話題1 機(jī)器人教育價值
謝作如：機(jī)器人教育強(qiáng)調(diào)手腦并用，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的重要途徑，這一點幾乎所有的教育者都能達(dá)成共識。2011年，中國教育技術(shù)協(xié)會信息技術(shù)教育專業(yè)委員會啟動了“機(jī)器人進(jìn)課堂”項目，作為這個項目的具體負(fù)責(zé)人，您是怎么來看機(jī)器人教育的價值的？
李藝：首先是從孩子的發(fā)展角度去看，信息技術(shù)課程在手腦并用方面的確具備得天獨厚的優(yōu)勢。作為一名大學(xué)教師，也作為一名研究者，孩子們對機(jī)器人課程所表現(xiàn)出的濃厚興趣，讓我很感動，這是我們在其他課程中很少看到的。我想，假如我們有一種情懷，要為孩子們設(shè)計一門理想的課程，那機(jī)器人就是最好的選擇之一。它甚至超越了你對理想課程的期望：該課程本身就能吸引學(xué)生，能讓他們在“玩”中有所收獲。
另外，從社會發(fā)展的角度去看，我們也有必要實施機(jī)器人教育。最近大家都關(guān)注工業(yè)革命，我們無法回避這樣一個事實：我國錯過了第一次、第二次工業(yè)革命，在科技方面落伍了。數(shù)字時代中，我們正在急起直追，而機(jī)器人是軟硬結(jié)合的產(chǎn)物，更是我國彎道超車的好機(jī)會。機(jī)器人課程，就是這樣一個基礎(chǔ)性的平臺。
現(xiàn)在大家都說要培養(yǎng)青少年的創(chuàng)新、創(chuàng)造能力，機(jī)器人課程，是一個很好的平臺。關(guān)于創(chuàng)新問題，當(dāng)前社會炒得很熱，有積極一面，也有嚴(yán)重的誤區(qū)。我想強(qiáng)調(diào)：我們的創(chuàng)新，要靠豐厚的知識積累和持續(xù)的實踐去追求，而不是期望天馬行空胡思亂想而得到某個新奇的點子。特別對基礎(chǔ)教育而言，我們應(yīng)該豎立以愛迪生為標(biāo)桿的創(chuàng)新典范，而不是某老太太突發(fā)奇想在鉛筆上綁個橡皮頭這樣的創(chuàng)新。后者這類創(chuàng)新，有可能會成功，但幾率非常小，缺少普遍意義，且這種想法，在基礎(chǔ)教育而言，更是有害的，很容易誘發(fā)機(jī)會主義。而前者這類的創(chuàng)新，可以引導(dǎo)學(xué)生在認(rèn)真地學(xué)習(xí)和實踐中去培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力。機(jī)器人課程，就有可能做到這一點，因此它是非常有價值的。
話題2 為什么機(jī)器人教育難以進(jìn)入中小學(xué)課堂
謝作如：感謝李老師從多個角度去分析機(jī)器人教育的價值。也正因為機(jī)器人教育的價值，有專家提出，機(jī)器人教育是實現(xiàn)“制造”大國邁向“智造”大國的教育基礎(chǔ)之一。但是我們也清楚地看到，目前我國中小學(xué)機(jī)器人教育主要以興趣班或競賽形式開展，價格昂貴且受益面很窄。請您分析一下機(jī)器人教育難以進(jìn)入課堂的原因。
李藝：任何新的教育內(nèi)容進(jìn)入基礎(chǔ)教育的課程體系，都需要時機(jī)，天時、地利、人和缺一不可。本輪課程改革在本世紀(jì)初啟動，那段時間機(jī)器人的價格還非常昂貴，少數(shù)貴族學(xué)校才買得起，是“陽春白雪”。所以，一個時間階段內(nèi)，我們看到的機(jī)器人教育是企業(yè)推動或社會機(jī)構(gòu)推動的，市場上是以競賽驅(qū)動運(yùn)行模式，校內(nèi)是以興趣小組為形式的活動，并沒有真正“走進(jìn)課堂”，沒有走到“每一個”學(xué)生身邊?？陀^地說，在上一個時代中，企業(yè)作為率先吃螃蟹者，試水機(jī)器人教育市場，是個大膽的行為，也是高尚的行為，為我國中小學(xué)機(jī)器人教育打開了一扇大門，他們的功勞是值得肯定的。但時至今日，隨著各方面因素的不斷變化，由企業(yè)或一般社會機(jī)構(gòu)推動的競賽引導(dǎo)興趣小組形式的機(jī)器人教育，已經(jīng)不能滿足教育發(fā)展的需要，應(yīng)該有新的形式出現(xiàn)，這就是以“機(jī)器人進(jìn)課堂”標(biāo)識的機(jī)器人教育改革和實踐。
令人欣慰的是，隨著大家對機(jī)器人教育認(rèn)同度的提高，加上來自全國各地先行者的推動，機(jī)器人教育得到了長足的發(fā)展。例如，《江蘇省義務(wù)教育信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要》中就加入了機(jī)器人模塊，很多省的義務(wù)教育階段的信息技術(shù)教材中也出現(xiàn)了機(jī)器人，更有許多教師，懷揣著改革課程的熱情，在機(jī)器人教學(xué)方面，創(chuàng)造條件，做出了積極的嘗試。在沒有進(jìn)入國家信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)的前提下，機(jī)器人教育能夠發(fā)展到這樣的程度，真的令我倍感鼓舞。這里的重要原因，除了介入者的無限熱情以外，還有就是機(jī)器人教具的制作成本下降，市場銷售價格下降，為機(jī)器人步入課堂，走到每個學(xué)生身邊，提供了重要的物質(zhì)條件。當(dāng)然，這也是歷史趨勢使然，“青山遮不住”，我們需要敞開懷抱接納它，并扶持它健康前行。。
謝作如：我個人認(rèn)為，我國機(jī)器人教育正處于一個尷尬的境地：你說國家對機(jī)器人教育不重視吧，從2000年開始，中國科協(xié)和教育部組織了機(jī)器人比賽，一直在大面積推廣，從最初的滅火到現(xiàn)在的Bot Ball，比賽項目越來越多；你說重視吧，機(jī)器人教育在國家課程中找不到位置，總是無法普及，甚至連應(yīng)該由哪個學(xué)科去承擔(dān)機(jī)器人教育都沒有統(tǒng)一的認(rèn)知。2009年，我參了中國教育學(xué)會中小學(xué)信息技術(shù)教育專委會組織的，李冬梅老師負(fù)責(zé)的《中小學(xué)機(jī)器人課程指導(dǎo)綱要》的編寫，但是此《指導(dǎo)綱要》最終也沒能正式發(fā)布。請您簡單分析一下這樣的現(xiàn)狀。
李藝：在我國，基礎(chǔ)教育國家課程的設(shè)置，由教育部基教管理部門分管，據(jù)信，該管理部門的官員及相關(guān)專家，對如各奧林匹克競賽等各類競賽的教育價值，并不是十分認(rèn)可。雖然有一些政府部門或社會機(jī)構(gòu)組織機(jī)器人競賽，但往往不是我國基礎(chǔ)教育管理的決定性力量，也不代表者我國基礎(chǔ)教育管理體系的核心意志。因此，盡管有些政府、機(jī)構(gòu)組織比賽或其他活動，甚至有時以教育部之名，但在基礎(chǔ)教育管理的意義上，實際上是“非正統(tǒng)”的，因此，所堅持的信念及做法，看起來比較混亂。
基礎(chǔ)教育課程的設(shè)計與實施由基礎(chǔ)教育管理部分負(fù)責(zé)推動及監(jiān)督，在既有的基礎(chǔ)教育課程體系中，也有給機(jī)器人教育留出的發(fā)展空間。一是在普通高中課程體系中，通用技術(shù)部分有一定量的也是有特定色彩的機(jī)器人內(nèi)容；二是在義務(wù)教育階段中，雖然機(jī)器人部分沒有明確進(jìn)入國家課程序列，但在國家的課程體系框架是采用的三級課程體系設(shè)計，即國家課程、地方課程和校本課程，很多地方就是用地方課程和校本課程的空間去實施機(jī)器人教育，這也是前面所說全國各地小學(xué)和初中較多發(fā)生的機(jī)器人教育實踐乃至機(jī)器人進(jìn)課堂嘗試發(fā)生的原因和依據(jù)。當(dāng)然，我們一定要認(rèn)識到，就其重要性可行性而言，機(jī)器人教育地進(jìn)入到義務(wù)教育國家課程之中，將更加有利于它的發(fā)展。好消息是，這種愿望是有可能實現(xiàn)的。當(dāng)然，我們還需認(rèn)識到，機(jī)器人教育和其他課程不同，要進(jìn)入中小學(xué)課堂，不是編寫一本教材就行的，需要配備專用的器材。進(jìn)一步說，當(dāng)前市場上機(jī)器人的品牌眾多，規(guī)格復(fù)雜，缺少統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，也給機(jī)器人教育進(jìn)課堂帶來了困難。這個問題，需要在今后的實踐中慢慢解決，也肯定會得到解決。
話題3 如何實現(xiàn)機(jī)器人的普及教育
謝作如：正因為機(jī)器人教育具有不可多得的育人價值，所以不管如何困難，我們都有一種要將機(jī)器人教育帶給更多學(xué)生的情懷。如果不是您在2012年用自己的課題經(jīng)費(fèi)資助我去購買Arduino器材，研究開源機(jī)器人，我也沒有條件去做深入的研究，也就不會有現(xiàn)在的開源課程“Arduino創(chuàng)意機(jī)器人”了。當(dāng)然，這也僅僅是我們在普及機(jī)器人教育方面做的一點點成績。結(jié)合您這幾年的調(diào)查研究，機(jī)器人教育怎樣才能實現(xiàn)普及呢？
李藝：應(yīng)該有一群有情懷的人，堅信機(jī)器人教育是大勢所趨并為之努力奮斗。過程中，我們還要有信心，只要有信心，哪怕遇到困難也會樂在其中，也會不斷取得成就。要實現(xiàn)普及需要多方的力量結(jié)合，無論課程專家還是一線教師，大家都要努力，努力就會成功。我們要努力做事情，做條件具備的事情，或者努力創(chuàng)造一定的條件去做事情。我相信，大勢所趨下，草根的力量也是很強(qiáng)大的，這對機(jī)器人教育的普及很有幫助。我所說的“草根”，泛指“非官方”，有時又邊界不清。比如，有我這樣的草根多年關(guān)注這項工作；也有一線教師在自己學(xué)校創(chuàng)造條件獨立嘗試取得成就，謝老師就是典型，我就不多說了；還有部分地區(qū)教研員，利用自己的特殊身份，協(xié)調(diào)官員、企業(yè)、學(xué)校及教師各方，在區(qū)域范圍內(nèi)實現(xiàn)機(jī)器人進(jìn)課堂的突破。特別是這種區(qū)域性的突破，為機(jī)器人教育的發(fā)展提供了最為可靠的依據(jù)，對社會相關(guān)各界，都有很好的說服力。在我的記憶中，較早且較典型的區(qū)域性突破發(fā)生在2005年，時任哈爾濱市教育研究院信息技術(shù)教研部主任的楊青老師與哈工大的一支開發(fā)力量相配合，明確以“機(jī)器人進(jìn)課堂”為旗幟實驗并改革機(jī)器人教育。時至今日，區(qū)域性突破已經(jīng)很多，浙江嘉興南湖區(qū)教育研究培訓(xùn)中心董得手老師通過努力，已經(jīng)將南湖區(qū)的機(jī)器人教育辦得有聲有色，2014年，第二屆全國中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)展評活動由他們承辦，給人留下深刻印象。同樣能說明問題的是江蘇省將機(jī)器人教育相關(guān)內(nèi)容正式寫進(jìn)了自己的義務(wù)教育信息技術(shù)課程指導(dǎo)文件之中，為全省機(jī)器人教育的開展提供了重要的政策支持?？偠灾?，現(xiàn)在即使是站在全國的層面上看，也是“萬事俱備，東風(fēng)欲來”。
謝作如：據(jù)了解，高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)近期正在修訂中。我相信在新的課程標(biāo)準(zhǔn)中，機(jī)器人肯定會成為信息技術(shù)的一個新模塊。但是，機(jī)器人是畢竟是一門跨學(xué)科的課程，學(xué)科邊界很難把握。作為信息技術(shù)教師，在把握機(jī)器人課程的核心目標(biāo)時，應(yīng)該關(guān)注STEM素養(yǎng)還是計算思維？
李藝：如果從信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)制訂者的角度去看，肯定要對機(jī)器人課程進(jìn)行周到完整的設(shè)計，使其成為一門符合基礎(chǔ)教育特定要求的課程模塊。但在課標(biāo)推出之前，想率先投入嘗試的一線教師，大可不必過于糾結(jié)“無標(biāo)準(zhǔn)”這一現(xiàn)狀，完全可以根據(jù)自己對機(jī)器人教育的理解，結(jié)合自己教學(xué)的經(jīng)驗，利用自己可利用的條件，大膽地開展機(jī)器人教學(xué)的實驗。一些機(jī)器人教育的相關(guān)理念，無論STEM素養(yǎng)也好，計算思維也好，對學(xué)生來說都是有價值的。既然有價值，但可投入嘗試，何必顧忌太多？這種嘗試不僅是教師個人的經(jīng)驗積累，也是課程建設(shè)的寶貴財富。
至于學(xué)科課程之邊界問題，我們更不能狹隘，要有大課程觀、大教育觀，無需太關(guān)注所謂的“學(xué)科邊界”，只要對學(xué)生有益，就放開手去做。世界上的萬事萬物都是相關(guān)的，不同學(xué)科之間當(dāng)然會存在一定的知識交叉、重疊，這很正常，物理和化學(xué)會有交叉，語文和數(shù)學(xué)也會有有交叉。機(jī)器人教育，將涉及軟件和硬件，涉及編程，也涉及電路，更涉及機(jī)械，學(xué)科邊界的劃定，由教育管理部門委托課程專家去做，他們做出來，發(fā)布了，我們就參照，沒有做出來，我們就先自己大膽去試，只有好處，沒有壞處。
謝作如：高中通用技術(shù)已經(jīng)有一個名叫“簡易機(jī)器人”的課程模塊，其核心內(nèi)容為機(jī)械傳動，甚至沒有傳感器的內(nèi)容，因為傳感器的知識在“電子控制技術(shù)”中。從我個人的角度，對這樣的課程設(shè)計是不滿意的，也是不認(rèn)同的。拋開通用技術(shù)中的“簡易機(jī)器人”不說，我關(guān)心的是，信息技術(shù)中的機(jī)器人課程核心內(nèi)容應(yīng)該是什么？是程序編寫方面還是機(jī)械結(jié)構(gòu)或者電子電路方面？
李藝：這還是要回到學(xué)科邊界的話題來。我還是要強(qiáng)調(diào)，不要太狹隘，要包容。機(jī)器人是一種平臺，既可以用來上信息技術(shù)課程，也可以用來上通用技術(shù)課程。通用技術(shù)之“簡易機(jī)器人”部分的設(shè)計，肯定是考慮到通用技術(shù)課程的特點和需要來設(shè)計的，而信息技術(shù)課程中的機(jī)器人部分，必然按照信息技術(shù)課程的特點去設(shè)計。且“簡易機(jī)器人”內(nèi)容的設(shè)計，是機(jī)器人部分在上一版高中通用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)中的呈現(xiàn)形式，現(xiàn)在高中課標(biāo)在修訂之中，修訂完成后，也許會看到變化。
信息技術(shù)課程中的機(jī)器人教育部分的內(nèi)容包含什么？圍繞什么樣的核心內(nèi)容展開？考慮到信息技術(shù)課程的特點，考慮到“機(jī)器人”的特點，也考慮到當(dāng)前技術(shù)水平，套件零配件的市場價格等因素，它應(yīng)該包含或涉及到一定的機(jī)械裝置、電子電路、傳感器、程序設(shè)計等。若用一組概念來描述，其核心應(yīng)該是傳感、通訊和控制。
謝作如：去年我們在常州舉辦STEAM教育創(chuàng)新論壇活動時，曾經(jīng)圍繞“機(jī)器人”討論過一個有趣的問題。因為誰都說不清機(jī)器人和智能機(jī)器人有什么區(qū)別，或者說到底什么才是機(jī)器人。后來有老師建議，既然機(jī)器人這一概念過于模糊而難以把握，能否用“智能機(jī)器”來替代“智能機(jī)器人”這一名詞？對于這一點，您是怎么看的？
李藝：這是個現(xiàn)實的討論，經(jīng)常發(fā)生，這也是一個容易引起混亂的問題，所以務(wù)必要告知所有教師。在當(dāng)今數(shù)字時代的語境下，“機(jī)器人”和“智能機(jī)器人”并沒有什么不同，在我而言，我寧愿使用一個比較簡單的名字來稱呼它。實際上，“智能”二字的使用，是在“智能”出現(xiàn)時間不長，大家對“智能”比較敏感的時候才會發(fā)生的，當(dāng)這個階段過去，一切歸于常態(tài)，這種稱呼方法會消失的。比如某個時代里，眾所周知的“多媒體計算機(jī)”，實際上是由商家為迎合新鮮刺激的炒作，現(xiàn)在誰還說自己用的計算機(jī)是“多媒體計算機(jī)”呢？這樣看，關(guān)于“智能機(jī)器”和“智能機(jī)器人”的名稱糾結(jié)也就自動化解了。
有另外一種情況，如江蘇省在自己的義教信息技術(shù)課程管理文件中，增列了一個“物聯(lián)網(wǎng)”板塊，看看其內(nèi)容，實際上其內(nèi)容核心也是上述傳感、通信和控制，個人認(rèn)為，其內(nèi)容和冠以“機(jī)器人”名稱板塊的核心內(nèi)容是一致的，完全沒有必要再增列。但這里提醒我們，針對傳感、通信和控制為核心的內(nèi)容，可能會有更多的名稱選擇，比如究竟是“機(jī)器人”還是“物聯(lián)網(wǎng)”還是其他什么名稱。我從我個人對科學(xué)方法的理解而言，這個問題已經(jīng)不是“對”或“錯”的問題，而是個地地道道的基于傾向性或喜好“選擇”的問題。要讓我來選擇，我肯定還是選“機(jī)器人”，因為這個名字，既有歷史，又有未來，同時對孩子們有很強(qiáng)的誘惑力。
話題4 給要開展機(jī)器人教育的教師一些建議
謝作如：正如李老師所述，機(jī)器人教育具有很高的教育價值。雖然現(xiàn)在開展機(jī)器人教育還是困難重重，還是有很多教師通過不同形式去開展教學(xué)。請給正在開展或者將要開展機(jī)器人教育的教師一些建議，讓他們的機(jī)器人教育之路更加順暢。
李藝：這幾年我聽了好多機(jī)器人方面的課，也有一些體會。我覺得教師們提高自己的專業(yè)知識是當(dāng)務(wù)之急。對好多信息技術(shù)教師來說，機(jī)器人課程內(nèi)容較新，除程序設(shè)計部分以外，涉及的周邊學(xué)科知識較多，比如機(jī)械的知識、電子電路的知識、力學(xué)知識等等。大部分老師原有的知識儲備不夠，面對實際教學(xué)時，很容易出現(xiàn)科學(xué)性錯誤。所以教師要先拓展自己的知識面，提高自身的知識水平。在教學(xué)水平方面，經(jīng)過十多年的積累，信息技術(shù)教師教學(xué)水平已經(jīng)不錯了，只要專業(yè)知識過關(guān)，就沒有太大問題。我這個態(tài)度，是從整體意義上考慮的，因為這些年來，我們有一大批率先試嘗螃蟹的老師，整體上有了較豐富的經(jīng)驗積累，個別經(jīng)驗比較少的老師，可以借助各種機(jī)會，利用各種平臺或通道，尋找相關(guān)教案或其他資料，仿照它們研究并嘗試自己的教學(xué)即可。而在知識拓展學(xué)習(xí)方面，想先行一步的老師，務(wù)必自己主動進(jìn)行必要知識補(bǔ)充，對其他老師而言，等到國家政策出臺，有明確要求后，再為自己充電不遲。
謝作如：2014年，我?guī)е荒蠋煷笱芯可O(shè)計機(jī)器人課程。發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的機(jī)器人課程存在很多問題。有些課程的內(nèi)容組織是以傳感器為主線，按照功能劃分。有些則以項目形式劃分，從組裝、編程到調(diào)試，項目和項目之間在教學(xué)內(nèi)容方面存在明顯的重疊，甚至項目在難度上都沒有遵循先難后易的教學(xué)規(guī)律。教師們在設(shè)計課程時應(yīng)該如何組織課程內(nèi)容，您有怎樣的建議？
李藝：一方面，這個問題是課程設(shè)計層面上的問題，至少是教材編寫層面上的問題，因此應(yīng)該從課程設(shè)計或教材編寫的層面上去解決。就是說，應(yīng)該由課程設(shè)計者和教材編寫者來承擔(dān)這個責(zé)任，有些優(yōu)秀教師參與到課程設(shè)計或教材編寫工作中，他們也應(yīng)該承擔(dān)這方面的責(zé)任，這個責(zé)任不應(yīng)該由普通的一線教師來承擔(dān)。二方面，盡管我們說“機(jī)器人進(jìn)課堂”活動已經(jīng)積累了比較豐富的經(jīng)驗，但相比較而言，仍然是比較樸素的，在課程成熟度度上，距離理想狀態(tài)還比較遠(yuǎn)，這恰好是我們下一階段要逐漸并希望是較快解決的問題，我對此有信心。反過來說，課程設(shè)計不是紙上談兵，必須來自經(jīng)驗。好多課程層面、教材層面的問題，沒有實際教學(xué)的驗證，很難下結(jié)論，這就需要大量的教師投入做實驗性的工作，從而獲得盡可能豐富的經(jīng)驗去支持課程設(shè)計和教材設(shè)計。課程專家要積極思考，也要走進(jìn)課堂，如南京師大鐘柏昌博士提出組織教學(xué)內(nèi)容要遵循的“聚類化”思想，是值得借鑒的，是一種積極的嘗試，當(dāng)然“聚類”也可以有不同角度，在當(dāng)前階段中，要放開手腳去嘗試，去驗證思路的可行性。同樣鼓勵一線教師也大膽去做，去實驗，不要擔(dān)心失敗，無論成功與失敗，都是寶貴的經(jīng)驗，所謂“失敗乃成功之母”。按照這種思路，教師們可以在能夠看到的諸多種模式中，選擇自己認(rèn)為比較適當(dāng)?shù)哪Ｊ饺ラ_展實驗，再通過一遍遍的優(yōu)化，或者采集各種思路的長處，完善一個最適合自己的方案。可以肯定，這個方案會有價值的，不僅是針對個人的價值，也會有針對課程整體發(fā)展意義上的價值。
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