中小学普及机器人文化的探索(结题报告)

中小学普及机器人文化的探索（结题报告）日期：2007-9-18 出处：/~mrobot/ 阅读：4012次

“中小学普及机器人文化的探索”课题组

2003年12月

[内容提要]

智能机器人技术的发展和应用趋势表明，在上世纪末“计算机文化”已深入人心的基础上，“机器人

文化”将在本世纪对社会生产力的发展，对人类生活、工作、思维的方式以及人类的意识形态产生无可

估量的影响。

按照“教育要面向现代化，面向世界，面向未来”的要求，在中小学进行普及机器人文化的探索，

开发机器人文化所蕴涵的丰富的教育资源，发掘机器人文化的教育功能和教育价值，对促进教育的改

革和发展，对教师专业化发展，对中小学生整体素质的提高，对加快创新人才的培养，同时对促进我

国机器人事业的发展，具有重要的现实意义和深远的历史意义。

本文对中小学普及机器人文化的必要性、可行性，中小学开展智能机器人教育的教师培训模式、

课程教学模式、学校发展模式进行了初步的探索和思考。

一、国内外机器人文化教育发展概况

在人类文明的悠远长河中，对机器人的梦想和追求已有3000多年的历史。如今，人类进入了信

息社会，信息技术的发展造就了有感觉、能思考、会决策的智能机器人，将人类和机器人的文化探索

推向了前所未有的新高潮。

1997年第15届国际人工智能联合大会上举行了第一届RoboCup机器人足球世界杯赛，国际

人工智能与机器人学的研究发生了历史性的转折。来自美、日、瑞典的9位国际著名学者联合发表重

要论文，系统阐述了机器人足球的科学意义和教育意义。以体育竞赛为载体的机器人足球比赛是一项

前沿科研竞争和高科技对抗，它的发展将对一个国家的科学研究和教育事业产生深远的影响，受到世

界各国的高度重视，机器人足球开始进入大学的本科生课程。

从90年代以后，在号称“现代机器人故乡”的美国，机器人教育不再局限在大学的专业学科教育

中。美国政府有关部门在全国高中生中推行“感知和认知移动机器人”计划，高中生可免费获得70公

斤重的一套零件，机器人越来越成为一个培养中学生综合能力的学习平台。

在“世界机器人王国”日本，每所大学都有高水平的机器人研究和教学内容，每年定期举行各种不

同层次的机器人设计和制作大赛，既有国际性高水平比赛，也有社区性中小学生参加的比赛。机器人

的发展为日本近20年的经济腾飞起了重要的推动作用。

1986年我国“863”高科技发展计划正式启动“智能机器人”主题。到了“九五”期间，“普及机器人

文化”被列为该主题第一专题的宗旨之一。1998年中国科技大学在国内率先进行了机器人足球的教学

实验。近几年来，国内高校机器人比赛逐渐增多，“863”计划为“机器人竞赛工作委员会”提供了专项

基金，智能机器人比赛正在发展成为我国创新教育的战略性手段。

世纪之交，在全球共同奏鸣的教育信息化和教育改革的时代交响曲中，机器人足球的教育作用迅速传播到中小学。在2000年第四届RoboCup机器人足球世界杯赛上，首次设立了“初级组”比赛，来自世界各国的中小学生分别参加了“机器人舞蹈”、“一对一”和“二对二”足球赛等不同类型的比赛。初级组比赛对于培养中小学生的科技素养、创新能力和实践能力具有十分重要的作用。

受国际机器人科普活动潮流的冲击，新世纪以来，中华大地涌起一股青少年智能机器人竞赛活动的热潮，得到了政府有关部门的关注。

“中国青少年电脑机器人竞赛活动”是为培养青少年的科技创新精神和动手实践能力，让他们能够更好

地适应21世纪的科学技术发展趋势的一项全国性、有组织、成规模、紧跟时代科技发展的青少年科学技术活动试点性活动。目前它已经成为我国中小学校青少年科技活动的新亮点，每年大约有50余万青少年机器人爱好者参加这项活动。

“全国中小学电脑制作活动”由教育部基础教育司指导、教育部基础教育课程教材发展中心、中央电化教育馆、人民教育出版社等联合主办，从2003年开始，增加了机器人灭火、机器人足球比赛两个重要项目。

“全国青少年科技创新大赛”是一项具有20年历史的规模最大、层次最高的具有示范性和导向性的全国青少年科技教育活动，每年约有1500万青少年参加各级各类的青少年科技创新竞赛活动。2003年第18届全国青少年科技创新大赛新设青少年机器人创意设计的比赛项目。“Intel工程大赛”、“全国中小学生信息技术创新与实践活动”等全国重要赛事也都把机器人创意列入竞赛项目。

除了政府部门的项目外，由学术机构、公司厂商联合主办的智能机器人大赛对推进我国机器人教育活动、普及机器人文化也产生了非常积极的作用。上海广茂达电子信息有限公司1999年研发成功我国第一台教育智能机器人“能力风暴”。自2000年以来，共培训了2000多名相关教师，在全国范围内举办了4届“广茂达杯”中国智能机器人大赛，参赛队从60支发展到150支，比赛项目发展到七项，有机器人灭火、智能机器人足球、机器人创新展示、机器人现场设计、机器人论文、机器人擂台赛和中型组机器人足球赛等。目前，全国有近5000所中小学已经拥有能力风暴机器人，共有2000余万中小学生成为能力风暴机器人的伙伴。

方兴未艾的智能机器人活动引起了中小学教育工作者的关注。2000年北京景山学校将智能机器人的普及教育以科研课题的方式纳入到信息技术课程中，在国内率先开展了中小学智能机器人课程教学；上海西南位育中学、卢湾高级中学等学校在2001年开始以“校本课程”的形式进行了智能机器人活动进课堂的探索和尝试。

2002年以后，随着我国教育信息化的发展、“校校通”工程的推进，智能机器人技术向教育领域的渗透已有呈加速度发展的趋势。智能机器人事业和教育事业同时面临跨越式发展的极好机遇。如何把握发展机遇，对机器人界和教育界都是空前的挑战。

进入信息社会，文化越来越成为一个国家综合国力的重要组成部分。技术对教育的影响，只有通过文化这个重要的中介和桥梁，才能形成可持续发展的生长点。纵观跨越世纪的变化，如果说上世纪末我国“863”高科技发展计划把“普及机器人文化”作为我国发展机器人事业的一项战略措施，那么到了新世纪，普及机器人文化也将越来越成为促进教育创新的一个战略性手段。因此，引发了中小学普及机器人文化的探索，一个值得政府部门、学术界、机器人界和教育界共同关注的前瞻性课题。

二、研究概况

1.概念界定

文化：广义指人类在社会实践过程中所获得的物质、精神的生产能力和创造的物质、精神财富的总和；狭义指精神生产能力和精神产品。

机器人文化：在人类对机器人的梦想和追求中产生的一种科学精神与人文精神充分整合的全新的文化形态。机器人文化是民族文化、创造文化、企业文化、大学文化、学科文化、技术文化、竞赛文化、科学家文化等多种文化形态融合的结晶，开拓创新是机器人文化的实质内涵。

普及机器人文化：以普及机器人科学知识和应用为载体，开发机器人文化的教育价值，弘扬开拓创新的科学思想、科学精神，提高全体国民尤其是青少年的科学文化素质和人文素质，提高中华民族的创新能力，普及机器人文化在本质上是一个文化创新过程。

中小学普及机器人文化：以智能机器人教育为载体，开发、应用机器人文化的教育价值，在文化的融合、精神的建构中实现学生、教师、学校的共同发展，促进中小学教育的跨越式发展。中小学普及机器人文化的本质属性是一个教育创新过程。