国内外高校机器人教育现状与发展状况分析

1、国内外高校机器人教育现状与发展状况分析国外高校机器人教育现状从日本，韩国，美国，欧洲等开展情况讨论。主要从开展机器人教育的目的，教学方法，教学模式等方面（教学模式-是设置的课程还是专业，怎么开展的，以怎样的形式）开展机器人教育，普及机器人文化机器人是人类历史上所有创造和发明的结晶。它把人的智慧与机器融为一体，是人类最完美的工具。机器人正在向我们走来，它将成为人类的一个重要组成部分。美国基础教育领域中的机器人教育主要有四种形式：一是机器人技术课程，一般开设在技术类课程中，其中教育计划与项目占大多数；二是课外活动，类似我国的综合实践活动课程；三是机器人主题夏令营等定期活动；第四种形式与前几者不同，

2、它主要利用机器人技术作为辅助性工具来辅助其他课程的教学或者作为一种研究工具来培养学生能力，与此同时学习机器人技术知识，也可以归为特殊的机器人教育形式。美国高校的机器人教育主要呈现出两个趋势：一方面，美国高校愈来愈多地开设了机器人相关的课程，另一方面机器人作为课程的学习平台，已经慢慢应用于高校其他课程中。麻省理工学院的机器人教育麻省理工学院（MIT）是美国私立研究性学院，世界著名的科学技术教育和科研中心。该学院在机器人技术领域成果颇丰：在1994年麻省理工学院（MIT）就设立了 “设计和建造LEGO机器人”课程(Martin)，目的是提高工程设计专业学生的设计和创造能力，尝试机器人教育与理科实验

3、的整合；同时，国外的一些智能机器人实验室也有相应的机器人教育研究的内容。（源自于计算机世界报，作者 王树国）麻省理工学院涉及机器人教育的课程有认知机器人学、机器人学导论、自控机器人设计竞赛、机器人编程竞赛，结合各个专业所需以及当今机器人技术的应用领域，分别开设在航空航天学、机械工程学和电气工程与计算机科学中。(1)课程开设麻省理工学院提供的机器人课程主要有两类，一类是在整个学期中开设，例如，认知机器人学、机器人学导论；另外一类是在麻省理工学院的独立活动期间(1AP)开设的，IAP是MIT从一月的第一个星期到月底为期4周的特别学习期，例如，自控机器人设计竞赛和机器人编程竞赛。在独立活动期开设的课

4、程没有定期的课堂安排，学生只需要在规定的时间内完成相关的项目就可以了，并且部分课堂教学的参与也是自愿的。灵活的课程安排，学生有了更多的自主活动时间，并且能根据自己的需要选择性的参与课堂学习来补充知识。(2)课程评价除了常规考试外，MIT机器人课程的学习都要求有实质性的成果，例如，在“自控机器人设计竞赛课程”中，要想获得学分，学生必须建立网页来展示自己设计的机器人，陈述总体设计与独到之处，完成作业并最终制作一个实体机器人。在“机器人编程竞赛”课程中，要获得6个选修学分，学生必须提交一个Robocraft选手作为自己的“实质性成果”，随后根据该成果做出评价。如果要获得6个工程设计分，团队提交的选手

5、必须打败Robocraft软件发布时自带的参考选手对战。在“机器人学导论”课程中，学生除了完成作业，参加期中、期末两次考试以外，还必须完成相关的实验与设计项目，在学期的不同时间需要搭建两个不同功能的机器人： 采矿机器人， 目标是建立一套搜寻算法能够让机器人自动搜寻、而且在找到矿藏后暂停在矿物上方；圣诞老人机器人，它能沿着一条弯曲的路径通过玄关进入机器人实验室，用它的机械手臂将礼物送到多个房间， 以及从每个房间拿取饼干。在“认知机器人学”课程中，学生需要完成两个项目：选择一个与机器人相关的主题做一份报告；对认知机器人和嵌入智能系统中涉及的一两个方法深刻认识后在这些方法的基础上改进并创新应用。俄勒

6、冈州立大学的机器人教育机器人作为学习平台，已经慢慢应用于大学的课程中，俄勒冈州立大学电子工程与计算机科学系，分别在电子设计概念导论、电子基础、数字逻辑设计、信号与系统、计算机原理与汇编语言、机械设计课程中使用TekBots机器人作为学习平台。把TekBots整合进课程中，可以把课堂上学习的理论应用到机器人中，加深对理论的理解。例如在计算机原理与汇编语言这门课程中，让学生使用TekBots调试自己的程序，观察自己写的程序及运用的概念是如何在实际设备中产生作用的。利用学习平台有以下几个作用：加强课程连贯性：帮助学生理解各个学科之间的联系，能让学生综合自己所学知识。 提供理解课程的情境：通过学习平台

7、，使概念变的具体，并提供学生以解决复杂问题的情境。形成学习共同体：有着共同兴趣的学生形成学习共同体。增加动手经验：能为学生提供动手操作的空间。模拟工程实践：平台提供一个工程实践的模拟环境。美国学校机器人教育的特点（1）机器人教育形式多样在美国高校中，机器人教育既可以通过课程来进行，也可以作为学习平台。（2）为学生创设自主发挥空间大多数机器人课程都是以团队为活动单位，在教师指导下以学生为中心开展活动。学生有较大的自主发挥空间。例如，MIT的“自控机器人设计竞赛”这个课程完全由学生来运作，没有教员来协助。“机器人编程竞赛”也几乎都是由学生操作，学生组成团队，编写机器人程序，参加比赛。学生自主性强，

8、增加了学生的主动参与意识。(3)评价方式多样机器人课程的评价要注重学生在活动过程中的自我反思，多样化的评价方式有助于全面反映学生在课程中所获得的知识以及知识的灵活运用情况。评价可以根据学生的实验与设计项目的完成情况，也可根据学生的实质性成果来进行。(4)课程具有明显的学科交叉性由于机器人技术自身的综合性和机器人技术应用领域的广泛性，导致机器人课程跨学科、交叉性的特点十分明显。高校的机器人教育更是作了具体规定，学生往往需要预修过若干先修课程。例如，MIT的“机器人学导论”要求预先学习“动力学建模与控制”课程，课程内容涵盖了平面与空间运动学、动作规划、机械手臂和移动机器人的结构设计、多刚体动力学、

9、3D绘图模拟、控制系统设计、传感技术、无线网络、人机接口、嵌入式系统等。有些机器人课程虽然没有明确指定相应的先修课程，但由于课程本身涉及的知识面广，如果没有一定的基础也是较难完成的，例如，MIT的“自控机器人设计竞赛”课程涉及设计与制造、电子运算结构、电路与电子学、计算机程序的结构与应用等课程； “机器人编程竞赛 课程要求有一定的JAvA编程基础： “认知机器人”课程则需要预先学习过机率系统分析和人工智能技术、人工智能，或自治和决策原则中的任一门课程。(5)涉及机器人技术的最新成果这个特点在美国高校的机器人教育中表现的十分明显。当今机器人技术在各个领域都发挥着它的作用，例如，美国航空航天局(N

10、ASA)的火星探测漫步者就是机器人技术在航空航天领域的一个典型应用。MIT航空航天学中的“认知机器人学”课程，正是通过对NASA的火星探路者、护士机器人、博物馆导游等实际例子的讨论来学习建模与算法， 以及研究算法是如何在这些系统中应用。该课程结合当前机器人技术的成果，加深了学生对相关理论和技术的理解。(6)充满趣味的“做中学”美国机器人课程几乎都有实验课，学生借助各种工具平台制作、组装实体机器人或编写、调试机器人程序，十分强调在做中学。例如，在“机器人编程竞赛”课程的学习中，学生组成团队开发机器人选手程序，在整个开发过程中结合了作战策略与软件设计，并用于参加比赛。“自控机器人设计竞赛”也是个需

11、要动手的“做中学”课程，参与者设计和制作机器人，在月底参加比赛。该课程需要学生设计出一个机器人，能够在比赛场地行驶，识别对手。两者最大的不同在于，一个是使用非实体机器人，即编写一个机器人选手程序，一个是使用实体机器人，即制作一个实体机器人，从而实现不同知识点的学习。在大力提倡素质教育的今天，如何通过有效途径提高学生全面综合能力一直是教育界探讨的话题之一。机器人的出现为创新素质教育提供了一个崭新的平台。日本的机器人教育水平和机器人文化普及水平是世界上最高的国家之一，不仅每所大学都有高水平的机器人研究会，而且每年定期举行机器人设计和制作大赛。大赛得到日本政府、企业界和教育主管部门的重视和支持。大赛

12、，不仅加速了日本机器人文化的普及，而且调动了社会各方面的力量，开发了大量的机器人产品，增强了社会应用机器人技术的积极性。同时，为日本的创新教育提供了好教材，好课题，并培养了大批创新人才和机器人研究和应用人才。机器人技术的应用，促进了日本工业的发展，提高了社会劳动生产率和产品质量，为日本带来了巨大的经济效益和社会效益。天津工程师范学院学报第15卷第4期2005年12月发展机器人教育 培养综合型创新人才的研究与实践李春华，崔世钢，郑 桐，郝立果日本是世界上机器人教育水平和机器人文化普及水平最高的国家之一。在日本不仅每所大学具有高水平的机器人研究和教学内容，且每年举行多种不同档次的机器人设计和制作大

13、赛，通过大赛培养了大批机器人技术研究和应用人才，使日本的机器人技术走到了世界前列。机器人技术的应用，促进了日本工业的发展，提高了社会劳动生产率和产品质量，为日本带来了巨大的经济效益和社会效益。其他再比如一些欧美国家,亚太地区等都有该类项目的开设。韩国充分认识到机器人教育的重要性,也加大投入开展机器人教育方面的研究。同时，新加坡、台湾、香港等国家和地区，也在机器人教育方面取得了长足的发展。新加坡国立教育学院(NIE)和乐高教育部于2006年6月在新加坡举办了第一届亚太ROBOLAB国际教育研讨会，通过专题报告、论文交流和动手制作等方式，就机器人教育及其在科技、数学课程里的应用进行交流，以提高教师

14、们开展机器人教育的科技水平与应用能力。天津工程师范学院学报第15卷第4期2005年12月发展机器人教育 培养综合型创新人才的研究与实践李春华，崔世钢，郑 桐，郝立果在美、日、德、法、韩等国，机器人产业的开发正在受到重视，一般采取所谓“官产学”形式。“官”即政府制定政策及倾斜支持，调整产业结构。据情报显示，日本政府正在调整全国的产业制造结构，名古屋中部地区的未来产业为新型汽车工业，以大阪为中心的关西地方将以机器人产业为主。东京地区以资讯情报化为中心，等等；“产”即产业界的自我分类的研究与开发，并将之变成产品，取得经济效益；“学”即学校设置专门的课程(学科)，教材既有大学教授编写的，也有产业研究所

15、编写的。专门出售关于机器人制作的教科书、教材及装配零件、专门杂志等也已成行成市，许多公司改变既有行业，转而生产为此服务的产品。虽然，断肓这一切将导致一场T业革命还为时过早，但可以预计的是，未来2O年，机器人产业将成为未来新产业的一个领先潮流，介入到综合国力竞争、现代化高科技战争以及青少年教育之中。1ROBOCUP 2005，OSAKAEBOI httpwwwrobocup2005org200507182ROBOCON MagazineJ机器人专门杂志2005(6)日本东京3韩国投巨资研制作战机器人N大连日报，200509 22(A9)(责任编辑洪云)=2005年12月第21卷 第6期陆文虎 ，

16、曲庆彪 ，孙立川(香港)各国机器人教育的成功案例分析为了使学生的天赋得到充分发挥，美国非常注重英才教育，美国政府于1993年发布的报告全国性的杰出成就：培养美国人才的一个实例中明确提出：学校必须推广有效的教育计划并把更高深的材料融合到常规课程中去；学校必须为所有学生提供机会，到现实生活中去学习、解决问题，分析材料和情境；学校必须在多种场合一常规教室、特别课堂、社区、大学或博物馆、电脑前者任何出现需要的场合为具有杰出才能的学生服务；学校必须建立很灵活的体制，让所有学生，包括最有能力的学生，根据他们的兴趣和需要分正是由于较为自由的课程设置，为机器人教育的开展提供了便利。美国的机器人活动一般是以项目

17、为单元，并以团队为活动单位，从而可以提高学生项目管理能力、小组协作能力，提高组员的交流能力。这样的活动组织形式有利于充分发挥机器人平台的作用。在机器人教育中，应该考虑学生在活动中的组织形式来达到良好的教育效果。在条件有限的学校，可以通过机器人活动的组织规划来合理利用有限的机器人教育资源。机器人产商是机器人教育的一个隐性推动者，在美国，部分课程的顺利实施得益于产商的支持，产商提供机器人产品供学校使用，有些颇具实力的产商甚至提供配套的机器人课程。在我国，机器人产商也在各个地区活跃着，积极和学校联系，推动着机器人教育的发展，利用好这股力量，可以为机器人教育提供条件。例如，产商提供产品给高校试用及研究

18、，高校对产品进行分析后设计应用形式，随后与中小学合作开展教学实验，同时，在分析过程中对产商产品反馈意见，提供生产指导，使得产商产品尽量与教育应用需求吻合，这也是一种比较理想的合作方式。机器人教育活动作为素质教育的良好载体，以其先进的教学理念和独特的教学形式，成为开发和培养学生的创造能力、创新能力、团结协作、自主学习能力、语言交流能力等能力的一个重要手段。下面就加德纳的多元智能理论并结合自己几年的教学过程和经验来谈一谈机器人教育活动到底改变了学生的什么。一 严密的程序设计，提升学生的逻辑数学智能二、多彩的结构搭建。锻炼孩子的肢体动觉智能三、驱动的课堂形式促进学生的积极内省智能四、在模拟和想象中，

19、发展学生的空间想象智能科学素养与科学教育改革的关系以及具有科学素养的人应具备的关键特质，从科学知识与技能、科学态度、情感与价值观、科学探究、科学技术与社会的系等多角度分析了机器人教育在培养学生科学素养中的作用，最后根据当前机器人教育的现状与条件提出了培养学生科学素养的几点策略。1.科学素养与科学教育改革2.具有科学素养的人应具备的关键特质学生在参与机器人活动中掌握了最基本的科学研究过程、研究方法。同时学会了运用科学方法来解决自己生活中的各种问题，提高了他们使用科学的方法处理实际问题的能力，进而提升了学生的科学素养。国内高校机器人教育现状明确我国教育现状（教育政策，文献）我国近年来，机器人教育得

20、到普遍关注，组织大学生走出国门，参加多项国际机器人大赛，并取得了较好的成绩。但创新教育和机器人教育的普及还很落后。因此，为了提高我国机器人技术水平和应用能力，使机器人技术更好地为经济建设服务，必须大力发展机器人教育，普及机器人文化，培养我国机器人技术开发的后备力量，为我国经济的腾 和可持续发展做准备。这需要政府的投入和全社会的重视和扶植天津工程师范学院学报第15卷第4期2005年12月发展机器人教育 培养综合型创新人才的研究与实践李春华，崔世钢，郑 桐，郝立果2.国外机器人教育对我国开展机器人教育的几点启示（1）机器人教育的归属问题在我国，机器人教育正处于起步阶段， 由于各个学校的条件限制，机

21、器人教育没有在大范围内开展也没有十分明确的学科归属。在高校，从我国普通高等学校专业设置来看，并没有独立开设机器人学专业，机器人教育主要还是在其他专业中开展：在智能科学与技术专业中开展机器人教育；在机械设计制造及其自动化专业中开设机器人教育等等。部分高等院校在公共选修课程中开设机器人课程。机器人教育到底应该归到哪类教育中比较合适且利于发展，这些问题都值得探索。美国的机器人教育没有明确的归位，它既作为技术教育的内容，普及机器人技术知识，也作为科学教育的工具，用于提高学生的科学素养，并利用夏令营、课外活动等深入开展。在机器人教育的起步阶段，可以不明确定位机器人教育的学科归属。在基础教育领域，各学校根

22、据自己的实际情况开展各种机器人教育， 以普及机器人知识为主，以各种机器人活动来推动机器人教育的开展，各个学校可根据地方、学校条件开设校本课程或作为学校的特色项目来开展机器人教育：在高等教育领域，机器人教育的开展应结合社会的需要、各学科的需要、科技发展对人才培养的需要。总之，灵活的课程归属有利于机器人教育的进一步开展。（2）机器人的活动组织形式美国的机器人活动一般是以项目为单元，并以团队为活动单位，从而可以提高学生项目管理能力、小组协作能力，提高组员的交流能力。这样的活动组织形式有利于充分发挥机器人平台的作用。在机器人教育中，应该考虑学生在活动中的组织形式来达到良好的教育效果。在条件有限的学校，

23、可以通过机器人活动的组织规划来合理利用有限的机器人教育资源。（3）机器人课程的评价国外有学者曾提出要降低机器人竞赛的“竞赛性”，注重学生在竞赛过程中的自我反思。评价要注重学生的学习过程，关注学生在学习过程中的体验。同时，机器人教育的评价方式不一定要采用常规的考试，可以从多角度进行评价，用作品或成果来评价，可以是一份报告，一个实物，也可以是一个方案。（4）机器人作为素质教育的平台借鉴美国俄勒冈州立大学的经验，把机器人作为程序设计、电子技术、机械与力学等课程的学习平台；更进一步，借助于通用型、插接式的机器人组件，可以将其作为信息技术环境下学生的创新设计平台。国内在这方面也有一些尝试，例如应用“慧鱼

24、”创意组合在本科教学实验中，构建大规模工程模型，提高学生的设计与创造能力 。（5）学校，企业协作推动机器人教育的健康发展机器人产商是机器人教育的一个隐性推动者，在美国，部分课程的顺利实施得益于产商的支持，产商提供机器人产品供学校使用，有些颇具实力的产商甚至提供配套的机器人课程。在我国，机器人产商也在各个地区活跃着，积极和学校联系，推动着机器人教育的发展，利用好这股力量，可以为机器人教育提供条件。例如，产商提供产品给高校试用及研究，高校对产品进行分析后设计应用形式，随后与中小学合作开展教学实验，同时，在分析过程中对产商产品反馈意见，提供生产指导，使得产商产品尽量与教育应用需求吻合，这也是一种比较

25、理想的合作方式。现代教育技术第17卷2007年第ll期美国机器人教育的特点及其启示王益 张剑平3.机器人基础教育面临的困境机器人已经成为呼声很高的创新教育平台，并且正在大踏步地走向基础教育。随着各地机器人实验室的迅速建设，它作为课程，各种活动不成熟的表现也越发明显。但是，目前主要还是处于综合实践活动的层面，并且遇到了诸多方面的制约。第一，竞赛活动商业化严重，教育发展方向偏移一方面，由于机器人竞赛的组织形式，目前大部分是由某些机器人制造商独立或联合举办，教育行政部门的监管力度不够，在竞赛规则、裁判确定、奖励办法等方面存在较大差异。甚至有些商家通过不当竞争，人为通过竞赛规则或功能实现等办法来限制其

26、他商家的产品，造成选手参加比赛受机型的局限性很大。另一方面，由于竞赛的功利化思想和比赛的管理方法不成熟，造成了比赛的“表演”倾向，即学生比赛成绩要看课下的“准备”程度和机器本身的软件、硬件装备程度，这就造成了比赛的即时性和激烈度受到影响，同时存在一定的“投机取巧”式的比赛准备也影响了学生创新能力的培养。所以，过度商业化的运作造成了机器人教育发展的方向发生偏移，这对机器人广泛普及是极其不利的。第二，资金严重缺乏，配套组件及设施不够机器人的价格比较昂贵，单机一般在万元以上，各种主机模块、传感器及其他配件价格也不菲，少数人组队比赛都受到资金方面的压力都很大，课堂的普及难度就不要说了。究其原因，我想其

27、中一个因素就是市场炒作模糊了机器人概念。尤其是对教学机器人而言，其结构相对简单，可开发性也有局限，甚至作为智能玩具的优势显著，其造价是可以下降的。如果合理地针对市场进行分析与运作，是完全可以既实现盈利又实现普及的。但是，由于竞争的无序和商家的短期行为共同造成了原本教育资金就很欠缺的基础教育对机器人的采购误区。以至于不少地区建成了大量的机器人实验室，但是相关配件及设施都很差，或干脆没有，实验室的作用大打折扣。第三，教育研究欠缺，教学活动随意性强目前机器人进入课程或者参与学科整合的经验还很少，教育研究成果非常缺乏。尤其对中小学教师而言它是一种全新的事物，课程内容、教学方法、学业检测等都很欠缺。虽然

28、在高中信息技术新的课程标准中增加了人工智能部分，但是理论比重较大，机器人实践活动较少，非常不利于开展相关教学。在高中通用技术课程标准中，增加了简易机器人选修课，但是由于受到课程地位和课时的局限，目前效果尚不明显。虽然，有些教育较发达的地区作为地方课程或校本课程来开设，但教学内容与活动随意性都较强。4.机器人基础教育发展的趋势机器人教育具有趣味性、创新性和可操作性等特点，它的生命力是非常旺盛的。机器人教育在基础教育未来的发展大有希望，并具有以下几种发展趋势方向。第一，向个性化教育发展我们已经看到掌上英语学习机这种电子产品的普及速度，以及它对英语教育的价值作用，甚至它在内容上向着多学科多元化发展，

29、在更新方式上向着网络化发展。教育机器人完全也可以这样，以其智能化、小型化的特色成为个性化教育的主力军团之一。随着教育机器人产量的扩大、价格的降低，它向个人应用的普及风潮一定也会出现，从而给个性化教育带来革命。第二，向社区化教育发展机器人在教育方面可能会有一种与其他教育不相同的方式，那就是教育社区化。就象书画培训、音乐培训这类已经非常成熟的社区教育已经给我们的教育一样，机器人教育活动中的机型丰富、投资持续、适合团队等特点给社区教育的组织带来可能。在商家的联合、社会团体的组织下，机器人社区教育会在时间上更充分、组织活动更灵活、资金循环更顺利等，这会给机器人教育带来生机。第三，向课堂化教育发展课外活

30、动小组毕竟是小部分人的活动，虽然这对于特长教育有着不可否认的作用。但是，课外活动的系统性、普及性和公平性都得不到保证。对于机器人教育这个新鲜事物，课外活动小组的引导作用是非常重要的，但是如果不向学科课程发展，其教育理论、教育方法的成熟是缓慢的。所以，随着下一步新课程的实施，机器人教育走进课堂成为一种必然的发展方向。向课堂教育发展，需要包括教材建设、教法研讨等几个步骤，是一个持续发展、革新的过程。总之，机器人教育受科技发展的影响其创新性、实践性、发展性是非常强的，对学生的技能教育、科技的社会化都具有重要的意义，它带给我们的教育内容和教育形式都带来更多的惊喜与期待。5. 师范院校开展智能机器人教育

31、的发展前景20世纪90年代以来，随着科技的进步，人工智能技术的 HYPERLINK /fazhan/ 发展，智能机器人在全世界范围内掀起犷一股热潮。随着机器人技术理念的逐步完善和相关设备更新，人们也笋越来越重视智能机器人的教学和竟赛活动。智能机器人教育在学校教育中的地位也越来越重要。无论国内还是国外，开展智能机器人教育活动已经非常普遍。由于没有专门的机器人教育专业，使得我国基础教育领域机器人方面的师资处于接近真空状态。在师范类院校开展智能机器人教育，为基拙教育提供更好的师资力量，也为师范类院校在人才培养模式上带来了新的思考。师范院校开展智能机器人要形成一种师范模式，重点在对学生进行机器人教育指

32、导能力的训练。一师范院校开展智能机器人教育的情况 在我们国家而言，智能机器人还属于比较新兴的项目，作为科研重要基地的大学起步也较晚，大家的水平差距相对较小。如果师范院校现在开设该项目，以时机来看，比较恰当。正因为大家处于同一起点，相互之间的差距不是很大，更加有竞争。师范类院校作为为社会培养人才的基地，更应该看到这一事实。目前师范类院校较综合大学来实力上看处于劣势状态，但师范院校由于和基础教育结合紧密，在发展机器人教育方面事实上具有先天优势。为提高师范类院校的竞争地位，增强培养人才的实际能力，创造出师范特色的新的人才培养模式，都值得我们思考并加以实施。 二师范院校开展智能机器人教育的价值 1师范

33、类院校提高本身竞争力的需要 在师范类院校开设智能机器人教育正是顺应了师范教育改革的潮流。不仅可以为基础教育提供更好的师资力量，也为师范类院校在人才培养模式上带来了新的思考。拓宽了师范生的就业渠道，增强了社会竞争力。 2.中小学智能机器人教育的需要 智能机器人教育引人中小学，有利于信息技术的发展;有利于我们探索教育改革和人才培养的新途径、新方法;有利于高素质人才的培养;同时，也将推动我国智能机器人知识和技术的普及；促进我国智能机器人事业的发展和专业人才的培养;促使新兴的智能机器人产业的形成。因此智能机器人进人中小学已成为一种必然趋势。我们可以通过智能机器人教育这个平台挖掘学生的创造潜能培养造就创

34、新人才。不久的将来，智能机器人教学必将进人我们的周围，越来越多的人员便会参与到其中。如果师范类院校开设智能机器人教学，那么等到这些人员从事到中小学教育以后，他们发挥出来的作用将不可限量。 3.培养学生的诸多能力需要 智能机器人技术是世界强国重点发展的高技术，也是世界公认的打开21世纪大门的钥匙。智能机器人融合了机械、电子、人工智能等技术。如果把它引人教育，不仅有利于信息技术教育的发展;有利于我们探索人才改革和人才培养的新途径、新方法;有利于高素质人才的培养;同时将推动我国智能机器人知识和技术的普及;促进我国智能机器人事业的发展和专业人才的培养;促进新兴产业的形成。实践证明它不仅可以激发学生的想

35、象力，培养学生的设计能力、创造能力、动手能力和跨专业的综合应用能力而且还培养了学生的协作精神。把智能机器人引人师范教育，不仅培养了学生的诸多能力，同时又为师范类院校学生在就业竞争中提供了一项优势，何乐不为? 转贴于 中国论文下4.师范性和专业性结合，培养更全面人才的需要 师范 HYPERLINK /jiaoyu/ 教育的根本目的不在于培养文学家、 HYPERLINK /gongxue/ 科学家，而是培养能培育文学家、科学家的教育家。在师范类院校开设智能机器人课程便是培养模式上的一种尝试和创新。由于师范类院校其本身的特殊性，它主要为基础教育培养师资力量，侧重点在于培养教师而不是培养研究性人才。师

36、范类院校要培养智能机器人教育的人才，势必要调整培养目标和培养模式，把专业性和师范性更好到结合在一起，只有这样才能优化人才，增加竞争力。师范类院校要看到自己的缺点的同时也注意发挥自己的优势。目前中小学存在的问题就是专业教师的缺乏。为中小学智能机器人教育提供更优的师资，也为师范类院校学生提供更多的就业机会而言，在师范类院校开设智能机器人教育也就非常必要而且也很有利。 三 智能机器人教育发展的师范模式1.要总结开设智能机器人教育的做法和经验湖州师范学院于2004年开始智能机器人教育,目前拥有机器人仪器80台,实验室两个。主要以学科竞赛、兴趣小组形式开展设,目前正在课程开设试验。举办过六次机器人院级比

37、赛,五次机器人校级比赛,举办过两期暑期培训,并代表学校参加过7次全国性的比赛,参与到这项教育活动的学生数大约有600人,获得了全国一等奖多项,引起社会、其它学校的关注。作为师范院校,开展智能机器人教育的主要目的是为突出专业特色,增强社会竞争力。虽然我们开展的时间并不是很长,但无论是自己举办活动还是参加大规模的比赛,我们的师生都认真努力,收获颇多。在教学实践和理论方面都有了很大的提高,积累了一定的经验。无论是参与到其中的教师还是学生,都得到了一定的锻炼。一些同学甚至还受到了一些中小学的邀请,去担任他们的兴趣小组指导教练,参加省级比赛,也取得了不错的成绩。智能机器人教育开阔了学生的视野,培养了学生

38、的能力,同时打造了学校品牌,为学生就业提供了多一条的途径。但同时在教育对象、课程设置、实验室管理等方面也都还存在着一定的问题。比如智能机器人是融合了多种技术的综合性课程,开设培训课程以前,需要学生有一定理论基础。所以需要开设一定的前序课程。由于受到实验室、师资等问题的限制,目前我们学院开设的项目还比较少,学生参与面还不够宽等等。2.要明确培养目标,更好地开展机器人教育,形成师范模式就师范类院校开展智能机器人教育而言,我们要按师范专业的特点开展一系列智能机器人教育课程、活动,形成一种师范模式,更好地普及机器人教育,为基础教育培养优秀人才。(1)在师范专业开设一些信息技术课,培养学生信息素养当今时

39、代,对学生的信息技术素养要求越来越高。学生在参与到机器人活动中时需要一定的信息技术基础,比如C语言编程,而师范生缺少的就是这方面的知识。如果师范院校在这方面能开设一些系列课程,使学生的理论知识水平有所积累,对于开展机器人教育必将有极大的帮助。师范生在智能机器人教育的一系列活动、选修课程中的理解能力、动手能力都能有迅速的提升。(2)建立配套完备的机器人教育实验室 智能机器人是技术的前沿之一,集成了数学、物理、化学、生物、机械、电子、材料、能源、计算机硬件、软件等众多领域的科学和技术知识,没有一种技术平台比智能机器人更综合。所以为了使现在的师范生能够更适应未来信息时代的要求,在教学实验环节中及时地

40、增加教学实验内容是非常有必要和可行的。况且,机器人教学需要有实际的场地设备等要求,机器人教育实验室的创办非常需要。加强机器人教育实验室建设,重点在对学生进行机器人教育指导能力的训练,同时要注意实验室的专业完备程度,规范管理等,并提高机器人实验室的软件建设、社会服务能力。(3)成立大学生机器人教育协会,组织机器人学科竞赛机器人比赛是一项很好的科技创新活动,不仅易于激发兴趣,而且还可以培养学生的多种能力。学生们在研讨争论中,逐渐提高了语言表达能力;在策略方案分析中,锻炼了思考、分析问题和解决的能力;在具体设计和安装调试中,综合运用各门课程知识,提高了工程设计和工程实施的安装能力。我国目前建立大学生

41、机器人教育协会,吸引学生参加这方面的活动,学习机器人原理,掌握机器人制作、编程、操作技能,活动形式主要是开展机器人学科竞赛。这样既可以检验学生学到的实际的知识以及获得的能力,也能赢得更多的荣誉,扩大师范院校在机器人竞赛的影响,更重要的是从亲身实践中学会和发展智能机器人教育活动的组织能力。(4)开展机器人教育的课题研究我们知道机器人项目是信息技术的核心领域,关于此项目还有很大的可开发空间。高校作为一个国家科研的重要阵地,必然要进行开发研究。随着师范院校专业水平的提高,也能进行这方面的课题研究,但是师范院校重点研究开展机器人教育的规律。如果把机器人教育实践和课题研究结合起来,和机器人企业、政府机关

42、合作,形成产-学-研紧密结合的格局,这将为机器人教育在中小学普及、未来的机器人技术发展做出更大的贡献。本文来源于 (论文网) 原文链接： HYPERLINK /jiaoxue/jiaoyu/jiaoxue/gdjy/0423215952010_2.html /jiaoxue/jiaoyu/jiaoxue/gdjy/0423215952010_2.html 四机器人教学作为创新教育课程平台的优势我国职业技术教育特别重视“动手能力”的培养，但“动手能力”不等于“创新能力”。具有创新思维和创新能力的人，一定是具备多学科理论基础和很强实践能力的复合型人才。机器人涉及机械、电子、计算机等多学科知识，是培

43、养学生创新思维的最佳学科。但其过强的理论性又使教学工作难于开展。探索一种既能结合多学科知识、又能在一种“轻松”甚至是“玩” 的气氛中进行“创新教育”的方法与载体是人们一直在追寻的，也是我们高职教育所孜孜所求的。笔者在这个追求的努力中，通过面向全校各专业学生开设的校选修课为教学平台， 以创新训练为主线，利用LEGO教育机器人(它包含机械构件、微型电机、各种传感器、气动元件、电脑接口及控制软件等)实现各种机器人功能的设计、制造、控制等，把对学生的创新意识和创新能力的培养，贯穿到了整个的教学过程中。这个“创新思维训练课程”面向全校各类学生，具有较宽的适应面，可以在规定的课程时间里尽可能的提升学生的学

44、习兴趣，达到训练、激发和培养学生的创新思维和创新能力的目的。如，使商务英语的学生懂点机电一体化知识、广告专业的学生懂点机器人技术、医疗专业的学生懂点电类知识等， 目的是培养社会职业领域内急需的具有较宽知识面及创新能力的通用型人才，所有的试验设施、教材、教学方法都为这个目标服务。机器人教学与高职创新教育仲照东，李益明6国内机器人教育开展的比较好的大学（东南大学，清华大学，北京大学，北京理工大学，哈尔滨理工大学等等）国内,据不完全统计也有为数相当的高校有开设这项课程。其中有包括清华大学、北京大学、北京理工大学、西安理工大学等综合型大学,也有北京师范大学、浙江师范大学等师范类大学,其他还有一些职业技

45、术学院等等。可以说我们的教育界还是注意到了这门新兴的学科,也在这块领域投入了相当的支持和关注。高等学校立足于为社会培养就业人才,其教育内容应与社会生产生活密切相关,应与业信息、技术发展紧密联系。高等教育的教学内容应反映当代先进的技术、反映社会行业的未来走向,在开拓学生视野的同时,为学生的就业打下良好的基础。我国机器人技术的发展起步较晚，机器人水平与世界发达国家也有较大的差距。而哈尔滨工业大学的机器人研究是走在全国前列的，涉猎的机器人领域范围最广，具备很好的基础 。这些年来该校已在深圳设立了哈尔滨工业大学深圳研究院(深圳国际技术创新研究院)作为学校的一个对外窗口，既实现和海外的学术交流，又借助深

46、圳产业化基地的优势实现科技向生产力转换的任务。还在深圳研究院建立了一家高科技企业，输送过去数位博士、硕士在自动控制、机电一体化专业方面具有较高的实力，他们现在已成功地将机器人的原理应用到民用领域，开发出智能机器人系列教育组件。通过对这些小机器人的操作，学生们不仅能够很容易地学习课本上的知识，而且能理解更为透彻，还能通过延伸的知识拓展知识面。通过机器人教育这种形式可使我们的素质教育找到一个好的切人点。通过研究设计、制作、调试机器人，激发学生的想象力，培养学生的设计能力、创新能力、动手能力和跨专业的综合应用能力。另外，机器人是跨学科的结合，从设计到实现需要多学科的配合，完成这样一个工程需要团队的努

47、力，这又培养了学生的协作精神。这一事例也说明了一个道理，即对待素质教育，一定要选择好切人点，要有符合青少年学生特点的载体，还要有真正的科技含量，走教育与市场相结合的路子，当然，最重要的一点，就是一定要付诸行动.机器人教育与大学生创新能力培养的探索.第27卷第4期2005年8月在东南大学机械学院四年级学生中率先开设了该实践课程。该课程选用“迈捷教育机器人平台”作为主体教学平台。该平台包括: 迈捷教育机器人结构设计平台、迈捷教育机器人控制设计平台和迈捷教育机器人运动与控制仿真平台。该系列平台为学生提供了总体设计、结构设计、控制软件设计及运动、控制、仿真验证等功能( 如图2 ) ,并能针对虚拟搭建过

48、程中易出现的问题进行解答及提供部分搭建演示试验。通过借助计算机可视化界面进行总体设计、结构设计及控制软件设计,实现学生的交互学习;通过运动、控制、仿真验证平台, 检验学生作品的运行情况,给予学生及时的评价和反馈, 便于学生进行技术改进的同时,激发学生的技术学习热情。通过学生在软件平台上的虚拟仿真设计,并在此基础上结合实体零部件让学生经历机器人设计与制作的全过程,理解技术设计与制作过程中虚拟试验、优化设计、流程设计等核心思想与方法,并掌握设计与制作的基本技术手段,形成对技术的情感态度价值观,进而提升学生的技术素养。通过迈捷教育机器人套件的实践,对学生建立工程概念,并对计算机、数学、物理、力学、机

49、械和控制等学科的多方面知识地综合应用起到了一定的作用;使学生开阔了视野,拓宽了思路,突破了原来的思维定式。站在专业课的基础上, 开展“教育机器人设计与制作综合实践”,不仅有助于学生对各专业知识的掌握,而且能把实验做得更理想。=东南大学学报(哲学社会科学版)中南大学【机器人课程的基本要求】了解机器人的定义及发展，掌握机器人的结构特点和分类；掌握机器人的运动方程和正、逆运动求解方法；掌握机器人的基本控制原则和控制方法；掌握机器人规划基本原理及轨迹规划方法；了解机器人相关传感器及应用；掌握机器人的编程环境和方法；了解机器人的应用领域和发展方向。【教学方法】多途径激发学生的学习兴趣面向问题进行启发式教

50、学开展课堂辩论与交互式教学个性化学习与因材施教多媒体与实验教学相结合汉英双语教学理论与实践结合浙江大学 【教学方法】 【作者：应义斌学校：浙江大学】（1）相关课程体系及教材建设。本课程以教学模式的改革为切入点，形成了一套以启发学生的研究性、自主性、探究性学习为特色，课内与课外、理论与实践、教学与科研相结合，突出学生创新能力培养的生物生产机器人课程教学体系。2002年，经过浙江省高等教育重点教材评审委员会评审，本课程负责人主持建设的教材-Robotics for Bioproduction Systems被确定为浙江省高等教育100种重点建设教材之一。在浙江省教育厅的资助下，共购进了单价近60美

51、元的Robotics for Bioproduction Systems原版教材60册，供同学们借用。这样，在2002年，我们终于在国内率先为农业机械化及其自动化、农业电气化与自动化和生物系统工程专业的本科生开设了生物生产机器人课程。（2）积极推行以英语为主的课堂双语教学。在引进国外优秀原版教材的同时，本课程还利用课程负责人具有良好的英语能力，并多次在国外学习和合作研究的经历并采用以英语为主的双语教学。在课程开设伊始，我们就邀请原版教材的主编K. C. Ting教授作为本课程的外聘主讲教师，为本科生主讲本课程的部分章节，使同学接触到更原汁原味的英语授课。K. C. Ting教授的讲课不仅带来了

52、新的教学方法与教学理念，而且还将本课程领域的最新研究成果引入本课程的教学，另外，还先后派出了5位主讲教师到美国大学的相关实验室进行合作研究与进修，使得本课程的主讲教师均具有在国外学习和合作研究的经历，并具有较强的英语表达能力，为本课程双语教学取得良好的教学效果提供了保证。 （3）广邀国际名家，开设专题讲座，及时地把生物生产机器人课程相关领域的最新发展成果和教改成果引入教学。除了定期邀请原版教材的主编K. C. Ting教授来我校为本科生主讲本课程的部分章节外，近三年来，我们共邀请了14人次的国际著名专家来校作了与本课程相关的专题讲座。另外，与国外著名大学签署了多项教师、学生交流协议。同美国、韩

53、国等国的学者、学生进行机器视觉、传感器技术、自动导航技术等方面的广泛交流，扩大了教学的视野，提高了课程教学水平和课程内容的时效性。 （4）完善考核方法，构建了能力考核与知识考核并重的生物生产机器人课程考核体系。经过多年的探索，在本课程考试中，我们改变了以往靠死记硬背就能取得高分的考试方式，侧重于对学生基本知识的理解、基本技能掌握程度，以及解决问题能力、创新能力和表达能力等综合素质的考核，建立了能力考核与知识考核并重，平时考核与集中考核相结合的课程考核体系，可比较全面客观地反映学生课程学习的知识、能力和水平的情况。具体考核内容包括：要求学生课外阅读生物生产机器人相关文献，写出一篇读书报告，并由2

54、-3人组合成一个小组，将读书报告的内容介绍给大家，采用同学、教师有记名打分，将打分结果纳入平时成绩；设立课堂互动奖励分，鼓励积极参与课堂互动教学的学生。奖励分主要给参与课堂演讲、提问和回答问题的同学。其中，每一次课的前10分钟为学生演讲时间，由三位同学以PPT的形式、用英语报告预习后所总结的本堂课将要讲授部分章节的内容要点，凡是在课堂上主动要求进行这类演讲的同学均可以获得奖励分；课堂授课不面面俱到，着重于提高学生对本课程兴趣，在授课过程中穿插课堂提问，或进行课堂辩论，根据学生表现记奖励分。对实验和实践关节进行考核并计分，结果纳入总评成绩；期末试卷中除了知识考试之外，还增加一题应用研究性思考题，

55、考核学生平时知识的积累及综合能力的发挥。学生期末成绩由上述几项内容进行综合评定。（5）坚持学研结合，注重学生创新思维能力和解决实际问题能力的培养。在生物生产机器人的课程教学过程中，我们始终坚持教学与科研相结合，注重课程内容与实际科学研究课题的结合，根据科研进展，及时更新课堂教学内容，并创造一切条件，努力培养学生的创新思维能力和解决实际问题能力。如：近年来，本课程团队主持了国家“863”计划“水果品质实时检测与分级机器人系统研究”、国家自然科学基金委中韩基础科学联委会（NSFC/KOSEF）合作研究项目“基于机器视觉技术的农业机器自动导航系统中的作物边缘检测方法研究”等一大批与本课程相关的国家级

56、、省部级重大项目，课题的研究进展，大大丰富了本课程的教学内容。而且，我们还吸引选修本课程的高年级本科生参与这些课题的部分研究工作，开展创新性科研成果的开发，综合性、全方位地提高他们的科学研究素养，并在此基础上，要求学生进一步提出一些新的大学生科研训练计划（SRTP）项目，同时教师也有意识的设立了一些与生物生产机器人课程密切相关的SRTP或毕业设计题目，让学生参与完成实际科研课题，使学生尽早进入生物生产机器人科研领域，接触研究前沿，了解学科发展动态，培养学生的创新思维能力和解决实际问题能力。（6）积极开展网络课件建设。本课程团队还组织力量，研发了以下教学软件：英文版自学型生物生产机器人多媒体网络

57、化课件；中文版自学型生物生产机器人多媒体网络化课件；课堂教学型生物生产机器人多媒体课件等，构建一个较为完整的生物生产机器人网络化辅助教学系统，该系统特色鲜明，内容丰富，图文并茂，形式多样，配有大量视频资料、参考文献等，为学生开展研究性学习和自主学习创造了条件。深受学生欢迎。【教学内容】本课程在专业培养目标中的定位与课程目标 浙江大学经过一百多年的建设与发展，已成为一所基础坚实、实力雄厚，特色鲜明，居于国内一流水平，在国际上有较大影响的研究型、综合型大学。根据浙江大学创建“综合型、研究型、创新型”一流大学的办学目标和培养高素质创新人才的要求，努力实施“加强基础、拓宽面向、注重素质、培养能力、因材

58、施教、争创一流”的教学改革基本方针，推行知识、能力、素质并重的人才培养新模式，我们将本课程建设定位于能体现学校倡导的新的教育理念的高水平、高质量的精品课程。 浙江大学生物系统工程专业是根据我国社会经济发展的客观要求和国际农业工程学科发展的主流，由我校率先在国内建立起来的。生物生产机器人课程列为生物系统工程专业的必修课、主干课程和专业特色基础课程。本课程的教学将使得学生在校期间就有机会接触本学科的前沿知识，这无疑将有利于提高高级生物系统工程人才的培养质量，同时也促进了现代高新技术在农业装备中的应用，为我国农业的可持续发展提供了强有力的保障。本课程的目标：（1）在教学内容上以生物、工程和自动化领域

59、为基础，以“少、精、宽、新”的方式组织教学。培养学生掌握生物生产对生物生产机器人的要求和生物生产机器人的设计原理和方法，掌握生物生产机器人研究和应用的基本知识和基本技能，了解国内外生物生产机器人研究、开发和应用的最新成果和发展趋势，为今后从事生物生产机器人的研究和应用工作提供良好的知识基础。（2）以教学方式上，以启发学生的研究性、自主性、探究性学习为特色，课内与课外、理论与实践、教学与科研相结合，突出学生创新能力、独立思考能力和实践动手能力的培养，使学生成为有思想、会学习、能创新、综合素质高的创新型的人才。 知识模块顺序及对应的学时章节计划学时第1章INTRODUCTION 1学时引言第2章R

60、OBOTICS FOR MANIPULATING BIOLOGICAL OBJECTS1学时生物生产机器人概述第3章FUNDAMENTALS AND BASIC COMPONENTS OF ROBOTS 2学时(实验2 学时)生物生产机器人的基本原理与组成第4章DESIGN AND CONTROL OF MANIPULATORS 2学时(实验2 学时)机械手的设计与控制第5章MACHINE VISION 4 学时(实验2 学时)机器视觉第6章SENSORS FOR BIO-PRODUCTION ROBOTS 3学时(实验2 学时)生物生产机器人常用传感器第7章TRAVELING DEVICES