.在职教师本身工作便很繁忙,如果只是一个人学习,可能进步不是很大.但是如果可以成立学习小组的话,不仅能够一起学习,还能够相互探讨、交流技术上的、教育上的问题,而且也能够相互督促.③和高校对接.大学是一个资源极其丰富的地方,接收的信息、资源、技术都是前沿的.所以中小学不妨和高校对接,这样能够学习到更多的知识与技术.