2017中小学机器人教育调研报告_43页-1mb

2017 中小学机器人教育调研报告总结

一、机器人与教育

机器人技术不仅是制造业的关键，也是改善人类生活的重要工具。世界各国将机器人教育纳入国家战略，以应对制造业变革和储备人才。我国也高度重视机器人教育，将其作为“中国制造2025”战略的重要组成部分，旨在推动机器人产业发展，满足制造业转型升级需求，同时培养具备创新能力的未来人才。

二、国外中小学机器人教育情况

（一）研究数量与角度多样化

• 研究数量：2011年至2017年，机器人教育相关研究数量逐年增长，2016年达到3680篇。
• 研究角度：涵盖心理学、工程教育、技术教育、教育评价、艺术、设计、编程等多个领域。

（二）高等院校推动机器人教育

• 典型案例：麻省理工学院、卡内基梅隆大学等高校开发了覆盖K12至大学阶段的机器人课程体系。
• 课程内容：包括机器人科学、ROBOTC中级课程、VEX机器人课程、STEM CAD建模课程、电子学课程等。

（三）教育形式多元化

• 机器人技术学科课程：课程设计系统，涵盖机械、电子、编程等内容。
• 机器人主题活动：如技术夏令营、机器人竞赛等，提升学生的实践能力和团队协作能力。
• 机器人辅助教学：利用机器人技术辅助其他学科教学，如语言学习、自闭症儿童训练等。

（四）教育装备多样化

• 实体教具：如乐高MINDSTORMS、Fischertechnik、NAO人型机器人等。
• 虚拟平台：如AI-TANK、TeamBots、纳英特Simbad、Microsoft Robotics Studio等，提供仿真和编程环境。

（五）赛事促进教育发展

• 国际赛事：如FIRA Cup、VEX机器人世界锦标赛、RoboCup、FLL等，激发学生兴趣，提升创新能力。
• 国内赛事：如IDC ROBOCON、乐博士CHINAROBOTC VEX机器人冬夏令营等，为学生提供实践平台。

三、中国中小学机器人教育情况

（一）研究逐渐深入

• 研究趋势：机器人教育相关研究数量逐年增长，涉及教学设计、课程开发、技术工具、赛事活动等。
• 研究重点：
  • 理论探讨：如STS教育理念、多元智能理论、模块化思想等。
  • 教学设计：强调课程体系、教学内容、教学方法的系统性。
  • 课程与教材开发：以机器人竞赛为背景，开发校本课程和教材。
  • 技术工具：如单片机实验器、Arduino、开源硬件等。
  • 赛事活动：如全国青少年机器人竞赛、VEX赛事等，促进学生实践能力提升。

（二）教师队伍建设

• 现状：仅有15.72%的中小学机器人教师具备相关专业背景，多数教师缺乏机器人教学经验。
• 建议：加强师资培训，提高教师专业素养，推动机器人教育普及。

（三）课程设计类型多元

• 基于教育理念：如STEM教育、创客教育等，注重创新能力培养。
• 依托器材或赛事：如使用乐高、VEX、NAO等教具，结合机器人竞赛进行教学。
• 借鉴大学经验：如与高校合作，开发适合中小学生的机器人课程，实现教育衔接。

（四）教育装备资源丰富

• 机器人教室：分为通用教室和专用教室，满足不同教学需求。
• 教具种类：包括简易机器人器材、单片机或开源硬件、机器人教学套件、虚拟教学平台等。
• 国产教具：如Kenblock、e-bot、Makeblock等，推动本土化发展。
• 虚拟平台：如Kenrobot、冻喜LUBOT、CastleRock™等，提供图形化编程和3D模拟教学。

四、中小学机器人教育建议

（一）建立各学段教育连贯性

• 课程架构：构建覆盖小学至高中的机器人课程体系，实现教育的系统性和延续性。

（二）加强教师队伍建设

• 培训机制：结合政策，推动教师培训，提升教学能力。
• 合作机制：联合教育部门、科协、科技社团等，共同推进机器人教育发展。

（三）积极开展赛事活动

• 赛事平台：组织全国青少年电子信息智能创新大赛等赛事，提升学生实践能力和创新能力。

（四）整合多方资源构建教育生态

• 产学研结合：整合高校、科研机构、企业等资源，推动机器人教育生态系统的可持续发展。
• 平台建设：利用社会组织如中国电子学会，搭建教育平台，促进资源共享与合作。

五、关键信息总结

• 机器人教育重要性：机器人教育是推动制造业发展、提升创新能力的重要途径。
• 国外经验：机器人教育研究数量增长迅速，课程体系系统化，教具和平台多样化。
• 国内现状：机器人教育起步较晚，课程体系尚未统一，教师专业背景不足。
• 未来方向：构建连贯的课程体系，加强教师培训，推动赛事发展，整合多方资源形成教育生态。

六、参考文献

杨晋. 乔凤天. 2017 中小学机器人教育调研报告 [R]. 北京: 中国电子学会普及工作委员会, 2017.08