国内外机器人教育的发展

国内外机器人教育的发展

随着智能机器人技术的迅速发展，机器人在开发学生智力，培养学生动手能力，实践操作能力方面的潜力逐渐被教育界认可，机器人逐渐进入到学校课程教学中，成为大中小学教育领域的新课程。由于机器人的学科综合性和实践性的特点，传统的机器人教学方式难以凸显出学生利用机器人知识解决学科问题的能力。如何在中小学阶段开设机器人课程，国内外都在根据本国机器人教育的发展情况，进行着积极的探索。下面从目前国内外中小学机器人教育的开展形式出发，对机器人教学模式进行阐述。

在美国，机器人教育在基础教育中开设主要有三种形式:一是课外活动的形式，与我国在课外进行的综合实践类课程相似。如宾夕法尼亚州进行K-12ROBOT 课外活动计划;印地安那州的Purdue大学与LAFAYETTE学校合作在学生课外活动中开展的ROBOTICS项目。二是以机器人主题夏令营的形式。采用高校与中小学合作的形式，高校负责开发机器人课程，在中小学校实施。如Carnegie Mellon 大学提供的ROBOCAMP暑期机器人计划，通过招收一定人数的学员，在一段时间内完成机器人相关知识学习。以上两种形式都是将机器教育在课程之外以课外活动的形式进行，大多是以问题解决或项目完成的形式开展，并没有形成固定开展方式或模式。三是以课程的形式开设。这种形式又可分为两种:一种是将机器人教育作为技术课程或项目研究的一部分。相当于我国将机器人教育模块放到信息技术课程中，作为信息技术课程的一部分。将机器人列入课程教学中，能够让学生系统学习机器人的技术。如美国犹他州将K-12核心课程分成两部分:常规课程以及职业技术教育，其中职业技术教育部分中技术及工程课程标准(6-8年级)要求对机器人技术有所了解。由美国NSF支持的项目“K-12教育中的机器人技术”，是为了帮助K-12教师或其他教育者将机器人作为一种工具来教授或改进STEM

课程和开发机器人技术课程。另一种是与其他学科整合的形式。主要是将机器人技术作为辅助性工具来辅助其他学科的教学或者作为一种研究工具来培养学生

能力，与此同时学习机器人技术，也可以将其归为一种特殊的机器人教育形式。例如，在美国塔夫斯大学，研究者开发出三种基于不同学科进行机器人知识学习的同伴学习模式:合作者学习模式，外部咨询者模式以及开发者模式。合作者模式是学科教师与工程类学生建立紧密的合作关系，使学科教学与机器人设计共同

设计与开发。外部顾问模式是学科教师思考将机器人整合到学科中去，具体的实现方式让工程类专业学生来完成，工程类专业学生作为学科学习的顾问。开发者模式是学科教师将技术难题交给工程类学生去完成，学科教师只用最终的成品来演示一些效果，而不管机器人是如何操作的，这种方式仅仅将机器人作为一种演示工具来使用。

在国内，比较典型的机器人教学模式是乐高“4C”教学模式，在建构主义理论指导下，通过Connect(联系)-Construct(建构)-Contemplate(反思)-Continue(延续)四个阶段让学生“做中学”，在做的过程中快乐地掌握机器人知识。这种教学模式偏重于对机器人知识的体验过程，缺乏对机器人知识的应用提升。

国内外机器人教学模式在一定程度上都能够促进学生对机器人知识和原理的学习，但缺乏从其他学科与机器人学科整合的角度思考机器人知识学习，缺乏构建机器人学科与其他学科整合学习的环境，造成机器人知识学习与其他学科相分离。为促进机器人学科与其他学科的深度融合，培养学生的合作能力，交流与表达能力以及从学科问题情境中提出问题，从机器人学科角度分析问题，解决问题的能力，需要探索一种以主题教学理论为基础的，适用于小学机器人课程教学的机器人教学模式。