王葉 郭培才 陳炎輝 戴程

摘要：為了了解福州市課外機(jī)器人教育發(fā)展現(xiàn)狀，特別是在實(shí)際教學(xué)過程中存在的問題和困境，我們對福州市五家課外機(jī)器人培訓(xùn)機(jī)構(gòu)教學(xué)進(jìn)行了一系列的調(diào)查分析，結(jié)果顯示，盡管我國機(jī)器人教育產(chǎn)業(yè)由來已久，發(fā)展仍然不盡完善，存在專業(yè)師資匱乏、課程體系混亂、影響小眾等諸多問題。由此提出一些應(yīng)對措施及發(fā)展建議，包括加強(qiáng)校企合作，培訓(xùn)優(yōu)秀師資；重視思維培養(yǎng)，明確機(jī)器人教育定位；成立機(jī)器人教育協(xié)會(huì)，推進(jìn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定；創(chuàng)新教育形式，推動(dòng)機(jī)器人教育普及化；開發(fā)網(wǎng)絡(luò)線上課程等。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人教育；課外機(jī)器人教育；普及化

中圖分類號：{G40-01} 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）47-0220-03

一、幼兒機(jī)器人教育市場特點(diǎn)

在人工智能發(fā)展背景下，伴隨著我國基礎(chǔ)教育課程改革的不斷深化，我國青少年兒童機(jī)器人教育迎來了很好的發(fā)展機(jī)會(huì)，只有開展機(jī)器人教育，才能使我們不在人工智能時(shí)代落后?！皺C(jī)器人作為一個(gè)平臺能使學(xué)生全面綜合地了解現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)械、電子、傳感器、計(jì)算機(jī)軟件、硬件、人機(jī)交互、人工智能等諸多領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，并親身接觸和體驗(yàn)現(xiàn)代高新技術(shù)，在學(xué)生獲得科技知識和實(shí)踐能力的同時(shí)激發(fā)他們的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造發(fā)明的潛能?！盵1]在實(shí)際教學(xué)中，機(jī)器人教育的工程思維理念和教育價(jià)值正逐漸被社會(huì)認(rèn)可接受。然而，機(jī)器人教育作為必修課程進(jìn)入中小學(xué)課堂是一個(gè)長期的發(fā)展歷程，扶持機(jī)器人教育市場發(fā)展就成為解決教育需求，實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的有效手段，也為機(jī)器人教育、創(chuàng)客教育進(jìn)課堂做出了有益探索。盡管機(jī)器人教育作為教育形式引入我國已有十多年的時(shí)間，最開始是一些培訓(xùn)機(jī)構(gòu)作為課外培訓(xùn)內(nèi)容來培養(yǎng)孩子的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，后來被一些學(xué)校作為信息技術(shù)教育的載體列入選修課程，但實(shí)驗(yàn)室及教具等硬件投入過大以及專業(yè)師資匱乏一直是機(jī)器人教育正式進(jìn)入必修課的障礙，到目前流行的創(chuàng)客空間和創(chuàng)客教育，又讓機(jī)器人教育發(fā)展打開了一片天地。那么，具有如此強(qiáng)烈時(shí)代色彩和技術(shù)意義的教育板塊，機(jī)器人教育市場現(xiàn)狀如何，發(fā)展方向又在哪里。為了得到一手信息，我們調(diào)查了福州市的五所開設(shè)有機(jī)器人教育課程的幼兒園及托管機(jī)構(gòu)，共142名學(xué)員。對學(xué)生情況，家長情況以及教師情況進(jìn)行了調(diào)查分析，得到了如下數(shù)據(jù)：在實(shí)際調(diào)查中，我們發(fā)現(xiàn)盡管采用分班制度，調(diào)查對象的年齡差異仍然較大，分別在4-12歲不等，有的班級年齡差最多達(dá)到了6歲（4歲-10歲）。學(xué)員性別也略為失衡，男生占比63%，女生占37%，由此看來，融合了機(jī)械原理、電子傳感器、計(jì)算機(jī)軟硬件及人工智能等眾多先進(jìn)技術(shù)的機(jī)器人教育對女生學(xué)員的吸引力相對較低。如何讓機(jī)器人教育能吸引更多的女孩子，促進(jìn)創(chuàng)客教育的公平，是機(jī)器人教育研究的重要課題。在機(jī)器人教育吸引因素的調(diào)查中，機(jī)器人外觀設(shè)計(jì)46%，編程設(shè)計(jì)為27%，綜合知識占比17%，其他因素占比10%，說明在幼兒園及小學(xué)階段，機(jī)器人的外觀搭建和設(shè)計(jì)是吸引孩子最重要的因素，這符合該階段孩子的喜好和接受力，但是目前課堂采用的教具以樂高玩具為主，通常都是設(shè)計(jì)定型的既成產(chǎn)品，且在教學(xué)活動(dòng)中由現(xiàn)成的造型事例，學(xué)員只需要模仿或者局部調(diào)整，實(shí)際上限制了學(xué)員創(chuàng)造力的發(fā)揮。

我們還以問卷形式調(diào)查了家長對機(jī)器人教育的態(tài)度，參加調(diào)查的一共有83位學(xué)員家長，認(rèn)為自己十分了解機(jī)器人教育的只有5位，占總?cè)藬?shù)比例僅為6%，基本了解的為37，占比45%，略有了解的為41，占比49%。可見盡管很多家長選擇送孩子參加機(jī)器人教育培訓(xùn)，大部分家長卻不清楚機(jī)器人教育的內(nèi)涵和本質(zhì)，對機(jī)器人教育能帶給孩子的也一知半解。但令人欣慰的是，大部分家長對機(jī)器人教育都持開放的心態(tài)，認(rèn)為孩子應(yīng)該接受此類教育，并相信能帶來有益效果。

那么，作為機(jī)器人教育的課堂實(shí)施者和主導(dǎo)者，教師又是怎樣看待課外機(jī)器人教育的發(fā)展?fàn)顩r的呢？受訪的12名教師各自談了自己的想法以及機(jī)器人教育課外培訓(xùn)機(jī)構(gòu)發(fā)展的困境。我們將觀點(diǎn)整理起來，主要以下幾個(gè)方面：一是缺少完整規(guī)范的課程體系。教師們拿到的多是零碎的教學(xué)內(nèi)容，沒有根據(jù)學(xué)員學(xué)齡和機(jī)器人知識體系編訂的系統(tǒng)性教材，到底什么樣的知識適合教授給什么年齡的孩子，這讓非專業(yè)出生的教師們也不自信；二是機(jī)器人教師的專業(yè)培訓(xùn)不足，在12名教師中，計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的有5人，教育學(xué)專業(yè)的4人，其他專業(yè)3人，均只接受過短期的崗前培訓(xùn)，這樣就難以建立機(jī)器人系統(tǒng)知識體系，更談不上課堂上的融會(huì)貫通。

二、對策與建議

1.加強(qiáng)校企合作，培訓(xùn)優(yōu)秀師資。與傳統(tǒng)信息技術(shù)課程相比，機(jī)器人教育對教師的知識技能和教育技能要求更高，不僅需要掌握更多的機(jī)器人學(xué)科知識，更要掌握綜合的教學(xué)方法，作為Steam教育的重要代表，機(jī)器人教育融合了科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)以及藝術(shù)等綜合知識，而現(xiàn)在的大學(xué)教育中還沒有設(shè)置專門的機(jī)器人教育專業(yè)，無論是出身于計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)還是教育專業(yè)的教師，都沒有建立完善的學(xué)科知識體系概念，這樣的機(jī)器人教育很難達(dá)到預(yù)想的教學(xué)效果。所以要從高校源頭抓起，培養(yǎng)機(jī)器人教育師資。當(dāng)然，最好的解決方法是高校自身適應(yīng)社會(huì)需要在專業(yè)設(shè)置及課程安排方面進(jìn)行調(diào)整。從企業(yè)的角度來講，企業(yè)可以尋求政府教育部門的幫助，與企業(yè)、高校三方合作，通過訂單式培養(yǎng)或者專業(yè)培訓(xùn)等途徑，解決機(jī)器人教育的師資問題。

2.重視思維培養(yǎng)，明確機(jī)器人教育定位?，F(xiàn)有的機(jī)器人教育“缺乏科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，科學(xué)素養(yǎng)不僅包含科學(xué)知識，更包含了科學(xué)的思維過程和方法，且后者更為重要，機(jī)器人教育作為具有一定智能的現(xiàn)代科技產(chǎn)品，能夠支持學(xué)生進(jìn)行科學(xué)建模和開展各種探究活動(dòng)，培養(yǎng)其科學(xué)素養(yǎng)，但在教學(xué)實(shí)踐中尚未引起足夠重視?！盵2]很多機(jī)器人教育機(jī)構(gòu)僅僅將機(jī)器人技術(shù)知識作為課程的核心或者全部內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容比較單一，不僅會(huì)降低課程的趣味性，在孩子思維開拓方面也沒有過多的幫助。隨著機(jī)器人教育產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，市場上同類品牌的競爭會(huì)日漸加大。家長及孩子在課程甄別方面會(huì)更加準(zhǔn)確，企業(yè)要想長期存活，就必須從客戶角度出發(fā)，滿足用戶需求，所以機(jī)器人教育僅僅作為知識的載體是不夠的，還必須教會(huì)孩子發(fā)現(xiàn)問題解決問題的方法，用創(chuàng)新思維和科學(xué)思維去思考、解決現(xiàn)實(shí)問題。所謂兒童創(chuàng)客教育，就是教會(huì)孩子善用一切資源創(chuàng)造美好生活的方法，這也是機(jī)器人教育的意義所在。

3.成立機(jī)器人教育協(xié)會(huì)，推進(jìn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定。由于缺乏小學(xué)和初中學(xué)段的技術(shù)課程國家標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)器人課程的定位、目標(biāo)、內(nèi)容、評價(jià)、課時(shí)都缺乏依據(jù)。[3]在現(xiàn)有機(jī)器人教育參差不齊的發(fā)展?fàn)顩r下，更需要的是行業(yè)意識和全局眼光，單靠某個(gè)企業(yè)的力量難以推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展，這時(shí)候，一些比較有影響力的企業(yè)可以站出來組織成立機(jī)器人教育協(xié)會(huì)，不僅可以抱團(tuán)取暖，整合資源，促進(jìn)技術(shù)和人才方面的交流合作，還可以通過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定和監(jiān)管規(guī)范市場，促進(jìn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。例如科學(xué)的課程學(xué)齡安排，不同的學(xué)齡接觸不同層次的知識。統(tǒng)一規(guī)范機(jī)器人教育的硬件教材，現(xiàn)在市場上采用的硬件主要有樂高、開源、中鳴、納英特等，不同品牌的機(jī)器人不僅外觀各異，而且控制芯片、數(shù)據(jù)接口、傳感器等都差異明顯，只有先實(shí)現(xiàn)硬件的規(guī)范，才能逐步實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容體系的統(tǒng)一。硬件的準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)除了要統(tǒng)一相關(guān)教學(xué)術(shù)語，最低技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，還要滿足課堂教學(xué)的需要。除了行業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，還可以舉辦和規(guī)范一些機(jī)器人賽事。目前國內(nèi)青少年機(jī)器人賽事魚龍混雜，商業(yè)性過重，難以形成具有全民知名度的大型賽事，也就難以形成全民參與的規(guī)模和氣氛。在推進(jìn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定前，需要統(tǒng)一賽事標(biāo)準(zhǔn)，劃分賽事等級，與政府部門合作，充分調(diào)動(dòng)社會(huì)力量，營造機(jī)器人學(xué)習(xí)的良好環(huán)境。

4.創(chuàng)新教育形式，推動(dòng)機(jī)器人教育普及化。教育的平等是社會(huì)公平的重要體現(xiàn)，普及化則是實(shí)現(xiàn)教育公平的重要途徑，也是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化的條件。作為素質(zhì)教育的新物種，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)孩子創(chuàng)造力的創(chuàng)客教育并不像音樂美術(shù)等藝術(shù)課程一樣直接走入中小學(xué)課堂，受限于經(jīng)濟(jì)、地域甚至是性別等原因，能夠接觸到的孩子只有少數(shù)，那么，從商業(yè)角度分析，如何實(shí)現(xiàn)機(jī)器人教育的普及化呢？一方面是降低成本，動(dòng)輒幾千的教具投入成為限制孩子接觸機(jī)器人教育的重要原因，首先可以選擇性能較好、價(jià)位較低的國產(chǎn)機(jī)器人，比如開源機(jī)器人硬件等。[4]其次是技術(shù)的創(chuàng)新，例如將機(jī)器人教育與現(xiàn)在的VR技術(shù)相結(jié)合，用虛擬機(jī)器人取代現(xiàn)實(shí)的機(jī)器人硬件，降低成本。另外，還可以受共享經(jīng)濟(jì)的啟發(fā)，進(jìn)行教具共享，學(xué)員只需在課上使用，不需完全購買下來，教育機(jī)構(gòu)可以重復(fù)利用，不失為一種很好的解決方法。另一方面是完善服務(wù)，一般而言，多數(shù)孩子以及學(xué)生家長是通過機(jī)器人比賽對機(jī)器人形成最初的認(rèn)識。因此，目前多數(shù)小學(xué)的機(jī)器人教育往往針對少數(shù)擁有興趣的學(xué)生開設(shè)。[5]在競賽性基礎(chǔ)之上加強(qiáng)教育性是吸引更多幼兒家長的重要因素。另外，在實(shí)際調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人教育對男孩子的吸引力明顯要高于女孩子，那么，如何吸引更多的女生加入到機(jī)器人教育課堂呢？首先可以在課程設(shè)計(jì)中多融入一些藝術(shù)內(nèi)容，另外可以從教具的形狀色彩，教師的課堂教態(tài)等方面做出調(diào)整，讓女孩子也愛上機(jī)器人。

5.開發(fā)網(wǎng)絡(luò)線上課程。線上教育一直是教育產(chǎn)業(yè)的重要部分，據(jù)調(diào)查顯示，現(xiàn)在有相當(dāng)比例的人更愿意選擇網(wǎng)絡(luò)課程的方式學(xué)習(xí)相關(guān)學(xué)科知識。在知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)課程與線上直播結(jié)合，與基礎(chǔ)教育課堂互補(bǔ)，有效解決因材施學(xué)和教學(xué)互動(dòng)性的問題。因此，作為具有濃厚時(shí)代色彩的機(jī)器人教育要想不斷發(fā)展，就必然要開發(fā)線上領(lǐng)域，那么誰來做，什么時(shí)候做，怎么做，可能決定著我國機(jī)器人教育產(chǎn)業(yè)的未來。

6.家長積極參與促使兒童由玩到學(xué)。目前，由于兒童機(jī)器人教育還未普及，據(jù)調(diào)查顯示，目前有相當(dāng)大比例的家長并未意識到機(jī)器人教育的必要性，因此，對家長進(jìn)行相關(guān)方面的普及和引導(dǎo)具有必要性。機(jī)器人可以成為兒童綜合能力提升和創(chuàng)新實(shí)踐能力發(fā)展的重要工具，同時(shí)是機(jī)器人教育教學(xué)的載體，只有教師和家長共同努力，為兒童營造良好的學(xué)習(xí)氛圍，兒童機(jī)器人教育的實(shí)施才能取得成效。因此，兒童機(jī)器人教育學(xué)校搭建的平臺，要適當(dāng)?shù)亟o予兒童家長訪問的權(quán)限，讓家長和兒童能夠一同進(jìn)行機(jī)器人的學(xué)習(xí)與操作，讓家長能夠在課外給予孩子充分的發(fā)揮空間，并鼓勵(lì)孩子在學(xué)習(xí)實(shí)踐的過程中解決問題、進(jìn)行創(chuàng)新。[6]

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