本文以教育機器人為例，來實際探討如何讓教育機器人，逐步成為中小學AI技術課程和綜合實踐課程的良好載體。

信息技術的迭代發展不斷推動著教育的變革創新，隨著人工智能技術的發展，AI在教育領域的落地亦逐漸成為趨勢，越來越多的AI企業或者教育企業開始積極探索人工智能在教育領域的應用場景。而AI技術如何真正走進課堂，需要哪些先決條件，要應對哪些實際問題？

以教育機器人為例，我們來實際探討如何讓教育機器人，逐步成為中小學AI技術課程和綜合實踐課程的良好載體。

機器人教育是指通過設計、組裝、編程、運行機器人，完成預定的任務，激發學生學習興趣，培養學生綜合能力的一種新興教育方式。機器人技術融合了機械原理、智能傳感器、自然語言處理、計算機視覺等眾多先進技術，涉及到人工智能的多個領域，可以說引入教育機器人是AI技術落地教育領域的優秀平臺。

近幾年，機器人應用范圍不斷擴展，很多機器人企業都將教育領域視為一個不可或缺的市場領地。但在實際應用過程中，面對硬件支持、教學教材、師資配備等方面依然存在很多問題。

教育機器人應視作一種輔助教學設備，它是將智能機器人設計成一個通用的AI教學平臺，從而幫助學生學習各類相關學科知識，參加各類科技創新比賽活動以進行實踐操作。

通過機器人，學生可以比較全面地了解機械、電子、傳感器、計算機軟硬件、仿生學、人工智能等諸多領域的先進技術。而在獲取科學知識的同時，結合機器人在生活學習中的實際應用場景，可以培養學生的想象力、創造力及實際動手能力。

因此，在教育領域要想實現機器人的全面落地應用，要結合目前教育環境下的學校情況以及按照學生所處不同年齡階段，從幾個方面做出準備，第一是機器人本身的硬件支持以及技術支持；第二是教學教材的設計；第三是校內實際授課場景的考慮；第四是師資力量的準備。

首先說機器人本身的硬件及技術支持。

教育機器人是應用于教育領域的機器人，機器人的學科教學，應將機器人視作一門科學，以?？茖＝痰姆绞?，幫助學生掌握機器人學科的基本知識與基本技能。

在教學目標上應將機器人的硬件結構、拆卸組裝、軟件工程、機械原理、電子技術等作為基本知識；將機器人的功能與應用作為拓展知識；通過機器人程序設計與編寫，自主開發軟件控制機器人，最終使學生具備一定的動手能力和創造能力。

然而目前教育領域的機器人教學，人工智能教育工具和教學方案大量涌現，因各種條件限制表現的良莠不齊，包括很多巨頭在內的公司和機構都沒有落地場景做支撐。

要么是電子積木式的簡單硬件以及元器件的搭建組裝，無法承擔復雜化的人工智能技術教學；要么是價格昂貴不說，接口功能單一并且固定式的外接端口設計不利于外圍組建的使用與拓展，更不用說能夠承擔稍微復雜一點的場景功能設計。

因此，教育機器人的軟硬件設計應以普及人工智能技術知識、激發學生學習興趣、培養學生動手能力為目標。它除了機器人機體本身之外，還要有相應的控制學習軟件。

從硬件角度講，機器人在外觀設計上應該符合學生群體的喜好，同時要考慮在學校環境下如何方便快捷的拆卸組裝。硬件選型時應該為教學考慮做適當開放的模塊化設計，技術上要考慮到平臺的開放性，實現資源可重構端口，通過與MCU聯動，實現同一個控制器外部輸出端口的多種接口類型自定義功能。讓學生可以根據自己的創意需求自由配置端口資源類型。在保證接口通用性的同時，還應增加硬件平臺的應用靈活性和可擴展性。

從軟件來講，應配備設計優良的控制系統，同時可以通過自身的智能編程軟件讓機器人依照指令完成各種任務。主要包括系統引導程序、人機交互程序、可視化編程軟件等。

其次教材。

目前市場上機器人教學的“教材”質量普遍不高，大多屬于“產品說明書”或“用戶指南”式，缺少課程與教學專家的參與和指導。此外，針對小學、初中、高中機器人教學的分階段劃分不夠明確和合理，導致相關教材的區分度低，特色不強。

機器人是高度復雜的人工智能技術綜合體，如何才能向學生傳授到位，做到授人以漁？

要做到這些，同樣需要大量的技術支撐，比如：

系統的知識點拆分。人工智能是一個龐大的知識體系，涉及的分科知識很多，人工智能的普及教育，應該以技術為主導，利用拆分知識點，精準給出知識點盲區，針對這些盲區做講解、專項練習以及專題測試。

以機器人教育為例，在課程的設計上應主要涉及內容：

• 機械感知：讓學生了解機器人的概念和工作方式，讓孩子們自己可以動手拆卸、組裝機械裝置，在拆裝的過程中認識機械原理，機械結構，電子技術等，并且可以自己動手改造和創新，為進一步學習機器人技術的有關知識打下基礎。
• 人工智能技術的分類別學習：機器人學科教學，是指把機器人學看成一門學科，在分級分類教育中，以專門課程的方式，使所有學生普遍掌握關于機器人學的基本知識與基本技能。這其中包含機器視覺，自然語言處理，深度學習，大數據，模式識別‘自動控制等。

例如學習“自然語言處理”，語音識別技術的基礎認知，把語音轉化為文字，并對其進行識別、認知和處理；語音識別的應用則包括語音書寫、電話客服、語音聲控等；結合生活的語音識別實踐，例如輸入法中的語音轉文字功能，例如機器人的語音聲控功能等等。所有的技術類別學習，都應按照 “基礎知識學習——功能應用解讀——生活場景實踐” 的步驟進行。

• 對學習能力以及學習方法進行拆分。機器人教育是結合生活學習場景的全景反映，有不同于其他類別教育的學習特點，在課堂學習中必須結合實際出發，注重學習過程的自主合作探究；機器人教育的個性化教學，應該圍繞課程學習、實踐操作、評估體系和個性化推薦四大模塊組成。整個教學過程圍繞“測、學、練、測”的動態模式進行，全面實時掌握學生知識點掌握動態。
• 機器人教育應以實踐為主。機器人教育注重多學科的綜合運用，需要融會貫通多門類知識，在提高孩子的綜合素質的同時，還應注重培養孩子的動手搭建能力、創造能力。隨著人工智能技術的長足發展，機器人已經開始更廣泛地應用于服務、教育、醫療、工業、農業等多種行業，構成人類生活的重要組成部分。學以致用，是機器人教育中以技術教學為主，以設計學習和實操練習為主要特征的課程方式，其核心教學理念應當是“做中學”和“學中做”，讓學生親手操作，親歷情境，親身體驗實踐項目，進而使學生獲得基本的設計方法和操作技能。

以傳感器教學為例，常見的觸碰式傳感器，紅外傳感器等，對于學生而言，在生活中并不陌生。這時在傳授傳感器基礎知識的同時，結合傳感器在生活中的常見應用，通過實物具體觀察和分析，通過幾個簡單的傳感器組合成應用場景，例如紅外線光控小夜燈，類似的小實驗將會讓學生親身體驗科技帶來的神奇魅力，在教學上可以起到事半功倍的效果。

未來社會，機器人必將參與到我們生活和學習的方方面面，而結合實際的生活、學習場景，從技能訓練入手，動手實踐，幫助學生學以致用，潛移默化的體驗到學習的樂趣，提高孩子對科技的興趣和熱愛，則能幫助他們具備機器人時代所需要掌握的知識與能力。

再說說針對校內實際授課場景的考慮，這部分內容是更為細致和繁雜的工作，在機器人教育應用到學校之初，要切實的考慮實際應用過程中可能會出現的問題，比如應該考慮機器人在課堂出現的形式，是作為主要教學媒體和工具進行教學活動，還是既充當助手、學伴、環境或者智能化的教具？比如整個學校是否只具備開辦一間機器人教室的條件？一堂課多少個孩子參與？應該配備多少臺機器人？一周有多少個班級，什么階段的學生來上課？

類似的問題將會很多，這直接影響到教學內容的設計，教學時長的設定，課堂互動的軟硬件規劃；甚至乎，還涉及到教學平臺以及學生平臺的后臺管理等等。

比如一堂課多少個孩子參與，涉及到教學后臺要開放多少個機器人使用權限；一間機器人教室是否是輪班授課，涉及到老師和學生的賬號系統設計和管理等等；而機器人管理教學又指機器人在課堂教學、教務、財務等教學管理活動中所發揮的計劃、組織、協調、指揮與控制作用，這部分內容同樣不能缺少。

最后，我們說說師資力量的準備。

機器人教育要想全面落地到教育領域，一定離不開教師的全面參與，而很多學校的AI課堂都是由科學老師或者計算機老師兼任，這個過程就需要對教師的知識結構進行升級。

對于廣大教師來說，要想與機器人更好的配合，順利完成教學任務，這也是一個龐大的工程，同時還需要老師具備一定的AI知識以及編程知識。在教學初期可以由機器人廠家做技術指導以及培訓支持，然而從長遠來看，仍需要學校配備自己的?？评蠋?。

科學和技術的發展，一定會推動教育的加速進步，而教育的發展也會倒過來推動科技應用的進步，到底是AI賦能教育還是教育賦能AI？

我看一切皆有可能，讓我們拭目以待。

（文中各項內容僅代表筆者個人觀點，仍有很多地方沒能完善到位，歡迎大家批評指正。）

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