机器人教育的天性与综合素养

爱玩几乎是每个孩子的天性，机器人教育正是利用了这一天性。传统教育一般采用讲授与模仿为主的填鸭式教学方法，学生始终处于被动接受知识的状态。而机器人教育以各式各样的机器人为载体，不同的机器人玩法就是孩子们需要体验的内容，在这个体验过程中，学习者是快乐的、积极的。机器人教育可以激发学生的好奇心与创造力，还能培养孩子们对科学技术的兴趣，培养他们的团队协作能力、问题解决能力和21世纪技能。

培养学生的创新思维与实践能力。教育机器人可以激发孩子们对科学技术的兴趣，培养科学创新精神，激励创新思维。机器人教育的教学活动不以教师讲授为主，而是以学生的自主学习和协作学习为主要活动形式，在“做”中“学”，从而有效培养学生的动手能力。

培养学生的编程能力与计算思维。在美国，孩子从4岁起就已经开始接触编程逻辑思维，欧美国家编程教育的普及，也使得越来越多的中国家长开始关心起孩子的编程技能及创造能力的培养。培训机器人教育。计算思维是“运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等，它涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动”。利用教育机器人合理设计教学活动能够提高孩子们的编程能力，培养学生用计算思维方法去发现问题和解决问题的能力。编程能力和计算思维就像阅读、写作、数学一样，应该成为21世纪学生必备的一项技能。培养学生的团队协作能力与问题解决能力。机器人教学活动一般以学习小组为活动单位，学生是学习活动的主体和中心，教师指导为辅。机器人创新实验室小组成员之间相互配合，通过讨论和反复尝试，合作解决老师布置的任务。这个过程可以提高学生的团队协作能力和问题解决能力，使学生受益终身。

培养学生的21世纪技能与综合素养。21世纪最关键的技能是学习与创新技能，如信息、媒体和技术技能，生活与职业技能[33]。与传统教育的学科分类不同，机器人教育的综合性很强，集成了物理、数学、化学、生物、计算机、机械、电子、材料、能源、人工智能等学科，学生可以学到多领域的知识与技能。学习过程动静结合，学生的思考能力和实践能力都得到提升，获得更加全面的发展。机器人教育能够很好地将核心学科学习与跨学科技能的学习有效结合起来，以培养学生的综合素养。在机器人培训中心，尽管他们可能有学习障碍和社交障碍，但他们也自然而然地被机器人吸引。这样一来，机器人可以成为他们的学习工具与伙伴，帮助他们学习知识和社交技能，进而建立社交关系。

语音识别、人工智能和仿生科技是目前发展教育机器人的三个关键技术。语音识别是机器人与人类沟通的重要手段；人工智能使教育机器人能够模仿人脑进行思维；仿生科技使教育机器人能够做出如人类或其他生物一样细腻的动作。机器人教育装备的智能性、互动性、角色性等是衡量教育机器人产品的重要指标，我们希望教育机器人具备像人一样思考和行动，从而能够更好地辅助教学，与学生进行互动，这离不开机器智能相关技术的支撑。

开展机器人教育的难重点研究与师资培训。学术研究的重点应从现状分析向深入研究、从理论向实证进行转变，并且加强机器人教育的评价与师资培养方面的研究。目前，国内关于机器人教育的研究大多为研究综述和现状分析，而关于机器智能如何驱动教育发展、“人工智能+教育”对于学生素养培养的作用等内容，还缺乏深入的研究。我们需要对“人工智能驱动教育的基础理论与方法”进行相关研究与攻关。另外，关于教育机器人的教学设计、课程开发、实践应用之类的研究较少。比较好的机器人教育品牌，今后的研究应该向实证研究方向倾斜，以教学实践为基础，切实推进机器人教育的发展。由于国内关于机器人教育的教学评价和师资培养方面的文献屈指可数，机器人教育的教学效果一般又是潜在的，利用目前的教学评价系统难以精确量化，因此，如何对机器人教育进行客观有效的评价仍是一个难题。同时，机器人教育的师资队伍也比较薄弱，专业的机器人教育教师相对匮乏，这在一定程度上也制约了机器人教育的发展。所以，加强机器人教育教师的培养，应成为今后一段时期机器人教育的研究重点。

教育应用从学科内容向能力转变。目前，国内的机器人教育正经历着由“竞赛导向→能力导向”的转变，机器人教育不再以竞赛为目标，而是以培养学生信息素养和综合能力为目标。由于机器人自身的综合性和应用领域的广泛性，机器人课程跨学科交叉的特征十分明显。在中小学教育中，机器人教育应该与创客教育、STEAM教育相结合，融入到日常的学科教学中，促进跨学科融合和课程改革。机器人教育不仅可以与信息技术课相结合，也可以与语文、数学、英语、物理、化学、生物等基础学科教学有机融合。比如，运用机器人实验室设备可以通过与人形机器人的对话互动，来帮助小学生提高语言技能；利用仿生机器人来学习生物知识和物理知识等。面向智能时代，机器人教育可以与3D打印技术、开源软件、开源硬件相结合，以拓展学生的知识面，培养学生面向21世纪的综合技能，有条件的学校还可以开设与机器人教育相关的校本课程。

综上所述，随着科学技术的不断发展、软硬件技术的不断成熟、制造成本的逐步降低，机器智能从根本上改变了我们现有的教育方式，教育机器人将会越来越广泛地应用到教学中去，开展机器人教育已是大势所趋。特别是在“教育信息化2.0”与“人工智能+教育”的背景下，机器智能与教育教学会不断融合，机器人教育本身高度的学科交叉与综合性，使之能在教育领域发挥重要的作用，不断推进教育创新与教学的变革。