科技馆在机器人教育活动中大有可为（上）.pdf

1、科技馆在机器人教育活动中大有可为（上）随着机器人技术在工业生产、军事、日常生活中的普及，公众越来越意识到培养机器人方面人才的重要性。因此，相关部门纷纷出台政策加强对中小学生进行机器人教育。科技馆作为重要的校外科普机构，也有必要在此领域发挥自己的作用。本文通过分析认为，科技馆的机器人教育应该是中小学校校内机器人教育的补充与提高。在科技馆专业教师的指导下，以学习机器人技术的模式，组织机器人竞赛带动机器人科普活动，以机器人工作室、俱乐部、技术论坛、夏令营、科普车、机器人进校园等多种形式开展中小学生机器人教育。机器人教育活动有助于青少年创新能力的培养随着科学技术的迅猛发展，机器人技术在工业、农业、医疗

2、、空间探测、教育等领域的应用十分广泛，机器人技术给 21 世纪的人类社会带来了更多的福音。机器人技术是现代信息技术与先进制造技术的综合，已成为世界各国竞相发展的科技前沿之一。机器人技术涉及机械工程、电子工程、人工智能、计算机视觉、自动控制、精密仪器、传感和信息等一系列学科，它代表着一个国家高新技术发展的综合水平。青少年在机器人教育活动中需要综合运用电子、机械、自动控制、计算机、信息等多学科知识，发挥团结协作、顽强拼搏、创新不息的精神，在制作机器人活动中不断提高自身科学素养和综合能力。机器人活动使青少年在科技领域不断学习、探索和研究，在培养青少年创新意识和实践能力、提高青少年的科学素养和团队协作

3、精神方面发挥了积极的作用。目前，中小学机器人教育活动主要围绕以下 6 项国内外赛事开展。中国青少年机器人竞赛主办单位：中国科协青少年科技中心竞赛项目：机器人综合技能赛、FLL 工程挑战赛、VEX 工程挑战赛、机器人创意赛、机器人足球赛全国中小学电脑机器人竞赛主办单位：教育部电教馆竞赛项目：机器人灭火、机器人足球、机器人篮球、机器人舞蹈、人形机器人全能挑战赛Robocup Junior（RCJ）世界杯比赛主办单位：中国自动化学会竞赛项目：机器人足球、机器人搜救、机器人舞蹈、Cospace 机器人赛、慧鱼工程技术竞赛、机器人创意闯关（RTEC）FLL（FIRST LEGO League）国际工程挑

4、战赛由美国 FIRST 机构和 LEGO 集团联合主办的一个针对 916 岁孩子的国际性机器人比赛。WRO（World Robot Olympiad）国际机器人奥林匹克机器人大赛由国际奥林匹克机器人委员会（IROC）和 LEGO 教育部主办的国际性机器人比赛。竞赛项目：机器人常规赛、机器人创意比赛、机器人表演赛VEX 机器人世界锦标赛参赛的机器人既能自动程序控制，又能通过遥控器控制，并可以在特定的竞赛场地上，按照一定的规则要求进行比赛。机器人活动的困境 从目前国内机器人活动的现状来看，主要存在以下儿个问题。机器人活动虽然得到广大师生的热爱，但参与人数有限，且主要集中在市区机器人教育在提高学生素

5、质方面的作用已经得到大多数学校的认同，软硬件结合的学习方式改变了过于一贯的重理论轻实践的学习模式。学生在机器人的制作过程中，理论和实践能力同步提高，部分学校在机器人竞赛方面取得了很好的成绩。目前，以机器人竞赛为手段促进机器人科普活动的开展，成为机器人活动的主要形式。按目前竞赛队伍的人员配置看，一个竞赛代表队按项目的不同，可以配置 24 个学生，每所学校、每个项目可以推荐 2 个代表队参加比赛。这样的话，每所学校即使所有项目都参赛，能参加机器人活动的学生数量也非常有限，无法在学生中得到普及。以福州市为例，从 2010 年的 74 支代表队近 200 名选手参赛，发展到 2013 年 144 支代

6、表队 350 名选手参赛。目前全市有 50 多所学校参加了机器人竞赛活动，而 2005 年的参赛学校不足 10 所，参赛选手不足百人，虽然学校和学生的参与热情都大为提高，但在福州市（包括 5 个城区和 8 个县）近 2000 所中小学中，普及率仅约 3%；参与学生的数量上，只有极少的一部分，且主要集中在软硬件条件较好的部分市区学校。机器人器材价格高昂 参加机器人竞赛的代表队为了获得好成绩，都争相配置高标准设备，每套机器人少则数千元，多则上万元甚至几万元，虽然成绩上去了，却无法使该项活动得到普及。在与机器人指导教师的日常交流中，教师们普遍认为缺乏适用、经济的教育机器人器材是目前开展机器人教育活动

7、的首要“拦路虎”。机器人教师专业背景复杂，专业能力参差不齐数据统计，大多数教师来自信息技术、科学、通用技术这 3 个相关性较强的学科，这些教师的专业知识与机器人教学所需知识与能力吻合度较高。除此之外，一些数学、物理、自然等理科教师甚至体育教师也加入到机器人教学活动。虽然教师们有着一腔热情，然而机器人学科是一门交叉性极强的综合性学科，具有不同专业背景的教师在从事机器人活动时，势必遇到知识和技能上的难题。因此，无论是何种专业背景出身的教师，由于机器人教育的综合性和专业性，在从事机器人活动时都有着自身的优势与不足。机器人教育学习资源分散，教学研究资源匮乏新老教师在获取机器人相关知识和技能的途径上存在

8、差异。新教师主要通过参加科协每年举办的若干场相关培训进行学习，且学习的主要内容为机器人竞赛规则解读和技术实现方法，学习途径比较单一、被动。而富有机器人教学经验的老教师，学习途径则显得多样化。除参与培训之外，他们还会主动地通过机器人技术交流网站、博客、QQ 群、自主研究等多渠道获取相关信息。这说明机器人指导教师在成长初期，由于缺乏丰富的机器人教学资源和有效的信息交流平台，只能通过为数不多的培训活动接受知阻，靠自身慢慢积累，摸索到其他的学习资源与渠道，才得以逐步成长。从国内儿大机器人相关网站显示的信息看，大部分都是关于竞赛的通知、报道和技巧分析，或者是爱好者的自娱自乐，而关于机器人教育、教学的讨论

9、与研究、技术资源的共享是极其缺乏的。这主要源于缺乏相对应的教师奖励、职称评定机制，缺乏适合普及的教学模式，教师自身为获取竞赛的好成绩而对相关技术保密，缺乏相关部门和领导的支持，以及缺乏完善的教学内容、教学目标和教学评价机制。中小学机器人教育与高一级院校缺少衔接目前中小学机器人教育方向以竞赛获得名次为目标，缺乏系统、延续性的发展规划，与大学和高职院校的教学研究缺乏有效沟通。大学和高职院校是中小学生的下一站学习基地，相对于中小学来说，拥有良好的师资条件和研究人才，具备先进的实验室和设备，培养的学生也将直按走向各行各业的第一线。如能在中小学和高等、高职院校的机器人教育之间建立一个良好的沟通平台，丰富中小学机器人教育的实验场所和体验平台，可使中小学的机器人教育获得更多的教育资源。