深圳机器人教学或将摆脱“虚拟”作战

对深圳的中小学生来说,诸如3D打印、智能机器人等前沿科技对他们并不陌生。教育界对于科技创新日益重视,深圳不少学校已经在尝试或实践开设3D打印课程,而你是否知道,深圳也是全国最早实行机器人进课堂的城市之一。从2012年开始,机器人就作为信息技术课程中的一个重要模块,成为深圳中小学生的必修课。 不过也有业内人士指出,尽管机器人教学深圳推动很早,但受硬件设备、资金、重视程度不一等问题制约,目前绝大多数学校仍处于仿真虚拟课堂阶段,即只是进行程序设计、编写,用电脑仿真运行。而更深的硬件拼装、程序下载到机器人大脑进行真实运行、调试等则只是少数学校才能做到。 “后一项工作更有意思和挑战性,对孩子的锻炼也更大。”业内专家建议相关部门、学校要更重视机器人教育,在资金等多方面给予更大支持和推动。市教科院相关人士向记者透露,他们正在研究可行性的考评方案,看看能否通过合理的考核督促学校更好的推动、保障机器人教育。

现状:机器人必修课大多只是“软件教学”

“可以说深圳是最早推进机器人进课堂,并且课堂专业化做得比较好的城市之一。”深圳市信息技术教研员吴良辉介绍,从2007年7月,市教育局就出台文件,就“人工智能与机器人”走进中小学课堂项目制定了实施方案,确定了83所试点学校,实验年级为初一和小学五年级。2012年后,机器人作为信息技术课程中的一个重要模块,也成为深圳中小学的必修课。主要在小学五年级和初一开设,一学期大概18个课时,而且使用的是深圳统一编写的教材。 记者了解到,中小学机器人课知识深浅不同,小学生强调掌握人工智能机器人在生活中的应用。中学生则要从各个角度了解机器人,不只是生活中的,还涉及机器人构造原理等。深圳市教育局相关负责人此前也表示,机器人进中小学课堂是一次酝酿已久的课堂改革,该课程将全面普及人工智能和机器人教育,探索中小学信息技术教育的新路子。 “机器人在整个信息技术课程中占的比重还是比较大的。”吴良辉告诉南方日报记者,小学机器人课占整个信息技术课约1/8,而初中则为1/6。 除了必修课,一些学校还开设了社团,对在机器人方面有天赋、有兴趣的学生进行培养,社团往往也会参加各种各样的比赛。比如深圳实验学校的机器人团队就曾在RoboCup青少年机器人世界杯中获得多项大奖。 尽管深圳的机器人教育推动得早,不过目前还多停留在软件平台教育、仿真虚拟课堂阶段。“程序写好了后,在仿真系统运行一下就行,学生只需要了解程序,不需要拼装。”罗湖区信息技术教研员陈前永告诉南方日报记者,完整的机器人教育链条应该是设计编写程序、在电脑上仿真调控、硬件组装、把调好的程序下载到机器人大脑,之后机器人在真实环境下运行、调试。“因为条件不具备,70%左右的学校只能做到第一步。”在陈前永看来,第二步的拼装、调试更有意思,对学生的挑战和锻炼更大。 吴良辉也表示,目前深圳中小学在机器人“软件教育”方面做得挺不错,仿真课堂只是变通的方法,“有个直观的物理实体搭建会比较好”。 在深圳实验学校资深科技老师刘海峰看来,机器人教育最有助于培养学生的想象力、思考力、创新能力,因为它涵盖多种学科,“电脑信息技术、机械原理、电器控制原理,机电的一个结合,加上电脑的平台,形成智能化的机电产品。”而他也强调,要真正培养好学生,不能只是实施其中的一环,而应该让学生接触整个过程。 福田区一学校六年级学生小睿告诉记者,5年级时他们每周要上一节机器人课,“老师会教我们编程,并且在电脑模拟投影,有时会拼装下机器人。挺好玩的,我最喜欢自己动手去拼装和调控机器人啦。”

探因:多数学校资金不足硬件少

那么影响机器人教育情况参差不齐的原因是什么?怎样才能不仅限于“软件教学”? “机器人教育跟其他的教育不一样,需要更多背后的支撑,也要看学校是否重视。”一位科技教育专家称,一些学校对信息技术课程的理解,就是电脑,对该课程的投入也仅限在电脑,“观念上还没有更新”。 陈前永介绍,达到教学需求,学校得购进四五十台机器人,这些需要资金,而且机器人相关零件很容易损坏,“很多零件只有小指头那么大,又有传感器、电线这些东西,损坏率很高,后续的维护费用也很大。比如你刚开始投50万,后续也需要每年不停地进行资金投入。而现在的财务管理制度需要招标,后续投入可能会受到影响。损坏了没再投钱,硬件教育这块就比较困难”。 记者从业内人士处了解到,深圳在2007年试点机器人进课堂时,曾为83所试点学校每所配备20套硬件设备,后来再没有统一配备器材。“这些学校的硬件用了那么多年,很多机器人已经损坏,一些学校也没有去购买配置,而且早期的机器人档次比较低。所以很多学校都只能以软件教学为主”。 刘海峰则认为,机器人教育是一门综合学科教育,对老师的挑战性很大,目前师范院校培养的学生,与机器人课程无法匹配。老师需要不断在岗学习,进行知识更新,才可能胜任。 刘海峰还分析称,如果进行机器人实验,不仅需要实验室、大量器材,而且需要老师维护。“老师又要讲课,又要管理、维护器材,会忙不过来,维护、维修跟不上去,很多机器人就没法工作”。 对于老师的专业性问题,吴良辉表示,教师学历、所学专业与机器人课程不相称,这是全国性的问题,毕竟机器人属于新生的学科。不过他介绍,深圳推进机器人进课堂后,进行了很多次的专业培训以及小班培训,如果老师愿意学习,掌握教材内容不会特别难,他还告诉记者,据他观察以及外地人士考察反馈情况显示,深圳信息技术教师比较年轻,学历达标率高,而且整体水平也相对较高。

求解:推动机器人硬件进入政府采购目录

尽管不少专家表示,深圳中小学机器人教育在“软件教学”方面整体做得不错,但如何才能“更上一层楼”,让学生接触完整链条的机器人教育。 对此,陈前永建议,首先要解决经费的问题,希望机器人硬件配置进入政府采购目录,这样才能招标,学校才可以有权利在经费上予以投入。另外希望厂家研究生产一些更适合孩子用的、不易损坏的仪器设备,“如果很容易损坏,上一次课就有几台机器坏了,可持续性就会受影响”。 专家表示,各个学校机器人教育参差不齐,很大原因是学校领导重视程度不同。重视的学校不但配备实验室、丰富器材、开设社团,有的甚至在小学一年级就鼓励学生接触机器人,而不重视的学校即使有按要求开课,但也是疲于应付,形式大于内容。个别学校也会出现机器人课偶尔被考试科目“挤占”的情况。 记者了解到,目前全市层面对于学校开展机器人教育并无统一考核。对于有人士提出可否效仿有些地方,将机器人教育也纳入考核考试。陈前永分析称,考试对一个课程的促进是一把“双刃剑”,好处是让学校重视起来了,但坏处是会加重学生的负担,而且一旦考试必然以考题、知识点出现,对于更重视实操性的机器人教育来说,这会使它的活力受影响。而且也会影响学生对它的喜爱。 市教科院相关人士向记者透露,他们正在研究可行性的考评方案,看看能否通过合理的考核督促学校更好地推动、保障机器人教育。 有专家也指出,在目前的情况下,加入考核,并且体现在中考、高考中,肯定以最快的速度促进学校重视某项课程或教育,但这同时也会导致很多负面效应,尤其对于机器人这样的创新学科来说,负面影响可能会更大。

原文发布于微信公众号 - 机器人网(robot_globalsources)

原文发表时间:2015-03-26

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