袁中果

我跟機器人教育結緣純屬偶然。2003年辦公室搬家時，我在舊辦公室的一個角落里發(fā)現(xiàn)了幾臺機器人，圓圓的胖乎乎的飛行器造型，看起來挺可愛。經(jīng)了解得知，這是學校幾年前采購的供機器人興趣小組使用的，由于之前負責的老師離職，這幾臺機器人已經(jīng)閑置了一段時間了。出于好奇，我就拿了一臺自己擺弄著玩：安裝軟件，編寫程序，下載運行，感覺挺新鮮的。后來幾位學生看到了，也很感興趣，想跟著玩，然后我就帶著學生一起玩。開始只是課下玩，玩的過程中積累了一些案例，然后我申請開設了一門校本選修課，帶著學生在課堂上玩。課堂上玩得意猶未盡，下了課再接著玩，于是又成立了正式的機器人研究小組，進而向學校爭取到了專門的活動場所——機器人實驗室，購置了一些新的機器人設備和器材。再后來有幾位學生告訴我機器人還有競賽，他們想?yún)⒓?，我就帶學生去了，慢慢地也有了所謂的成績：海淀區(qū)一等獎、北京市一等獎，全國一等獎乃至國際金獎。目前，我們的實驗室已經(jīng)發(fā)展到300m2，擔任機器人教學的有4位教師，分別開設不同的課程：有的側重機械結構搭建，有的側重程序設計與人機交互，有的側重單片機開發(fā)與工程創(chuàng)意，還有的側重機器人技術綜合應用的競技課程。

通過系統(tǒng)的機器人課程和項目訓練，學生們在科研活動中學會了獨立思考，提高了解決問題的能力，懂得了“細節(jié)決定成敗”的真正含義，體會到團隊精神的可貴。機器人教育決不是單純的技術教育，而是培育科學素養(yǎng)與創(chuàng)新意識，完善人格素質的一個過程，涉及人生諸多方面。

借助機器人教育可以培養(yǎng)學生科學研究的基本方法與技能

在課程中，我常常以競賽項目作為教學任務，但不是要學生去參賽，僅僅作為項目訓練平臺。我一般要求學生拿到項目任務后，通過網(wǎng)絡檢索文獻資料，學習已有的解決方案，包括英文原版的資料。在文獻研究的基礎上，小組內每個人分別構想一個設計方案，再拿到一起討論，經(jīng)過優(yōu)化組合形成一套最佳的設計方案。然后根據(jù)方案，制作出機器人并編制程序。開始接受任務的時候，學生們還感到難以應對，一般經(jīng)過兩個月的忙碌與試驗之后，才會變得從容不迫，機器人設計已經(jīng)初具規(guī)模。在調試的過程中，每個小組都會遇到這樣那樣的問題，他們一般不會直接找我尋求幫助，而是再次通過深入討論想到了一個好辦法，經(jīng)過反復調試，尋求一個可行性方案，使機器人設計得到優(yōu)化。

學生們進行戰(zhàn)略戰(zhàn)術的研究時，會考慮怎樣與盟友的機器人配合，怎樣避免對方機器人的干擾。他們設想對方可能會采取何種策略，而他們又該如何去應對。他們想好各種可能出現(xiàn)的意外情況，并提前設計好解決的方案。經(jīng)過這樣一個過程，每個孩子的研究能力、動手能力和應變能力都有了很大提高。

通過機器人教育可以培養(yǎng)學生的團隊合作精神和人際交往能力

完成一臺機器人的設計，常常需要幾位學生組成協(xié)作小組，表現(xiàn)優(yōu)秀的小組會獲得參賽的機會。中學生年少氣盛，聚在一起難免出現(xiàn)矛盾。

在一次比賽中，四人組中李賢的遙控器出了故障，機器人失去了控制，加上臨場應變能力不足，因而出現(xiàn)了失誤。組長盧君情急之下埋怨了他幾句，李賢原本情緒不好，當即進行爭辯。兩人之間發(fā)生沖突，李賢賭氣要退出四人組。我先對李賢說：“組里的四個人各有分工，如果一人不干了，那損失會很大，你再好好考慮一下。”然后，我又找來了盧君，說：“你是這個組的組長，要對全組負責。你的首要任務就是協(xié)調組員，團結協(xié)作。小組的運行，第一負責人就是你，這件事怎么處理，你自己來考慮。”盧君心氣漸漸平和下來。接著，我又對李賢說：“你不要總想著別人的不對，希望你能夠換位思考，站在別人的角度想一想。一個小小的失敗可能會導致全局的失敗，我們很可能就會失去晉級的資格。大家都很急，但大家都是對事不對人。”這時，盧君走過來，笑著對李賢說：“我們不要再想這件事了，還是趕緊準備下一場比賽吧?！北R君的大度讓李賢釋懷了，兩個孩子冰釋前嫌，一起投入到下一輪比賽的準備當中。在隨后的比賽中，四名隊友配合得十分默契。

在化解矛盾的過程中，孩子們不僅學會了與自己的隊友團結協(xié)作，還懂得了包容。組員們潛移默化之中學會了吸納別人的意見，體會別人的感情，也學會了彼此之間分享快樂。有的學生甚至說：“如果是我自己的作業(yè)，絕對不會如此賣力。但是身后有一個隊，感到壓力很大，必須努力?！币苍S這就是團隊精神的體現(xiàn)。

通過機器人教育，可以教會學生關注細節(jié)，直面挫折

李陽從初二就選擇了我的機器人選修課，并一直堅持參與活動。他在為期一年的課程學習和課下訓練中，自認為對機器人軟硬件做出了最優(yōu)化的設計，參加比賽必勝無疑。但是比賽當天，因機器人改造過程中一點小小的故障，造成機器人在賽場失去控制，最終未能晉級。

在工程日志上，李陽寫下了如下感悟：因為“意外”發(fā)生的幾率很低，往往被人們忽視，然而正是由于人們的忽視，“意外”的出現(xiàn)往往會使人猝不及防，而后果往往是致命的，不可挽回的。正如我們的滅火比賽，賽前我們做了充足的準備，甚至考慮到了場地摩擦力的影響，并制定了應對方案。然而那個不起眼的彎角卻被我們忽視。當“意外”出現(xiàn)時，便造成了不可挽回的后果。因為誤碰扳機走火的“意外”，埃蒙斯在北京奧運上錯失金牌；因為搬運硝化甘油的“意外”，諾貝爾險些被炸死。生活中因忽視意外而引發(fā)的失敗太多了，又哪里僅限于機器人競賽？我們永遠不能保證“意外”不發(fā)生在我們身上，所以就永遠不要忽視“意外”。這便是我在比賽失利后的思考。比賽失敗了，卻為我?guī)砹藢氋F的思考，或許這也是一件好事。

能夠總結出這樣的經(jīng)驗教訓，這次失敗對李陽而言，比一塊金牌更有價值?？茖W研究容不得半點兒僥幸，急功近利最終只能導致失敗。機器人教育不僅僅是為了讓學生在某些領域取得成功，更多的是讓學生在實踐中得到真知，在失敗中吸取教訓。對一個人成長而言，失敗是科學探索歷程中不可避免的事情，失敗的教訓與成功的經(jīng)驗同樣重要。

近年來，隨著各地對教育投入的增加和對科技教育的重視，機器人教育已經(jīng)越來越普及，機器人已經(jīng)不是什么新鮮玩意，獲獎也成了一種常態(tài)。機器人競賽對機器人教育的推廣無疑起到了積極的促進作用，但近幾年由于科技比賽的獎項常常與高考掛鉤，參賽的功利性越來越強。有些選手的項目甚至由成人完成，學生只不過進行展演而已，青少年科技比賽成了成人之間的競爭。真正的機器人教育者需要拋開浮躁與繁華，放下參賽和獎牌，以玩科技的心態(tài)，通過課程和項目發(fā)展學生的興趣與特長，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)、合作意識和創(chuàng)新精神。在機器人選修課上，可以把學生分為若干組，從機器人的設計、制作、調試運行、程序編制，到論文的撰寫，一系列過程都由學生自己在探索中完成，老師僅在必要時給予指導，絕不代勞。久而久之，學生們的思考能力、動手能力、解決問題的能力和團隊協(xié)作的能力都得到了全面的鍛煉與提高。

機器人教育有助于對學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)

中學階段的機器人教育不應該有太多的功利目的，不要指望學生能取得多大的成就，對學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)也不可能立竿見影，這種影響應該是潛移默化的。

小李曾是我選修課上最調皮的同學，初中時因為故意用膠槍把熱熔膠涂滿工作臺差點被逐出實驗室，升入高中時依然喜歡研究機器人，到高三了每周還要去實驗室玩，時而冒出一個想法在實驗室鼓搗半天。用他的話說：總覺得做機器人的同學每天不冒出來一點新的想法心里難受。小李同學升入清華大學后依然不安分，大一時就基于自己的創(chuàng)意組建了工作室。他目前在讀大四，基于智能穿戴技術，成立了自己的高科技公司，正在積極爭取風投資金。小賀同學初中時是機器人實驗室的活躍分子，曾經(jīng)用自己搭建的樂高器材機器人戰(zhàn)勝了別人公司生產(chǎn)的金屬結構機器人。他玩的時候不局限于現(xiàn)有器材的使用，還喜歡自己研制一些硬件產(chǎn)品，高中時實驗室的既有條件已經(jīng)不能滿足他的創(chuàng)意需求，學校幫他聯(lián)系了清華大學的實驗室開展研究。該同學目前在清華讀研究生，處于停學創(chuàng)業(yè)階段。他基于自己的無線充電技術研究成果，設計并發(fā)布了自己的技術產(chǎn)品，并爭取到了第一筆400萬元人民幣的風投資金。

創(chuàng)新意識是一顆種子，通過機器人教育根植于學生的心田。不管將來學生學習什么專業(yè)，從事什么工作，總有一天它會發(fā)芽、開花。

近年來，隨著國家對教育和科技發(fā)展的重視，機器人技術和產(chǎn)業(yè)在國內取得了快速發(fā)展，從而也促進了機器人教育的發(fā)展，使得機器人教育在全國中小學得到大范圍的推廣和普及。機器人教育必將逐漸從少數(shù)學生可以參與的高端教育，回歸到普通學生也能享受到的科普教育，從以競賽和獲獎為主導的教育，變成培養(yǎng)學生科技素養(yǎng)和創(chuàng)新意識的平臺。國家新一輪的教育改革已經(jīng)啟動，素質教育將從形式和口號慢慢落實到教育實踐的細節(jié)之中。中國未來的教育，將是以促進學生興趣和特長發(fā)展為目標的教育，創(chuàng)新型人才培養(yǎng)是教育的發(fā)展方向，與此配合的多元化人才選拔和培養(yǎng)機制將逐步建立。

（作者單位：中國人民大學附屬中學）