较理想的合作方式。
《现代教育技术》第17卷2007年第ll期《美国机器人教育的特点及其启示》王益 张剑平 3.机器人基础教育面临的困境
机器人已经成为呼声很高的创新教育平台,并且正在大踏步地走向基础教育。随着各地机器人实验室的迅速建设,它作为课程,各种活动不成熟的表现也越发明显。但是,目前主要还是处于综合实践活动的层面,并且遇到了诸多方面的制约。 第一,竞赛活动商业化严重,教育发展方向偏移
一方面,由于机器人竞赛的组织形式,目前大部分是由某些机器人制造商独立或联合举办,教育行政部门的监管力度不够,在竞赛规则、裁判确定、奖励办法等方面存在较大差异。甚至有些商家通过不当竞争,人为通过竞赛规则或功能实现等办法来限制其他商家的产品,造成选手参加比赛受机型的局限性很大。另一方面,由于竞赛的功利化思想和比赛的管理方法不成熟,造成了比赛的“表演”倾向,即学生比赛成绩要看课下的“准备”程度和机器本身的软件、硬件装备程度,这就造成了比赛的即时性和激烈度受到影响,同时存在一定的“投机取巧”式的比赛准备也影响了学生创新能力的培养。所以,过度商业化的运作造成了机器人教育发展的方向发生偏移,这对机器人广泛普及是极其不利的。 第二,资金严重缺乏,配套组件及设施不够
机器人的价格比较昂贵,单机一般在万元以上,各种主机模块、传感器及其他配件价格也不菲,少数人组队比赛都受到资金方面的压力都很大,课堂的普及难度就不要说了。究其原因,我想其中一个因素就是市场炒作模糊了机器人概念。尤其是对教学机器人而言,其结构相对简单,可开发性也有局限,甚至作为智能玩具的优势显著,其造价是可以下降的。如果合理地针对市场进行分析与运作,是完全可以既实现盈利又实现普及的。但是,由于竞争的无序和商家的短期行为共同造成了原本教育资金就很欠缺的基础教育对机器人的采购误区。以至于不少地区建成了大量的机器人实验室,但是相关配件及设施都很差,或干脆没有,实验室的作用大打折扣。
第三,教育研究欠缺,教学活动随意性强
目前机器人进入课程或者参与学科整合的经验还很少,教育研究成果非常缺乏。尤其对中小学教师而言它是一种全新的事物,课程内容、教学方法、学业检测等都很欠缺。虽然在高中信息技术新的课程标准中增加了人工智能部分,但是理论比重较大,机器人实践活动较少,非常不利于开展相关教学。在高中通用技术课程标准中,增加了简易机器人选修课,但
是由于受到课程地位和课时的局限,目前效果尚不明显。虽然,有些教育较发达的地区作为地方课程或校本课程来开设,但教学内容与活动随意性都较强。 4.机器人基础教育发展的趋势
机器人教育具有趣味性、创新性和可操作性等特点,它的生命力是非常旺盛的。机器人教育在基础教育未来的发展大有希望,并具有以下几种发展趋势方向。 第一,向个性化教育发展
我们已经看到掌上英语学习机这种电子产品的普及速度,以及它对英语教育的价值作用,甚至它在内容上向着多学科多元化发展,在更新方式上向着网络化发展。教育机器人完全也可以这样,以其智能化、小型化的特色成为个性化教育的主力军团之一。随着教育机器人产量的扩大、价格的降低,它向个人应用的普及风潮一定也会出现,从而给个性化教育带来革命。
第二,向社区化教育发展
机器人在教育方面可能会有一种与其他教育不相同的方式,那就是教育社区化。就象书画培训、音乐培训这类已经非常成熟的社区教育已经给我们的教育一样,机器人教育活动中的机型丰富、投资持续、适合团队等特点给社区教育的组织带来可能。在商家的联合、社会团体的组织下,机器人社区教育会在时间上更充分、组织活动更灵活、资金循环更顺利等,这会给机器人教育带来生机。 第三,向课堂化教育发展
课外活动小组毕竟是小部分人的活动,虽然这对于特长教育有着不可否认的作用。但是,课外活动的系统性、普及性和公平性都得不到保证。对于机器人教育这个新鲜事物,课外活动小组的引导作用是非常重要的,但是如果不向学科课程发展,其教育理论、教育方法的成熟是缓慢的。所以,随着下一步新课程的实施,机器人教育走进课堂成为一种必然的发展方向。向课堂教育发展,需要包括教材建设、教法研讨等几个步骤,是一个持续发展、革新的过程。
总之,机器人教育受科技发展的影响其创新性、实践性、发展性是非常强的,对学生的技能教育、科技的社会化都具有重要的意义,它带给我们的教育内容和教育形式都带来更多的惊喜与期待。
5. 师范院校开展智能机器人教育的发展前景
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。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.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,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? 转贴于 中国论文下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 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。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,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。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,对于开展机器人教育必将有极大的帮助。师范生在智能机器人教育的一系列活动、选修课程中的理解能力、动手能力都能有迅速的提升。
(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。我国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,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、政府机关合作,形成产-学-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。
本文来源于 www.14edu.com(论文网) 原文链接:
http://www.14edu.com/jiaoxue/jiaoyu/jiaoxue/gdjy/0423215952010_2.html 四.机器人教学作为创新教育课程平台的优势
我国职业技术教育特别重视“动手能力”的培养,但“动手能力”不等于“创新能力”。具有创新思维和创新能力的人,一定是具备多学科理论基础和很强实践能力的复合型人才。机器人涉及机械、电子、计算机等多学科知识,是培养学生创新思维的最佳学科。但其过强的理论性又使教学工作难于开展。探索一种既能结合多学科知识、又能在一种“轻松”甚至是“玩” 的气氛中进行“创新教育”的方法与载体是人们一直在追寻的,也是我们高职教育所孜孜所求的。笔者在这个追求的努力中,通过面向全校各专业学生开设的校选修课为教学平台, 以创新训练为主线,利用LEGO教育机器人(它包含机械构件、微型电机、各种传感器、气动元件、电脑接口及控制软件等)实现各种机器人功能的设计、制造、控制等,把对学生的创新意识和创新能力的培养,贯穿到了整个的教学过程中。这个“创新思维训练课程”面向全校各类学生,具有较宽的适应面,可以在规定的课程时间里尽可能的提升学生的学习兴趣,达到训练、激发和培养学生的创新思维和创新能力的目的。如,使商务英语的学生懂点机电一体化知识、广告专业的学生懂点机器人技术、医疗专业的学生懂点电类知识等, 目的是培养社会职业领域内急需的具有较宽知识面及创新能力的通用型人才,所有的试验设施、教材、教学方法都为这个目标服务。
<<深圳职业技术学院学报>>’机器人教学与高职创新教育’仲照东,李益明
6.国内机器人教育开展的比较好的大学(东南大学,清华大学,北京大学,北京理工大学,哈尔滨理工大学等等)
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,也在这块领域投入了相当的支持和关注。
高等学校立足于为社会培养就业人才,其教育内容应与社会生产生活密切相关,应与业信息、技术发展紧密联系。高等教育的教学内容应反映当代先进的技术、反映社会行业的未来走向,在开拓学生视野的同时,为学生的就业打下良好的基础。
我国机器人技术的发展起步较晚,机器人水平与世界发达国家也有较大的差距。而哈尔滨工业大学的机器人研究是走在全国前列的,涉猎的机器人领域范围最广,具备很好的基础 ]。这些年来该校已在深圳设立了哈尔滨工业大学深圳研究院(深圳国际技术创新研究院)作为学校的一个对外窗口,既实现和海外的学术交流,又借助深圳产业化基地的优势实现科技向生产力转换的任务。还在深圳研究院建立了一家高科技企业,输送过去数位博士、硕士在自动控制、机电一体化专业方面具有较高的实力,他们现在已成功地将机器人的原理应用到民用领域,开发出智能机器人系列教育组件。通过对这些小机器人的操作,学生们不仅能够很容易地学习课本上的知识,而且能理解更为透彻,还能通过延伸的知识拓展知识面。通过机器人教育这种形式可使我们的素质教育找到一个好的切人点。通过研究设计、制作、调