淺析智能機器人教育發(fā)展的師范模式問題探討

1、淺析智能機器人教育發(fā)展的師范模式問題探討     論文關(guān)鍵詞:智能機器人師范院校教師教育師范模式 論文摘要:智能機器人教育在學(xué)校教育中的地位也越來越重要。無論國內(nèi)還是國外，開展智能機器人教育活動已經(jīng)非常普遍。由于沒有專門的機器人教育專業(yè)，使得我國基礎(chǔ)教育領(lǐng)域機器人方面的師資處于接近真空狀態(tài)。在師范類院校開展智能機器人教育，為基拙教育提供更好的師資力量，也為師范類院校在人才培養(yǎng)模式上帶來了新的思考。師范院校開展智能機器人要形成一種師范模式，重點在對學(xué)生進行機器人教育指導(dǎo)能力的訓(xùn)練。 一、引言     20世紀90年代

2、以來，隨著科技的進步，人工智能技術(shù)的發(fā)展，智能機器人在全世界范圍內(nèi)掀起獷一股熱潮。隨著機器人技術(shù)理念的逐步完善和相關(guān)設(shè)備更新，人們也筍越來越重視智能機器人的教學(xué)和竟賽活動。正是因為看到了這一點，我國的高等教育以及中小學(xué)教育在這方面也都投人了巨大的熱情和精力，智能機器人教育在學(xué)校教育中的地位也越來越重要。筆者通過文獻檢索發(fā)現(xiàn)，智能機器人教育在國內(nèi)外已不是少數(shù)學(xué)校的事。     1.國內(nèi)外高校智能機器人教育開展現(xiàn)狀     無論國內(nèi)還是國外，在高校開設(shè)智能機器人教育課程的現(xiàn)象已經(jīng)非常普遍。但主要是一些綜合性大學(xué)。比如日

3、本是世界上機器人教育和機器人文化普及最高的國家之一，在日本不僅每所大學(xué)具有高水平的機器人研究和教學(xué)內(nèi)容，且每年舉行多種不同檔次的機器人設(shè)計和制作大賽，通過大賽培養(yǎng)了大批機器人技術(shù)研究和應(yīng)用人才，使日本的機器人技術(shù)走到了世界前列。其他再比如一些歐美國家，亞太地區(qū)等都有該類項目的開設(shè)。     在國內(nèi)，據(jù)不完全統(tǒng)計也有為數(shù)相當(dāng)?shù)母咝Ｓ虚_設(shè)這項課程。其中有包括清華大學(xué)、北京大學(xué)、北京理工大學(xué)、西安理工大學(xué)等綜合型大學(xué)，也有北京師范大學(xué)、浙江師范大學(xué)等師范類大學(xué)，其他還有一些職業(yè)技術(shù)學(xué)院等等。可以說我們的教育界還是注意到了這門新興的學(xué)科，也在這塊領(lǐng)域投人了相當(dāng)?shù)?/p>

4、支持和關(guān)注。     2.國內(nèi)外中小學(xué)智能機器人教育開展現(xiàn)狀     國外青少年熱中于機器人基于他們的歷史文化環(huán)境:一是高新科技(尤其是IT的超速發(fā)展);二是漫畫、電影、電視、體育競賽、電子游戲以及互聯(lián)網(wǎng)的影響。也正是由于這些文化因素的影響，智能機器人教育在國外開展地如火如茶，發(fā)展也比較迅速。目前，各國都有舉辦不同級別、科目、門類的比賽:比如日本的ROBO-ONE比賽至今已經(jīng)舉辦了7屆，還有“青少年機器人大賽”等，其主要參賽者都是年輕人。與此同時韓國的青少年也在掀起一股機器人熱潮，韓國政府和企業(yè)也正在投人大量資金開

5、發(fā)機器人產(chǎn)業(yè)，并使之商品化。而在美、德、法等國家，機器人產(chǎn)業(yè)也正在受到重視，一般采取“官產(chǎn)學(xué)”形式?！肮佟奔凑闹С趾驼{(diào)節(jié)，“產(chǎn)”即產(chǎn)業(yè)界的自我分類的研究和開發(fā)，“學(xué)”即學(xué)校專門設(shè)置的課程，進行學(xué)校教育。在如此龐大的體系下，機器人產(chǎn)業(yè)在國外已占非常重要的地位，尤其在當(dāng)今的信息技術(shù)時代。     我國的智能機器人教育現(xiàn)狀又如何呢?據(jù)不完全統(tǒng)計，在  2005年全國已有2. 5萬余所中小學(xué)、320余萬學(xué)生參與到智能機器人教育當(dāng)中來。隨著這幾年經(jīng)濟的快速發(fā)展，目前我國中小學(xué)參與到機器人教育這個項目當(dāng)中的人遠遠超過了上述數(shù)據(jù)，而且

6、還在不斷上升。特別是沿海發(fā)達地區(qū)，比如上海、廣東、浙江、江蘇等地區(qū)。目前的主要開設(shè)形式是校本課程或者興趣小組等，參與的學(xué)生也大多是出于個人興趣愛好。     3.中小學(xué)智能機器人教育的師資現(xiàn)狀 由于智能技術(shù)是信息技術(shù)的核心領(lǐng)域，智能機器人也成為了培養(yǎng)學(xué)生動手能力、創(chuàng)新能力、協(xié)作能力和邏輯思維能力，提高學(xué)  生綜合素質(zhì)，開拓智力的平臺;同時，也是進行程序設(shè)計形象化、成果化教育的平臺。 目前就已開展智能機器人教育的學(xué)校來看，其主要的指導(dǎo)老師就是信息技術(shù)老師。智能機器人教育主要多個學(xué)科的知識，由于沒有專門的機器人教育專業(yè)，使得我國基礎(chǔ)教育領(lǐng)

7、域機器人方面的師資處于接近真空狀態(tài)?？梢钥吹街行W(xué)信息技術(shù)教育在師資方面還存在著諸多欠缺的地方。而計算機科學(xué)與技術(shù)、教育技術(shù)這兩類專業(yè)在培養(yǎng)目標和培養(yǎng)模式上都帶有局限性。比如計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，他們培養(yǎng)的人才往往有雙重性:一是培養(yǎng)具有教書育人的良好素質(zhì)，能勝任中小學(xué)計算機教育的教師;二是可從事計算機行業(yè)的相關(guān)人才。而教育技術(shù)專業(yè)雖然把培養(yǎng)目標調(diào)整為“具有良好的信息素質(zhì)，勝任中小學(xué)信息技術(shù)課程的教學(xué)工作”，但是，目前多數(shù)教育技術(shù)專業(yè)、計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)模式培養(yǎng)大批“勝任”智能機器人教育課程的教師顯然不切實際。     4.關(guān)于師范院校開展智能機器

8、人教育的情況     在我們國家而言，智能機器人還屬于比較新興的項目，作為科研重要基地的大學(xué)起步也較晚，大家的水平差距相對較小。如果師范院?，F(xiàn)在開設(shè)該項目，以時機來看，比較恰當(dāng)。正因為大家處于同一起點，相互之間的差距不是很大，更加有競爭。師范類院校作為為社會培養(yǎng)人才的基地，更應(yīng)該看到這一事實。目前師范類院校較綜合大學(xué)來實力上看處于劣勢狀態(tài)，但師范院校由于和基礎(chǔ)教育結(jié)合緊密，在發(fā)展機器人教育方面事實上具有先天優(yōu)勢。為提高師范類院校的競爭地位，增強培養(yǎng)人才的實際能力，創(chuàng)造出師范特色的新的人才培養(yǎng)模式，都值得我們思考并加以實施。   

9、60; 二、師范院校開展智能機器人教育的價值     1師范類院校提高本身競爭力的需要     在師范類院校開設(shè)智能機器人教育正是順應(yīng)了師范教育改革的潮流。不僅可以為基礎(chǔ)教育提供更好的師資力量，也為師范類院校在人才培養(yǎng)模式上帶來了新的思考。拓寬了師范生的就業(yè)渠道，增強了社會競爭力。     2.中小學(xué)智能機器人教育的需要     智能機器人教育引人中小學(xué)，不僅有利于信息技術(shù)的發(fā)展;有利于我們探索教育改革和人才培養(yǎng)的新途徑、新方

10、法;有利于高素質(zhì)人才的培養(yǎng);同時，也將推動我國智能機器人知識和技術(shù)的普及;促進我國智能機器人事業(yè)的發(fā)展和專業(yè)人才的培養(yǎng);促使新興的智能機器人產(chǎn)業(yè)的形成。因此智能機器人進人中小學(xué)已成為一種必然趨勢。我們可以通過智能機器人教育這個平臺挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能培養(yǎng)造就創(chuàng)新人才。不久的將來，智能機器人教學(xué)必將進人我們的周圍，越來越多的人員便會參與到其中。如果師范類院校開設(shè)智能機器人教學(xué)，那么等到這些人員從事到中小學(xué)教育以后，他們發(fā)揮出來的作用將不可限量。     3.培養(yǎng)學(xué)生的諸多能力需要     智能機器人技術(shù)是世界強國重點發(fā)

11、展的高技術(shù)，也是世界公認的打開21世紀大門的鑰匙。智能機器人融合了機械、電子、人工智能等技術(shù)。如果把它引人教育，不僅有利于信息技術(shù)教育的發(fā)展;有利于我們探索人才改革和人才培養(yǎng)的新途徑、新方法;有利于高素質(zhì)人才的培養(yǎng);同時將推動我國智能機器人知識和技術(shù)的普及;促進我國智能機器人事業(yè)的發(fā)展和專業(yè)人才的培養(yǎng);促進新興產(chǎn)業(yè)的形成。實踐證明它不僅可以激發(fā)學(xué)生的想象力，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力、創(chuàng)造能力、動手能力和跨專業(yè)的綜合應(yīng)用能力而且還培養(yǎng)了學(xué)生的協(xié)作精神。把智能機器人引人師范教育，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的諸多能力，同時又為師范類院校學(xué)生在就業(yè)競爭中提供了一項優(yōu)勢，何樂不為?    &

12、#160;4.師范性和專業(yè)性結(jié)合，培養(yǎng)更全面人才的需要     師范教育的根本目的不在于培養(yǎng)文學(xué)家、科學(xué)家，而是培養(yǎng)能培育文學(xué)家、科學(xué)家的教育家。在師范類院校開設(shè)智能機器人課程便是培養(yǎng)模式上的一種嘗試和創(chuàng)新。由于師范類院校其本身的特殊性，它主要為基礎(chǔ)教育培養(yǎng)師資力量，側(cè)重點在于培養(yǎng)教師而不是培養(yǎng)研究性人才。師范類院校要培養(yǎng)智能機器人教育的人才，勢必要調(diào)整培養(yǎng)目標和培養(yǎng)模式，把專業(yè)性和師范性更好到結(jié)合在一起，只有這樣才能優(yōu)化人才，增加競爭力。師范類院校要看到自己的缺點的同時也注意發(fā)揮自己的優(yōu)勢。目前中小學(xué)存在的問題就是專業(yè)教師的缺乏。為中小學(xué)智能機器人教育

13、提供更優(yōu)的師資，也為師范類院校學(xué)生提供更多的就業(yè)機會而言，在師范類院校開設(shè)智能機器人教育也就非常必要而且也很有利。     三、要研究智能機器人教育發(fā)展的師范模式     1.要總結(jié)開設(shè)智能機器人教育的做法和經(jīng)驗     湖州師范學(xué)院于2004年開始智能機器人教育，目前擁有機器人儀器80臺，實驗室兩個。主要以學(xué)科競賽、興趣小組形式開展設(shè)，目前正在課程開設(shè)試驗。舉辦過六次機器人院級比賽，五次機器人校級比賽，舉辦過兩期暑期培訓(xùn)，并代表學(xué)校參加過7次全國性的比賽，參與到這項教育活動

14、的學(xué)生數(shù)大約有600人，獲得了全國一等獎多項，引起社會、其它學(xué)校的關(guān)注。     作為師范院校，開展智能機器人教育的主要目的是為突出專業(yè)特色，增強社會競爭力。雖然我們開展的時間并不是很長，但無論是自己舉辦活動還是參加大規(guī)模的比賽，我們的師生都認真努力，收獲頗多。在教學(xué)實踐和理論方面都有了很大的提高，積累了一定的經(jīng)驗。     從筆者的走訪來看，無論是參與到其中的教師還是學(xué)生，都得到了一定的鍛煉。一些同學(xué)甚至還受到了一些中小學(xué)的邀請，去擔(dān)任他們的興趣小組指導(dǎo)教練，參加省級比賽，也取得了不錯的成績。智能機器人教育開闊了

15、學(xué)生的視野，培養(yǎng)了學(xué)生的能力，同時打造了學(xué)校品牌，為學(xué)生就業(yè)提供了多一條的途徑。     但同時在教育對象、課程設(shè)置、實驗室管理等方面也都還存在著一定的問題。比如智能機器人是融合了多種技術(shù)的綜合性課程，開設(shè)培訓(xùn)課程以前，需要學(xué)生有一定理論基礎(chǔ)。所以需要開設(shè)一定的前序課程。由于受到實驗室、師資等問題的限制，目前我們學(xué)院開設(shè)的項目還比較少，學(xué)生參與面還不夠?qū)挼鹊取?    2.要明確培養(yǎng)目標，更好地開展機器人教育，形成師范模式     就師范類院校開展智能機器人教育而言，筆者認為

16、我們要按師范專業(yè)的特點開展一系列智能機器人教育課程、活動，形成一種師范模式，更好地普及機器人教育，為基礎(chǔ)教育培養(yǎng)優(yōu)秀人才。     (1)在師范專業(yè)開設(shè)一些信息技術(shù)課，培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)     當(dāng)今時代，對學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)要求越來越高。根據(jù)我院實際經(jīng)驗，學(xué)生在參與到機器人活動中時需要一定的信息技術(shù)基礎(chǔ)，比如C語言編程，而我們師范生缺少的就是這方面的知識。如果師范院校在這方面能開設(shè)一些系列課程，使學(xué)生的理論知識水平有所積累，對于我們開展機器人教育必將有極大的幫助。我們在從小學(xué)教育專業(yè)、教育技術(shù)專業(yè)本科生中開展智能機

17、器人教育，就十分重視學(xué)生信息技術(shù)課程知識的補充，因此師范生在智能機器人教育的一系列活動、選修課程中理解能力、動手能力就迅速提升。     (2)建立配套完備的機器人教育實驗室     智能機器人是技術(shù)的前沿之一，集成了數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、機械、電子、材料、能源、計算機硬件、軟件等眾多領(lǐng)域的科學(xué)和技術(shù)知識，沒有一種技術(shù)平臺比智能機器人更綜合。所以為了使現(xiàn)在的師范生能夠更適應(yīng)未來信息時代的要求，在教學(xué)實驗環(huán)節(jié)中及時地增加教學(xué)實驗內(nèi)容是非常有必要和可行的。況且，機器人教學(xué)需要有實際的場地設(shè)備等要求，機器人教育實驗室的

18、創(chuàng)辦非常需要。加強機器人教育實驗室建設(shè)，重點在對學(xué)生進行機器人教育指導(dǎo)能力的訓(xùn)練，同時要注意實驗室的專業(yè)完備程度，規(guī)范管理等，并提高機器人實驗室的軟件建設(shè)、社會服務(wù)能力。     (3)成立大學(xué)生機器人教育協(xié)會，組織機器人學(xué)科競賽     機器人比賽是一項很好的科技創(chuàng)新活動，不僅易于激發(fā)興趣，而且還可以培養(yǎng)學(xué)生的多種能力。學(xué)生們在研討爭論中，逐漸提高了語言表達能力;在策略方案分析中，鍛煉了思考、分析問題和解決的能力;在具體設(shè)計和安裝調(diào)試中，綜合運用各門課程知識，提高了工程設(shè)計和工程實施的安裝能力。我們目前建立大學(xué)生機器人教育協(xié)會，吸引學(xué)生參加這方面的活動，學(xué)習(xí)機器人原理，掌握機器人制作、編程、操作技能，活動形式主要是開展機器人學(xué)科競賽。這樣既可以檢驗我們學(xué)生學(xué)到的實際的知識以及獲得的能力，也能贏得更多的榮譽，得到學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的重視，擴大師范院校在機器人競賽的影