機器人教育

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　　機器人教育是指通過組裝搭建運行機器人，激發學生學習興趣、培養學生綜合能力。

　　機器人的發明、研究及應用實踐是以科學研究和社會生產為需求的，進入到教育是其領域的擴大與發展。但是，由於它所涉及知識的廣泛性和涉及技術的綜合性，這都使的機器人對教育而言具有更多的價值。根據有關機器人教育專家的研究與實踐，機器人教育的應用可以分為五種類型。

　　（1）第一種方式 機器人學科教學（RobotSubjectInstruction，簡稱RSI）

　　機器人學科教學，是指把機器人學看成是一門科學，在各級各類教育中，以專門課程的方式，使所有學生普遍掌握關於機器人學的基本知識與基本技能。其教學目標如下。

　　（1）知識目標：瞭解機器人軟體工程、硬體結構、功能與應用等方面的基本知識。

　　（2）技能目標：能進行機器人程式設計與編寫，能拼裝多種具有實用功能的機器人，能進行機器人及智能家電的使用維護，能自主開發軟體控制機器人。

　　（3）情感目標：培養對人工智慧技術的興趣，真正認識到智能機器人對社會進步與經濟發展的作用。

　　機器人教育成為學科課程，尤其對中小學而言師資、器材、場地及活動經費、教學經驗等都具有很大的挑戰。

　　（2）第二種方式 機器人輔助教學（Robot-AssistedInstruction，簡稱RAI）

　　機器人輔助教學是指師生以機器人為主要教學媒體和工具所進行的教與學活動。與機器人輔助教學概念相近的還有機器人輔助學習（Robot-AssistedLearning，簡稱RAL），機器人輔助訓練（Robot-AssistedTraining，簡稱RAT），機器人輔助教育（Robot-AssistedEducation，簡稱RAE），以及基於機器人的教育（Robot-BasedEducation，簡稱RBE）。與機器人課程比較起來，機器人輔助於教學的特點是它不是教學的主體，是一種輔助。即充當助手、學伴、環境或者智能化的器材，起到一個普通的教具所不能有的智能性作用。

　　（3）第三種方式 機器人管理教學（Robot-ManagedInstruction，簡稱RMI）

　　機器人管理教學是指機器人在課堂教學、教務、財務、人事、設備等教學管理活動中所發揮的計劃、組織、協調、指揮與控製作用。機器人管理是從組織形式、組織效率等進行發揮其自動化、智能性的特點，即屬於一種輔助管理的功能。

　　（4）第四種方式 機器人代理（師生）事務（Robot-RepresentedRoutine，簡稱RRR）

　　 機器人具有人的智慧和人的部分功能，完全能代替師生處理一些課堂教學之外的其他事務。比如機器人代為借書，代為作筆記，或者代為訂餐、打飯等。利用機器人的代理事務功能，目的是提高與學習相關的，能夠促進學習效率、質量的提高。

　　（5）第五種方式 機器人主持教學（Robot-DirectedInstruction，簡稱RDI）

　　機器人主持教學（RDI）是機器人在教育中應用的最高層次。在這一層次中，機器人在許多方面不再是配角，而是成為教學組織、實施與管理的主人。機器人成為我們學習的對象，這好像是遙不可及的事，但是人工智慧結合虛擬現實技術、多媒體技術等讓它成為實現並非太難，只是如何要越來越符合教育的發展才是更重要的。

　　縱觀機器人進入教育的五大方式，很多功能也是相互輔助、相互關聯、相互融合的，我們不易完全的把它們割裂開來。

　　技術融合了機械原理、電子感測器、電腦軟硬體及人工智慧等眾多先進技術，為學生能力、素質的培養承載著新的使命。機器人教育在教學中體現了以下幾個方面的作用：

　　1、讓學生瞭解機器人的發展和應用現狀，理解機器人的概念和工作方式，為進一步學習機器人技術的有關知識打下基礎。

　　2、讓學生瞭解機器人各個感測器的功能，學習編寫簡單的機器人控製程序，提高學生分析問題和解決問題的能力。

　　3、通過機器人競賽和完成各項任務，使學生在搭建機器人和編製程式的過程中培養動手能力、協作能力和創造能力。

　　4、充分體現了學生的主體地位和老師的主導作用，有目的的培養學生的科學素養。

　　5、實現與國際接軌的需要。日本、美國等一些發達國家高度重視機器人學科教育對高科技社會的作用和影響，已在信息技術課與課外科技活動開設了有關機器人的課程內容。我國要趕超世界教育先進水平，必須大力加強機器人教育。

　　6、迎接機器人時代的需要。機器人的廣泛應用將極大促進社會生產力的發展與產業結構的調整。開展機器人教育，有助於使我們在機器人時代走向世界前列

　　機器人已經成為呼聲很高的創新教育平臺，並且正在大踏步地走向基礎教育。教育機器人在國內處在起步階段，隨著各地中小學機器人實驗室的迅速建設，它作為課程，一些不成熟的表現也越發明顯，並且遇到了諸多方面的制約：

　　1、教育機器人產品缺乏規範性。國內外機器人製造商開發的教育機器人品牌十分繁雜，且自成體系，互不兼容，開放度較低。

　　2、資金嚴重缺乏，配套組件及設施不夠，給普及增加了難度。 3、機器人教育缺乏科學規劃。機器人教學所使用的“教材”質量不高，大多屬於“產品說明書”或“用戶指南”等，缺少課程與教學專家的參與和指導，且每個學校要獨立開發各自的校本教材，難度較高。

　　4、競賽活動商業化嚴重，教育發展方向偏移。機器人競賽的組織形式，大部分是由某些機器人製造商獨立或聯合舉辦，教育行政部門的監管力度不夠，在競賽規則、裁判確定、獎勵辦法等方面存在較大差異。

　　5、教育行政部門不夠重視，缺少從教育視角進行的研究。當前中小學機器人教育 的開展，在一定程度上是由教育機器人企業在推動。雖然企業在初期所為此作出的貢獻應當予以肯定，但是隨著機器人教育的逐漸深入與普及，亟需教育行政部門、教學研究機構給以充分的關註、協調與引導。

　　6、師資隊伍的良莠不齊。在機器人教育產業化的發展過程中，只有不斷培養大量懂得多學科知識的優秀人才，才能跟上機器人時代的發展步伐。

　　機器人技術綜合了多學科的發展成果，代表了高技術的發展前沿，機器人涉及到信息技術的多個領域，它融合了多種先進技術，沒有一種技術平臺會比機器人具有更為強大的綜合性。引入教育機器人的教學將給中小學的信息技術課程增添新的活力，成為培養中小學生綜合能力、信息素養的優秀平臺。

　　有專家認為，“智能技術是信息技術領域的一個學術前沿，智能機器人的開發與應用全面涉及感測技術、通信技術、智能技術和控制技術，是進行信息技術教育的最佳載體，也是全面培養學生信息素質提高其創新精神和綜合實踐能力的良好平臺。”

　　教育機器人則是一類應用於教育領域的機器人，它一般具備以下特點：首先是教學適用性，符合教學使用的相關需求；其次是具有良好的性能價格比，特定的教學用戶群決定了其價位不能過高；再次就是它的開放性和可擴展性，可以根據需要方便地增、減功能模塊，進行自主創新；此外，它還應當有友好的人機交互界面。

　　為了適應未來科技社會對技術型人才的需要，2003年頒佈的普通高中新課程標準將“人工智慧初步”與“簡易機器人製作”分別列入“信息技術課程”、“通用技術課程”選修內容。教育部新制定的《普通高中物理課程標準(實驗)》也提到“收集資料，瞭解機器人在生產、生活中的應用”的要求。由此可見國家對機器人教育的重視。機器人作為增強學生的動手能力，促進學生思維發展，創新能力訓練的有效工具，在教育界逐漸得到認同。

　　機器人教育進入中小學的主要表現在於競賽，通過競賽體現機器人對學生的設計能力、創新能力進行拉動，以模範的力量推動它全面地進入課程設置。觀察各地中小學機器人教育的方式大體區分以為下四種：

　　第一，通過學校、少年宮、少科站等單位吸入機器人愛好的部分學生，組成智能機器人學習小組，以學員制進行活動，並可代表地區參加各類競賽活動。這種形式是機器人進入中小學生視野最初、最多，也是最有效的方法。

　　第二，把智能機器人技術學習放入綜合實踐活動課中普及，在大中型的城市中非常的普遍，開設情況相對與經濟欠發達地區較成熟。

　　第三，把智能機器人作為信息技術課的內容之一進入中小學信息技術教育課程，這種形式正在形成期，教材的編寫、課程的常規性開設正在起步。但是，這無疑會會為信息技術學科帶來新的活力，對今天信息技術教育重軟體應用輕編程開發的局面會有所改善。

　　第四，智能機器人教育作為研究性課程的形式進入中學，由於研究性學習課程越來越受到重視，由於機器人教育的長期性、個性化決定瞭如果通過研究性學習形式推廣會更有利於對學生創新能力的培養。但是由於研究性課程的地位決定的課時不足，以及班額過大決定的組織難度，這都會影響機器人教育的整體推進。