摘要：文章簡要介紹了教育機器人的構成及發(fā)展情況，在此基礎上論述了教育機器人產業(yè)化發(fā)展的意義，進而分析了目前產業(yè)化發(fā)展中遇到的難題，并尋找出幾個破解難題的對策。

關鍵詞：教育機器人；教育產業(yè)；應用

一、引言

近年來，人工智能技術在教育領域逐步擴大其落地應用場景，但大多數應用場景仍然很難真正滲透到教學的核心環(huán)節(jié)并對學生的學習效果起到關鍵性作用。由于可以在不同教學環(huán)節(jié)提供人性化交互方式及個性化智能輔導與教學，基于人工智能技術的教育機器人受到越來越多的重視和發(fā)展，因此有必要對教育機器人在教育產業(yè)發(fā)展中的應用進行研究。

二、教育機器人的簡介

提起機器人，我們馬上就會聯(lián)想到科幻小說和電影中的機器人。近一個世紀以來，機器人在娛樂和虛構的世界中有著重要的地位，甚至“機器人”這個詞本身就來自一部科幻作品—— 1920年，前捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克的科幻小說中第一次出現“機器人（Robot）”這個詞，它被用于指代人類創(chuàng)造的用來代替人工的物體。隨著計算機網絡、機械制造、人工智能等技術的不斷發(fā)展，機器人已經從一個虛擬的名詞發(fā)展成一項蓬勃的產業(yè)，并從工業(yè)領域向醫(yī)療救援、教育、娛樂、勘測、探險、救援等領域迅速擴展。

本文所論的機器人主要是指教育產業(yè)中的教育機器人。教育機器人主要由硬件平臺和軟件平臺組成，硬件平臺主要包含教育機器人的硬件規(guī)格以及提供硬件之間的通信，完成某些動作或者輸入輸出某些信號，它相當于機器人的手腳；軟件平臺主要包含教育機器人的各種輸入信號的處理和開發(fā)，完成某種可預期的場景的實現及表述，它相當于機器人的大腦。教育機器人是面向教育領域專門研發(fā)的，以培養(yǎng)學生的分析能力、創(chuàng)造能力和實踐能力為目標的機器人[1]，它具有教學適用性、交互性、開放性、可擴展性等特點[2]。教育機器人的出現為機器人教育提供了載體。

三、教育機器人產業(yè)化發(fā)展的意義

當前，國外教育機器人的發(fā)展集中在青少年陪伴與輔助教學、特殊教育、機器人競賽等領域，也更加注重實踐性研究與課堂中的實際應用。相比于國外，國內教育機器人總體上還處于起步階段，在理論與實踐研究上都存在一定差距。但隨著人工智能教育、STEM教育、創(chuàng)客教育等的興起，國內對于教育機器人技術的研究及大規(guī)模實踐應用在迅速增長，產學研相結合的模式也促進了該領域的市場化進程。因此，產業(yè)化發(fā)展具有一定意義。

1. 對教育創(chuàng)新的推進

教育機器人產業(yè)化有助于對教育創(chuàng)新的推進，包括創(chuàng)客教育、STEAM教育、素質教育、STS教育（科學、技術、社會）和教學改革。Chris? Rogers認為，教育機器人產業(yè)化教育能夠將“Engineering”帶進基礎教育中，培養(yǎng)學生的STEM素養(yǎng)，推動基礎教育改革[3]。

2. 對教學模式和策略的改進

對教學模式和策略的改進，包括教學目標、教學模型、教學策略、教學設計、課程開發(fā)等。王雪雁等認為，教學形式的多元體驗是教育的重點，而將體驗教學法融入機器人教育中進行研究，也在一定程度上促使其他科目在教學改革中形成較有前景的發(fā)展方向[4]。

3. 對學生綜合素養(yǎng)的提升

對學生綜合素養(yǎng)的提升，包括創(chuàng)新精神、實踐能力、科學素養(yǎng)以及綜合能力。D? Alimisis在調研了目前教育機器人領域現狀的基礎上，對當前教育機器人領域熱點問題發(fā)表了自己的看法，他肯定了機器人在培養(yǎng)學生創(chuàng)造力和“? 21世紀技能”方面的重要作用[5]。

四、教育機器人在教育產業(yè)化進程中的遇到的難題

教育機器人除了讓學習者獲取機械、電子、信息、傳感技術知識，還能培養(yǎng)技術應用、解決問題、動手能力、團隊協(xié)作以及表達能力、批判思維能力。《國務院關于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》鼓勵全國有條件的高校、研究院開設人工智能專業(yè)，在中小學開設機器人相關的課程和競賽。為此，教育機器人表現出了其無可比擬的教育價值及實用潛質，為培養(yǎng)多學科交叉融合、高素質、復合型的工程人才提供了一個理論教學、實訓實踐和資源共享的綜合平臺。

為了更好地促進高層次人才的培訓與培養(yǎng)，一方面，我們要大力研究開發(fā)及生產高端合格的教育機器人產品，另一方面，我們要全面開展機器人教育宣傳，但是還有一些難題亟待破解。

一是諸多教育機器人課題亟待破題。在經濟全球化背景下，通過機器人教育促進創(chuàng)新型科技人才隊伍壯大與建設是我國人才培養(yǎng)的新途徑和新模式。為此，在技術傳授的前提下，加快相關理論研究、學術探討和培養(yǎng)模式研究，激發(fā)學生的興趣，引導學生思考，加深對理論的引領、理解和人才培養(yǎng)研究，是教育機器人的主要研究問題。

二是服務于機器人教育的公共資源比較稀缺。與國外相比，無論是教學設備還是教學案例及教育在線資源，遠遠不能滿足教學的需求。為此，實現中小學、大學課程及教學資源的開發(fā)，促進更多的教育教學資源共享，滿足機器人教育需求是前提。

三是教師隊伍的人數不多。縱觀整個發(fā)展過程，無論是中小學還是大中專院校，機器人教師需求缺口較大。?一方面是培養(yǎng)出口師資力量薄弱，另一方面受薪資待遇的影響，?具有機器人操作技術和技能的人才就業(yè)口徑比較寬，較少人愿意去當教師。為此，應加強教師隊伍建設及師資長遠規(guī)劃，將崇尚教育、樂教和施教的人聚集過來。

五、破解教育機器人產業(yè)化難題的對策

1. 構筑機器人教育云平臺

當前，教育機器人可以應用于教學的資源很少，因為每個廠家基于自己的水平開發(fā)資源平臺，彼此不兼容，不同機器人安裝不同的APP程序，資源設計者從單一的角度設計教學資源，沒有考慮普眾需求，制約了產品的應用推廣。為此，開展機器人教育工程技術方面的研究，從教育機器人資源共享標準制定、服務技術策略及數字化資源服務設計與推送角度出發(fā)，立足自主知識品牌，促進規(guī)模及規(guī)范的產業(yè)化發(fā)展，充分考慮物聯(lián)網、大數據及云服務技術，在共建共享技術上對教育機器人進行完善與功能提升。

2. 健全教育機器人法律體系

教育機器人在設計、開發(fā)、生產、銷售和使用過程中，關乎國內外的道德準則、社會倫理、用戶安全和權益訴求等諸多法律方面的問題。一是探究國際規(guī)則，深化法律規(guī)范，構建風險防控機制和預警監(jiān)測體系，研判就業(yè)替代與社會倫理道德問題，促使教育機器人教育資源綠色健康、安全可靠可控、造福于民。二是研究機器人教育與教師職業(yè)崗位有機結合與協(xié)調發(fā)展問題，依托機器人智能技術發(fā)展，構建教育機器人的倫理學特性。

3. 加快行業(yè)標準完善

據了解，工業(yè)機器人標準相對成熟，但從教育機器人這個角度來說，無論外國品牌還是正在崛起的中國自主研發(fā)的品牌，都缺乏與之相適應的規(guī)范與標準約束。教育機器人是機器人產業(yè)細分領域的一大類產品，研究制定科學化、規(guī)范化的標準體系，才能促進教育機器人產業(yè)健康發(fā)展。所以，加快教育機器人相關標準的研究時不我待，同時需要盡快上升為國家標準，從而引領國際標準，倒逼產業(yè)，給產業(yè)發(fā)展提供方向，規(guī)范和促進產業(yè)發(fā)展。

4. 構建教育機器人產業(yè)聯(lián)盟，提高教育產業(yè)轉化度

為了更好地滿足多樣化的用戶需求，堅持經濟全球化大方向，發(fā)揮高校、科研院所、企業(yè)和行業(yè)組織的作用，健全高效靈活、優(yōu)勢互補的教育機器人產學研用協(xié)同創(chuàng)新體系，在教育機器人產品試制、功能完成、系列產品打造和產業(yè)鏈塑造等方面進行全方位一體化設計。以筆者所在中職學校為例，可以聯(lián)合當地的高校、政府和其他企業(yè)單位建設產學研平臺，豐富教學實踐手段，提高教育機器人在教育產業(yè)中的轉化度。

5. 強化產品開發(fā)，增強教師參與度和教學應用度

機器人教育產業(yè)鏈涉及硬件制造、平臺開發(fā)、應用服務提供等幾類廠商，但目前很多機器人公司只負責教育機器人硬件的開發(fā)、制造、組裝及測試，提供簡單的產品說明和操作手冊，并不參與課程開發(fā)和教學設計。這樣的產業(yè)模式顯然不利于機器人教育發(fā)揮最大的作用。只有當教育機器人的制造商與學校教師共同參與課程開發(fā)和教學設計，設計開發(fā)出豐富的教學情境應用程序、服務與內容，才能使教育機器人真正滿足教與學的需求。

總之，教育機器人的產業(yè)化應該結合當地經濟社會和文化特點，真正有力有效服務于地方教育和經濟文化。同時要注意在“互聯(lián)網+”時代，恰當發(fā)揮政府宏觀調控的杠桿優(yōu)勢，立足本國，面向國際，引導教育機器人產業(yè)進行科學布局，打造具有時代特色的教育機器人產業(yè)基地，形成中國特色產業(yè)集群。

［1］ 黃榮懷，劉德建，徐晶晶，等 . 教育機器人的發(fā)展現狀與趨勢［J］.現代教育技術，2017，27（01）：13-20.

［2］ 張劍平，王益 . 機器人教育：現狀、問題與推進策略［J］.中國電化教育，2006（12）：65-68.

［3］ Rogers C，Portsmore M. Bringing Engineering to Elementary School［J］.Journal of Stem Education Innovations & Research，2004（05）.

［4］ 王雪雁，楊冬梅 . 樂高機器人教育與體驗教學法的融合［J］.教育教學論壇，2017（24）：132-134.

［5］ Alimisis D. Educational Robotics Open Questions and NewChal-lenges［J］.Themesin Scienceand Technology Education，2013（01）：63-71.