對深圳的中小學生來說,諸如3D打印、智能機器人等前沿科技對他們并不陌生。教育界對于科技創新日益重視,深圳不少學校已經在嘗試或實踐開設3D打印課程,而你是否知道,深圳也是全國最早實行機器人進課堂的城市之一。從2012年開始,機器人就作為信息技術課程中的一個重要模塊,成為深圳中小學生的必修課。
不過也有業內人士指出,盡管機器人教學深圳推動很早,但受硬件設備、資金、重視程度不一等問題制約,目前絕大多數學校仍處于仿真虛擬課堂階段,即只是進行程序設計、編寫,用電腦仿真運行。而更深的硬件拼裝、程序下載到機器人大腦進行真實運行、調試等則只是少數學校才能做到。
“后一項工作更有意思和挑戰性,對孩子的鍛煉也更大。”業內專家建議相關部門、學校要更重視機器人教育,在資金等多方面給予更大支持和推動。市教科院相關人士向南方日報記者透露,他們正在研究可行性的考評方案,看看能否通過合理的考核督促學校更好的推動、保障機器人教育。
現狀
機器人必修課大多只是“軟件教學”
“可以說深圳是最早推進機器人進課堂,并且課堂專業化做得比較好的城市之一。”深圳市信息技術教研員吳良輝介紹,從2007年7月,市教育局就出臺文件,就“人工智能與機器人”走進中小學課堂項目制定了實施方案,確定了83所試點學校,實驗年級為初一和小學五年級。2012年后,機器人作為信息技術課程中的一個重要模塊,也成為深圳中小學的必修課。主要在小學五年級和初一開設,一學期大概18個課時,而且使用的是深圳統一編寫的教材。
記者了解到,中小學機器人課知識深淺不同,小學生強調掌握人工智能機器人在生活中的應用。中學生則要從各個角度了解機器人,不只是生活中的,還涉及機器人構造原理等。深圳市教育局相關負責人此前也表示,機器人進中小學課堂是一次醞釀已久的課堂改革,該課程將全面普及人工智能和機器人教育,探索中小學信息技術教育的新路子。
“機器人在整個信息技術課程中占的比重還是比較大的。”吳良輝告訴南方日報記者,小學機器人課占整個信息技術課約1/8,而初中則為1/6。
除了必修課,一些學校還開設了社團,對在機器人方面有天賦、有興趣的學生進行培養,社團往往也會參加各種各樣的比賽。比如深圳實驗學校的機器人團隊就曾在RoboCup青少年機器人世界杯中獲得多項大獎。
盡管深圳的機器人教育推動得早,不過目前還多停留在軟件平臺教育、仿真虛擬課堂階段。“程序寫好了后,在仿真系統運行一下就行,學生只需要了解程序,不需要拼裝。”羅湖區信息技術教研員陳前永告訴南方日報記者,完整的機器人教育鏈條應該是設計編寫程序、在電腦上仿真調控、硬件組裝、把調好的程序下載到機器人大腦,之后機器人在真實環境下運行、調試。“因為條件不具備,70%左右的學校只能做到第一步。”在陳前永看來,第二步的拼裝、調試更有意思,對學生的挑戰和鍛煉更大。
吳良輝也表示,目前深圳中小學在機器人“軟件教育”方面做得挺不錯,仿真課堂只是變通的方法,“有個直觀的物理實體搭建會比較好”。
在深圳實驗學校資深科技老師劉海峰看來,機器人教育最有助于培養學生的想象力、思考力、創新能力,因為它涵蓋多種學科,“電腦信息技術、機械原理、電器控制原理,機電的一個結合,加上電腦的平臺,形成智能化的機電產品。”而他也強調,要真正培養好學生,不能只是實施其中的一環,而應該讓學生接觸整個過程。
福田區一學校六年級學生小睿告訴記者,5年級時他們每周要上一節機器人課,“老師會教我們編程,并且在電腦模擬投影,有時會拼裝下機器人。挺好玩的,我最喜歡自己動手去拼裝和調控機器人啦。”
探因
多數學校資金不足硬件少
那么影響機器人教育情況參差不齊的原因是什么?怎樣才能不僅限于“軟件教學”?
“機器人教育跟其他的教育不一樣,需要更多背后的支撐,也要看學校是否重視。”一位科技教育專家稱,一些學校對信息技術課程的理解,就是電腦,對該課程的投入也僅限在電腦,“觀念上還沒有更新”。
陳前永介紹,達到教學需求,學校得購進四五十臺機器人,這些需要資金,而且機器人相關零件很容易損壞,“很多零件只有小指頭那么大,又有傳感器、電線這些東西,損壞率很高,后續的維護費用也很大。比如你剛開始投50萬,后續也需要每年不停地進行資金投入。而現在的財務管理制度需要招標,后續投入可能會受到影響。損壞了沒再投錢,硬件教育這塊就比較困難”。
記者從業內人士處了解到,深圳在2007年試點機器人進課堂時,曾為83所試點學校每所配備20套硬件設備,后來再沒有統一配備器材。“這些學校的硬件用了那么多年,很多機器人已經損壞,一些學校也沒有去購買配置,而且早期的機器人檔次比較低。所以很多學校都只能以軟件教學為主”。
劉海峰則認為,機器人教育是一門綜合學科教育,對老師的挑戰性很大,目前師范院校培養的學生,與機器人課程無法匹配。老師需要不斷在崗學習,進行知識更新,才可能勝任。
劉海峰還分析稱,如果進行機器人實驗,不僅需要實驗室、大量器材,而且需要老師維護。“老師又要講課,又要管理、維護器材,會忙不過來,維護、維修跟不上去,很多機器人就沒法工作”。
對于老師的專業性問題,吳良輝表示,教師學歷、所學專業與機器人課程不相稱,這是全國性的問題,畢竟機器人屬于新生的學科。不過他介紹,深圳推進機器人進課堂后,進行了很多次的專業培訓以及小班培訓,如果老師愿意學習,掌握教材內容不會特別難,他還告訴記者,據他觀察以及外地人士考察反饋情況顯示,深圳信息技術教師比較年輕,學歷達標率高,而且整體水平也相對較高。
求解
推動機器人硬件進入政府采購目錄
盡管不少專家表示,深圳中小學機器人教育在“軟件教學”方面整體做得不錯,但如何才能“更上一層樓”,讓學生接觸完整鏈條的機器人教育。
對此,陳前永建議,首先要解決經費的問題,希望機器人硬件配置進入政府采購目錄,這樣才能招標,學校才可以有權利在經費上予以投入。另外希望廠家研究生產一些更適合孩子用的、不易損壞的儀器設備,“如果很容易損壞,上一次課就有幾臺機器壞了,可持續性就會受影響”。
專家表示,各個學校機器人教育參差不齊,很大原因是學校領導重視程度不同。重視的學校不但配備實驗室、豐富器材、開設社團,有的甚至在小學一年級就鼓勵學生接觸機器人,而不重視的學校即使有按要求開課,但也是疲于應付,形式大于內容。個別學校也會出現機器人課偶爾被考試科目“擠占”的情況。
記者了解到,目前全市層面對于學校開展機器人教育并無統一考核。對于有人士提出可否效仿有些地方,將機器人教育也納入考核考試。陳前永分析稱,考試對一個課程的促進是一把“雙刃劍”,好處是讓學校重視起來了,但壞處是會加重學生的負擔,而且一旦考試必然以考題、知識點出現,對于更重視實操性的機器人教育來說,這會使它的活力受影響。而且也會影響學生對它的喜愛。
市教科院相關人士向記者透露,他們正在研究可行性的考評方案,看看能否通過合理的考核督促學校更好地推動、保障機器人教育。
有專家也指出,在目前的情況下,加入考核,并且體現在中考、高考中,肯定以最快的速度促進學校重視某項課程或教育,但這同時也會導致很多負面效應,尤其對于機器人這樣的創新學科來說,負面影響可能會更大。
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