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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(shù)課程和綜合實踐課程的良好載體。

信息技術(shù)的迭代發(fā)展不斷推動著教育的變革創(chuàng)新，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，AI在教育領(lǐng)域的落地亦逐漸成為趨勢，越來越多的AI企業(yè)或者教育企業(yè)開始積極探索人工智能在教育領(lǐng)域的應用場景。而AI技術(shù)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(shù)課程和綜合實踐課程的良好載體。

機器人教育是指通過設(shè)計、組裝、編程、運行機器人，完成預定的任務(wù)，激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生綜合能力的一種新興教育方式。機器人技術(shù)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(shù)，涉及到人工智能的多個領(lǐng)域，可以說引入教育機器人是AI技術(shù)落地教育領(lǐng)域的優(yōu)秀平臺。

近幾年，機器人應用范圍不斷擴展，很多機器人企業(yè)都將教育領(lǐng)域視為一個不可或缺的市場領(lǐng)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(shè)備，它是將智能機器人設(shè)計成一個通用的AI教學平臺，從而幫助學生學習各類相關(guān)學科知識，參加各類科技創(chuàng)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(lǐng)域的先進技術(shù)。而在獲取科學知識的同時，結(jié)合機器人在生活學習中的實際應用場景，可以培養(yǎng)學生的想象力、創(chuàng)造力及實際動手能力。

因此，在教育領(lǐng)域要想實現(xiàn)機器人的全面落地應用，要結(jié)合目前教育環(huán)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(shù)支持；第二是教學教材的設(shè)計；第三是校內(nèi)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(shù)支持。

教育機器人是應用于教育領(lǐng)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(jié)構(gòu)、拆卸組裝、軟件工程、機械原理、電子技術(shù)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(shè)計與編寫，自主開發(fā)軟件控制機器人，最終使學生具備一定的動手能力和創(chuàng)造能力。

然而目前教育領(lǐng)域的機器人教學，人工智能教育工具和教學方案大量涌現(xiàn)，因各種條件限制表現(xiàn)的良莠不齊，包括很多巨頭在內(nèi)的公司和機構(gòu)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(shù)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(shè)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(shè)計。

因此，教育機器人的軟硬件設(shè)計應以普及人工智能技術(shù)知識、激發(fā)學生學習興趣、培養(yǎng)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(shè)計上應該符合學生群體的喜好，同時要考慮在學校環(huán)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(shè)計，技術(shù)上要考慮到平臺的開放性，實現(xiàn)資源可重構(gòu)端口，通過與MCU聯(lián)動，實現(xiàn)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(jù)自己的創(chuàng)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(shè)計優(yōu)良的控制系統(tǒng)，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(wù)。主要包括系統(tǒng)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(zhì)量普遍不高，大多屬于“產(chǎn)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(guān)教材的區(qū)分度低，特色不強。

機器人是高度復雜的人工智能技術(shù)綜合體，如何才能向?qū)W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(shù)支撐，比如：

系統(tǒng)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(shù)為主導，利用拆分知識點，精準給出知識點盲區(qū)，針對這些盲區(qū)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(shè)計上應主要涉及內(nèi)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(jié)構(gòu)，電子技術(shù)等，并且可以自己動手改造和創(chuàng)新，為進一步學習機器人技術(shù)的有關(guān)知識打下基礎(chǔ)。
• 人工智能技術(shù)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(guān)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(shù)據(jù)，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(shù)的基礎(chǔ)認知，把語音轉(zhuǎn)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(jié)合生活的語音識別實踐，例如輸入法中的語音轉(zhuǎn)文字功能，例如機器人的語音聲控功能等等。所有的技術(shù)類別學習，都應按照 “基礎(chǔ)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(jié)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(jié)合實際出發(fā)，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(tài)模式進行，全面實時掌握學生知識點掌握動態(tài)。
• 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(zhì)的同時，還應注重培養(yǎng)孩子的動手搭建能力、創(chuàng)造能力。隨著人工智能技術(shù)的長足發(fā)展，機器人已經(jīng)開始更廣泛地應用于服務(wù)、教育、醫(yī)療、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等多種行業(yè)，構(gòu)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(shù)教學為主，以設(shè)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(shè)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(chǔ)知識的同時，結(jié)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(jié)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(nèi)實際授課場景的考慮，這部分內(nèi)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(xiàn)的問題，比如應該考慮機器人在課堂出現(xiàn)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(huán)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(nèi)容的設(shè)計，教學時長的設(shè)定，課堂互動的軟硬件規(guī)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(quán)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(tǒng)設(shè)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(wù)、財務(wù)等教學管理活動中所發(fā)揮的計劃、組織、協(xié)調(diào)、指揮與控制作用，這部分內(nèi)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(lǐng)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(jié)構(gòu)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(wù)，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(shù)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?？评蠋煛?/p>

科學和技術(shù)的發(fā)展，一定會推動教育的加速進步，而教育的發(fā)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(nèi)容僅代表筆者個人觀點，仍有很多地方?jīng)]能完善到位，歡迎大家批評指正。）

本文由 @Fanesa 原創(chuàng)發(fā)布于人人都是產(chǎn)品經(jīng)理。未經(jīng)許可，禁止轉(zhuǎn)載

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