中国机器人教育

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智能机器人教育探索创新人才培养新模式

收藏本信息编号:386 发布时间:2012-06-07 截止日期: 地区:

众所周知的钱学森之问引发了自国家领导层面至众多教育工作者以及全社会对当今中国教育改革与发展问题的整体思考。其中一个较为普遍的观点是:我们缺少创新和将创新转化为成果的实践型人才,培养创新实践型人才是解决钱学森之问的首要突破口之一。而如何培养又成为教育界的又一个重要命题。
 
■王晓芜 王晓飞
 
近年来,教育信息化的新载体——智能机器人正在走进中小学课堂、走进基础教育。在中小学推进智能机器人教育对提升中小学生的创新意识和实践能力,具有重要的现实意义,对我国智能机器人领域的科技创新和发展,也具有重要的战略意义。
 
智能机器人教育——探索创新人才培养新途径
 
智能机器人技术是一门跨学科的综合性的科学技术。它涉及自动控制、计算机和网络技术、传感器、人工智能、微电子技术和机械工程等多个学科领域。智能机器人技术发展水平已经成为一个国家科技整体发展水平的重要标志。
 
面对未来的科技发展的外部竞争和现实的创新人才的培养,在大力实施中小学信息技术教育战略的进程中,抓住时机,在中小学引入智能机器人教育,提升中小学生对现代科技和信息技术的全面认识和理解,激发孩子们对创意和创新的兴趣,并作为一种培养创意思维和创新人才的新载体,是十分必要、迫切和切实可行的。
 
随着教育信息化的不断深入,在基础教育领域引入智能机器人教育,使中小学生对智能机器人的系统知识、基本概念和原理有初步的科学认识。目前,我们智能机器人教育引入基础教育,可以进一步将中小学信息技术教育从文本处理、互联网应用的初级阶段扩展和完善到更广阔和纵深的范畴。使青少年对于信息技术有科学的认识和较为完整的理解,更重要的是,可以全面提升中小学生信息素养。
 
2003年12月,胡锦涛总书记在全国人才工作会议上的讲话中就指出:“实施人才强国战略,就是努力造就数以亿计的高素质劳动者、数以千万计的专门人才和一大批拔尖创新人才。”信息时代下,无论是高素质劳动者、专门人才,还是拔尖创新人才,信息素养和创新思维都是不可或缺的基本要素。智能机器人引入到中小学教学活动,有利于培养青少年从小对机器人产生积极兴趣并激发创新思维和创造意识,从而积极实践。山东潍坊一所学校的学生,通过学校的组织参与了教育部开展的全国中小学电脑机器人活动,逐步了解并学习了声光电传感器和编程控制的基本知识和方法,并产生浓厚兴趣。当他见到父母的蔬菜种植大棚需要每天根据日照时间和温度变化适时开闭保温草帘,便利用所学知识和技能,用简单的智能控制方法制作了以光学和温度传感控制的自动帘布。这就是自动控制机器人教育带给学生的创造性思维的成效。
 
在我国,全面普及中小学信息技术教育已经走过了十年历程,也取得长足发展。回顾和反思这十年的历程,信息技术的应用大多是在帮助教师完成传统知识传授的教学辅助工具,而没有完成从视听教育向信息技术教育的提升和跨越。如何使信息技术成为培养创新思维进而培养创新人才的工具、平台、载体;如何通过教育信息化带动和实现教育现代化,在目前的教育教学实践中还需要教育工作者更多地探索。例如,玛雅软件教学,我们的教师往往第一反应认为这是一个高级动画制作软件,只有专业教育才用得到,即使引进到课程学习中,也只能是从技能角度教学生怎样使用软件。我曾在国外考察一所中学,通过交流,发现他们将玛雅软件作为培养学生发散型思维、创造型思维等思维培养的方式,让孩子们自主构思、设计,较好地实现创意与创新培养的理念。
 
智能机器人教育——目前仍需解决的问题
 
智能机器人教育作为创新人才培养的新模式,在目前的教育教学实践中,应该说还处在“活动”层面,还没有真正意义上进入“课程”层面。目前,智能机器人教育大多是以课外活动和各种兴趣班、培训班的模式开展。也的确有相当数量的中小学校能够积极组织学生参加各类智能机器人活动或竞赛。但还只有少数地区和学校将智能机器人教育教学纳入课程教学。推动中小学机器人教育的发展仍面临着几个问题需要思考并解决。
 
首先,对于智能机器人教育的重视程度不够,对引入教学实践的理解还有偏差。开展智能机器人教育不应该是“形象工程”,也不仅仅是激发兴趣的玩具,而是信息化技术教育的重要内容,是提升信息技术教育内涵的重要方面。对于从目前的教会孩子文本处理的信息化,到培养学生形成包含人工智能、建模思维、自动控制、自然信息采集处理、人工计算等较为全面的信息素养,具有很好的促进作用。
 
其次,智能机器人教育的教学目标尚欠科学,缺乏教学目标的规划和教学方法的设计。目前,智能机器人进入课程或者学科整合的经验或案例还很少,相关的教研成果更是缺乏。对大多数中小学教师而言,它还是一种全新的事物,其课程内容、教学方法、学习评价等都还比较欠缺。智能机器人教育的“教材”质量还不成体系,大多数属于产品说明书或用户指南的形态。
 
再其次,普遍缺乏从信息技术教育的层面和视角给予重视和投入。即使一些经济相对发达的地区,在解决基本的教育投入之后,也还是忽视了教育内涵的提升。开展智能机器人教育的重视程度和投入问题,亟需给予充分关注、协调与引导。
 
智能机器人教育——期待多方协作共促发展
 
智能机器人教育是教育信息化的重要内容和发展方向,将智能机器人教育引入中小学教学,还需要多方协作,加强推动,共促发展:
 
整合与宣传。目前,从事智能机器人教育的推广力量较为分散,各自的出发点、侧重点不同,也缺乏系统化教育教学的统筹思考。应该整合教育工作者和科普工作者的力量,加强宣传和引导,提升对智能机器人教育的认识。开展宣传和引导也不仅是针对智能机器人教育在培养和提升创新人才信息素养的重要性和意义上,更重要是在教学研究上,鼓励教师们去实践、去探究,怎样将智能机器人作为一个信息技术的新载体并整合到教学过程中。
 
研讨和培训。组织教育科普工作者、一线教师、智能机器人领域的专家,针对智能机器人教育教学的基本模式和规律进行研讨和探索。深入探讨如何通过把这种信息技术新载体渗透到教学环节中,以有效地激发和培养孩子们的创新兴趣和创新思维、创新意识,积极探索相关的教学目标、教学方法、教学规律,并形成具有教学指导作用的文件。同时,还要积极组织相关信息技术教师的培训,提高信息技术课程专任教师的指导水平。
 
标准和规范。智能机器人教育毕竟需要较大的经费投入,在教育经费投入还处在初级水准的情况下,依据国情,本着节俭精神,需要适时拟定相关标准,对引入教育教学活动或智能机器人竞赛的机器人产品进行适当规范性引导,不能盲目追求“高(级)、新(颖)、尖(端)”的产品。
 
呼吁和期待。在思考基础教育投入问题的时候,仅考虑保障传统概念下的教育投入是远远不够的。教育信息化是带动教育现代化重要战略和途径,也只有依靠信息化才能实现我们的基础教育跨越式发展的宏伟目标。
 
基础教育的基本目标,不仅包括要实现“均衡化教育”,还要重视实现“世界一流的教育”和“个性化发展”的目标。在基本普及义务教育和高中教育的基础上,为实现人力资源强国目标,有必要通过智能机器人教育等在内的各种方式、载体和途径,提升基础教育的内涵,才能为培养杰出的创新人才奠定基础。
 
(王晓芜:中央电教馆副馆长)
 

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