机器人教育,融合了自动化控制、信息通信、计算机科学等学科,随着信息技术领域的飞速发展,各地定位于K12适龄群体的机器人教育社会培训机构大量涌现,中小学校、青少年宫等机器人教育和各项竞赛活动也得以普遍开展。作为科技启蒙教育的机器人教育,应该说已经得到了社会范围内空前的关注。
然而,分析当前我国K12机器人教育现状,难免为其担忧。如何定位、规范、引导K12机器人教育,已经成为教育领域的重要命题。
K12机器人教育发展迅猛
世界机器人教育的发源地是欧盟地区。早在上世纪六十年代英国等国家就在中小学开始了机器人教学。我国针对中小学的机器人教育在上世纪九十年代后期起步,北京市景山学校于2000年在大陆地区率先开展了中小学机器人课程;随后,上海、哈尔滨等地中小学纷纷以选修课、必修课形式,开设机器人教育课程。教育部在2003年4月颁布的《普通高中技术课程(实验)标准》中,首次在“通用技术”科目中设立了“简易机器人制作”选修模块。
目前,各地中小学校、少年宫、科学活动中心等机构,通过吸收喜爱机器人的学生,组成智能机器人学习小组,成为了机器人教育进入中小学生视野最多,也是最有效的方法。同时,把智能机器人作为信息技术课的内容之一纳入中小学信息技术教育课程也正在逐步形成。
自2001年中国科协举办我国“首届青少年电脑机器人竞赛”(2005年正式更名为“中国青少年机器人竞赛”),十余年来,青少年机器人竞赛在全国各地迅猛发展。目前全国青少年机器人竞赛,可以区分为两种类型:一是普及性机器人竞赛,主要面向小学及初步接触机器人的群体,如未来伙伴机器人竞赛、萝卜圈虚拟机器人竞赛项目等;另一类是面向具备一定开发能力的学生、所需技能较高的竞赛项目,如灭火机器人竞赛、FLL机器人工程挑战赛等。按照竞赛的级别,又可以区分为国际赛、全国赛和地方各级赛;依据竞赛内容又可以区分为单项赛和综合赛。而且,多部门联合举办赛事已经成为常态。
急需建立国家标准
推动行业规范
机器人教育在我国k12适龄群体中开展的内容和形式多样。一方面,目前中小学机器人教育所采用的产品根据是否有芯片和软件控制分为普通机器人和智能机器人。普通机器人重视机械设计,智能机器人重视编程控制,其编程环境既包括企业开发的图形编程软件,和以C语言或BASIC语言为蓝本开发出来的通用语言。另一方面,实践中课程形式过于灵活,计算机课、综合实践课、校本课程、通用技术课都可能包括机器人教育,而作为选修课,往往针对一小部分学生开展,教学过程、实施进度、教学效果等都难以规范。
不可否认,竞赛驱动模式对K12机器人教育产生了一定的社会影响。但如果将竞赛成绩视作目标,片面追求竞赛排名的逐利性,掩盖、甚至忽视机器人教育的教育性,就失去了推动K12机器人教育的初衷。教育主管部门应当根据国内实际情况,明确定位,积极探索适合我国机器人教育可持续发展的道路,尽快建立K12机器人教育国家级课程标准,协同多领域促进行业规范的形成,使机器人教育健康地走进常态课堂。
开展教学研究重视人工智能
现阶段我国的K12机器人教育缺乏教学的规范性,亟待开展针对机器人教育的系统化教学设计。这一现象所直接导致的就是目前机器人教学学习材料质量良莠不齐,部分材料实质为产品说明书,不符合K12适龄人群认知规律和特点,教学策略和教学评价机制欠缺。因此,在不断完善K12机器人教育教师队伍的知识结构、增强其实践能力的同时,必须加强对机器人教育教学设计和师资队伍建设的探索。
大数据、廉价的并行计算等极大地推动了人工智能的发展。可以预见,智能机器人的广泛应用将极大促进社会生产力的发展与产业结构调整。在21世纪中期,人类社会将全面进入以智能机器人为代表的智能时代,这对当前我国如何引导K12机器人教育提出了挑战。
如果说,卡斯帕罗夫与深蓝对战的积极意义,在于之后拥有国际象棋大师头衔的人数至少翻了一番,“阿尔法围棋”产生的积极影响必将是积极推动围棋运动的普及和研究。对于机器人教育,“阿尔法围棋”的影响就是引导机器人教育要关注智能机器人教育。在基础教育领域开展智能机器人教育,就是为了让今天的中小学生能够有准备地迎接智能机器人时代的到来。
□文/王楠
(北京邮电大学副教授)