浅析智能机器人教育发展的师范模式问题探讨

智能机器人教育在学校教育中的地位也越来越重要。无论国内还是国外，开展智能机器人教育活动已经非常普遍。由于没有专门的机器人教育专业，使得我国基础教育领域机器人方面的师资处于接近真空状态。在师范类院校开展智能机器人教育，为基拙教育提供更好的师资力量，也为师范类院校在人才培养模式上带来了新的思考。师范院校开展智能机器人要形成一种师范模式，重点在对学生进行机器人教育指导能力的训练。

　　一、引言

20世纪90年代以来，随着科技的进步，人工智能技术的发展，智能机器人在全世界范围内掀起犷一股热潮。随着机器人技术理念的逐步完善和相关设备更新，人们也笋越来越重视智能机器人的教学和竟赛活动。正是因为看到了这一点，我国的高等教育以及中小学教育在这方面也都投人了巨大的热情和精力，智能机器人教育在学校教育中的地位也越来越重要。笔者通过文献检索发现，智能机器人教育在国内外已不是少数学校的事。

1.国内外高校智能机器人教育开展现状

无论国内还是国外，在高校开设智能机器人教育课程的现象已经非常普遍。但主要是一些综合性大学。比如日本是世界上机器人教育和机器人文化普及最高的国家之一，在日本不仅每所大学具有高水平的机器人研究和教学内容，且每年举行多种不同档次的机器人设计和制作大赛，通过大赛培养了大批机器人技术研究和应用人才，使日本的机器人技术走到了世界前列。其他再比如一些欧美国家，亚太地区等都有该类项目的开设。

在国内，据不完全统计也有为数相当的高校有开设这项课程。其中有包括清华大学、北京大学、北京理工大学、西安理工大学等综合型大学，也有北京师范大学、浙江师范大学等师范类大学，其他还有一些职业技术学院等等。可以说我们的教育界还是注意到了这门新兴的学科，也在这块领域投人了相当的支持和关注。

2.国内外中小学智能机器人教育开展现状

国外青少年热中于机器人基于他们的历史文化环境:一是高新科技(尤其是IT的超速发展);二是漫画、电影、电视、体育竞赛、电子游戏以及互联网的影响。也正是由于这些文化因素的影响，智能机器人教育在国外开展地如火如茶，发展也比较迅速。目前，各国都有举办不同级别、科目、门类的比赛:比如日本的ROBO-ONE比赛至今已经举办了7届，还有“青少年机器人大赛”等，其主要参赛者都是年轻人。与此同时韩国的青少年也在掀起一股机器人热潮，韩国和企业也正在投人大量资金开发机器人产业，并使之商品化。而在美、德、法等国家，机器人产业也正在受到重视，一般采取“官产学”形式。“官”即的支持和调节，“产”即产业界的自我分类的研究和开发，“学”即学校专门设置的课程，进行学校教育。在如此庞大的体系下，机器人产业在国外已占非常重要的地位，尤其在当今的信息技术时代。

我国的智能机器人教育现状又如何呢?据不完全统计，在 2005年全国已有2. 5万余所中小学、320余万学生参与到智能机器人教育当中来。随着这几年经济的快速发展，目前我国中小学参与到机器人教育这个项目当中的人远远超过了上述数据，而且还在不断上升。特别是沿海发达地区，比如上海、广东、浙江、江苏等地区。目前的主要开设形式是校本课程或者兴趣小组等，参与的学生也大多是出于个人兴趣爱好。

3.中小学智能机器人教育的师资现状

　　由于智能技术是信息技术的核心领域，智能机器人也成为了培养学生动手能力、创新能力、协作能力和逻辑思维能力，提高学 生综合素质，开拓智力的平台;同时，也是进行程序设计形象化、成果化教育的平台。

　　目前就已开展智能机器人教育的学校来看，其主要的指导老师就是信息技术老师。智能机器人教育主要多个学科的知识，由于没有专门的机器人教育专业，使得我国基础教育领域机器人方面的师资处于接近真空状态。可以看到中小学信息技术教育在师资方面还存在着诸多欠缺的地方。而计算机科学与技术、教育技术这两类专业在培养目标和培养模式上都带有局限性。比如计算机科学与技术专业，他们培养的人才往往有双重性:一是培养具有教书育人的良好素质，能胜任中小学计算机教育的教师;二是可从事计算机行业的相关人才。而教育技术专业虽然把培养目标调整为“具有良好的信息素质，胜任中小学信息技术课程的教学工作”，但是，目前多数教育技术专业、计算机科学与技术专业的培养模式培养大批“胜任”智能机器人教育课程的教师显然不切实际。
4.关于师范院校开展智能机器人教育的情况

在我们国家而言，智能机器人还属于比较新兴的项目，作为科研重要基地的大学起步也较晚，大家的水平差距相对较小。如果师范院校现在开设该项目，以时机来看，比较恰当。正因为大家处于同一起点，相互之间的差距不是很大，更加有竞争。师范类院校作为为社会培养人才的基地，更应该看到这一事实。目前师范类院校较综合大学来实力上看处于劣势状态，但师范院校由于和基础教育结合紧密，在发展机器人教育方面事实上具有先天优势。为提高师范类院校的竞争地位，增强培养人才的实际能力，创造出师范特色的新的人才培养模式，都值得我们思考并加以实施。

二、师范院校开展智能机器人教育的价值

1师范类院校提高本身竞争力的需要

在师范类院校开设智能机器人教育正是顺应了师范教育改革的潮流。不仅可以为基础教育提供更好的师资力量，也为师范类院校在人才培养模式上带来了新的思考。拓宽了师范生的就业渠道，增强了社会竞争力。

2.中小学智能机器人教育的需要

智能机器人教育引人中小学，不仅有利于信息技术的发展;有利于我们探索教育改革和人才培养的新途径、新方法;有利于高素质人才的培养;同时，也将推动我国智能机器人知识和技术的普及;促进我国智能机器人事业的发展和专业人才的培养;促使新兴的智能机器人产业的形成。因此智能机器人进人中小学已成为一种必然趋势。我们可以通过智能机器人教育这个平台挖掘学生的创造潜能培养造就创新人才。不久的将来，智能机器人教学必将进人我们的周围，越来越多的人员便会参与到其中。如果师范类院校开设智能机器人教学，那么等到这些人员从事到中小学教育以后，他们发挥出来的作用将不可限量。

3.培养学生的诸多能力需要

智能机器人技术是世界强国重点发展的高技术，也是世界公认的打开21世纪大门的钥匙。智能机器人融合了机械、电子、人工智能等技术。如果把它引人教育，不仅有利于信息技术教育的发展;有利于我们探索人才改革和人才培养的新途径、新方法;有利于高素质人才的培养;同时将推动我国智能机器人知识和技术的普及;促进我国智能机器人事业的发展和专业人才的培养;促进新兴产业的形成。实践证明它不仅可以激发学生的想象力，培养学生的设计能力、创造能力、动手能力和跨专业的综合应用能力而且还培养了学生的协作精神。把智能机器人引人师范教育，不仅培养了学生的诸多能力，同时又为师范类院校学生在就业竞争中提供了一项优势，何乐不为?

4.师范性和专业性结合，培养更全面人才的需要

师范教育的根本目的不在于培养文学家、科学家，而是培养能培育文学家、科学家的教育家。在师范类院校开设智能机器人课程便是培养模式上的一种尝试和创新。由于师范类院校其本身的特殊性，它主要为基础教育培养师资力量，侧重点在于培养教师而不是培养研究性人才。师范类院校要培养智能机器人教育的人才，势必要调整培养目标和培养模式，把专业性和师范性更好到结合在一起，只有这样才能优化人才，增加竞争力。师范类院校要看到自己的缺点的同时也注意发挥自己的优势。目前中小学存在的问题就是专业教师的缺乏。为中小学智能机器人教育提供更优的师资，也为师范类院校学生提供更多的就业机会而言，在师范类院校开设智能机器人教育也就非常必要而且也很有利。

三、要研究智能机器人教育发展的师范模式

1.要总结开设智能机器人教育的做法和经验

湖州师范学院于2004年开始智能机器人教育，目前拥有机器人仪器80台，实验室两个。主要以学科竞赛、兴趣小组形式开展设，目前正在课程开设试验。举办过六次机器人院级比赛，五次机器人校级比赛，举办过两期暑期培训，并代表学校参加过7次全国性的比赛，参与到这项教育活动的学生数大约有600人，获得了全国一等奖多项，引起社会、其它学校的关注。
 

作为师范院校，开展智能机器人教育的主要目的是为突出专业特色，增强社会竞争力。虽然我们开展的时间并不是很长，但无论是自己举办活动还是参加大规模的比赛，我们的师生都认真努力，收获颇多。在教学实践和理论方面都有了很大的提高，积累了一定的经验。

从笔者的走访来看，无论是参与到其中的教师还是学生，都得到了一定的锻炼。一些同学甚至还受到了一些中小学的邀请，去担任他们的兴趣小组指导教练，参加省级比赛，也取得了不错的成绩。智能机器人教育开阔了学生的视野，培养了学生的能力，同时打造了学校品牌，为学生就业提供了多一条的途径。

但同时在教育对象、课程设置、实验室管理等方面也都还存在着一定的问题。比如智能机器人是融合了多种技术的综合性课程，开设培训课程以前，需要学生有一定理论基础。所以需要开设一定的前序课程。由于受到实验室、师资等问题的限制，目前我们学院开设的项目还比较少，学生参与面还不够宽等等。

2.要明确培养目标，更好地开展机器人教育，形成师范模式

就师范类院校开展智能机器人教育而言，笔者认为我们要按师范专业的特点开展一系列智能机器人教育课程、活动，形成一种师范模式，更好地普及机器人教育，为基础教育培养优秀人才。

(1)在师范专业开设一些信息技术课，培养学生信息素养

当今时代，对学生的信息技术素养要求越来越高。根据我院实际经验，学生在参与到机器人活动中时需要一定的信息技术基础，比如C语言编程，而我们师范生缺少的就是这方面的知识。如果师范院校在这方面能开设一些系列课程，使学生的理论知识水平有所积累，对于我们开展机器人教育必将有极大的帮助。我们在从小学教育专业、教育技术专业本科生中开展智能机器人教育，就十分重视学生信息技术课程知识的补充，因此师范生在智能机器人教育的一系列活动、选修课程中理解能力、动手能力就迅速提升。

(2)建立配套完备的机器人教育实验室

智能机器人是技术的前沿之一，集成了数学、物理、化学、生物、机械、电子、材料、能源、计算机硬件、软件等众多领域的科学和技术知识，没有一种技术平台比智能机器人更综合。所以为了使现在的师范生能够更适应未来信息时代的要求，在教学实验环节中及时地增加教学实验内容是非常有必要和可行的。况且，机器人教学需要有实际的场地设备等要求，机器人教育实验室的创办非常需要。加强机器人教育实验室建设，重点在对学生进行机器人教育指导能力的训练，同时要注意实验室的专业完备程度，规范管理等，并提高机器人实验室的软件建设、社会服务能力。

(3)成立大学生机器人教育协会，组织机器人学科竞赛

机器人比赛是一项很好的科技创新活动，不仅易于激发兴趣，而且还可以培养学生的多种能力。学生们在研讨争论中，逐渐提高了语言表达能力;在策略方案分析中，锻炼了思考、分析问题和解决的能力;在具体设计和安装调试中，综合运用各门课程知识，提高了工程设计和工程实施的安装能力。我们目前建立大学生机器人教育协会，吸引学生参加这方面的活动，学习机器人原理，掌握机器人制作、编程、操作技能，活动形式主要是开展机器人学科竞赛。这样既可以检验我们学生学到的实际的知识以及获得的能力，也能赢得更多的荣誉，得到学校领导的重视，扩大师范院校在机器人竞赛的影响，更重要的是从亲身实践中学会和发展智能机器人教育活动的组织能力。

(4)开展机器人教育的课题研究

我们知道机器人项目是信息技术的核心领域，关于此项目还有很大的可开发空间。高校作为一个国家科研的重要阵地，必然要进行开发研究。随着师范院校专业水平的提高，也能进行这方面的课题研究，但是师范院校重点研究开展机器人教育的规律。如果把机器人教育实践和课题研究结合起来，和机器人企业、机关合作，形成产一学一研紧密结合的格局，这将为机器人教育在中小学普及、未来的机器人技术发展做出更大的贡献。
 

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