中国电子学会-2017中小学机器人教育调研报告-2017.8-43页-1mb

2017 中小学机器人教育调研报告总结

核心内容

本报告由中国电子学会普及工作委员会于2017年8月发布，主要围绕机器人教育在国内外的发展现状、机器人教育的重要性、中小学机器人教育的现状及发展建议等方面展开。报告指出，机器人教育不仅是提升国家科技实力的重要手段，也是培养未来制造业和科技领域人才的关键环节。

主要观点

一、机器人成为各国国家战略

• 美国：将机器人作为先进制造业的重要支撑，2016年发布《机器人发展路线图》，强调机器人技术与互联网的结合，推动机器人技术的广泛应用。
• 英国：将机器人和自主系统（RAS）列为关键技术，2014年发布《RAS2020战略》，提供财政支持以提升机器人产业的全球竞争力。
• 德国：提出“工业4.0”战略，将机器人视为智能制造的重要组成部分，推动机器人技术与工业发展相结合。
• 法国：从2001年起持续投入机器人研发，2013年推出《法国机器人发展计划》，目标是到2020年成为全球机器人领域前五强。
• 日本：在2004年将机器人列为七大重点产业之一，2015年发布《机器人新战略》，明确三大目标，确保机器人领域世界领先地位。

二、我国机器人发展战略

• 《中国制造2025》：2015年提出将“高档数控机床和机器人”作为重点发展领域，强调突破关键技术、开发系列产品，满足制造业转型和科技变革需求。
• 《机器人产业发展规划（2016-2020年）》：提出2020年实现机器人产业规模持续增长、技术水平显著提升、关键零部件取得重大突破、集成应用取得显著成效的目标。

三、人才缺口制约我国机器人发展

• 制造业人才需求：到2025年，机器人相关人才缺口预计达450万人，其中工业机器人应用人才缺口达10万人。
• 教育现状：我国高校和中等职业学校虽有大量工科类学生，但机器人专业人才比例仍不足，尤其在中小学阶段，机器人教师专业背景单一，缺乏系统培训。

四、国外中小学机器人教育情况

• 研究数量增长：国外机器人教育研究呈现逐年增长趋势，涉及心理学、工程教育、技术教育、编程等多个领域。
• 课程体系完善：如美国麻省理工学院（MIT）开发了覆盖K12到大学的机器人课程体系，包括机器人科学、ROBOTC中级课程、VEX课程等。
• 教学装备多样：国外机器人教育装备包括实体机器人套件（如LEGO、Fischertechnik、VEX等）和虚拟教学平台（如Simbad、Microsoft Robotics Studio等）。
• 赛事推动教育：机器人竞赛和活动是普及机器人教育的重要方式，如VEX机器人世界锦标赛、机器人足球世界杯、FLL机器人世界锦标赛等，激发学生兴趣和创新能力。

五、我国中小学机器人教育情况

• 研究逐渐深入：中国知网数据显示，机器人教育相关研究数量逐年增长，涵盖教学设计、课程开发、技术工具、赛事活动等多个方面。
• 课程设计多元：我国中小学机器人课程设计主要包括围绕机器人教育理念、依托特定器材或赛事、借鉴大学机器人教育经验。
• 机器人教室类型多元：既有传统教室的多功能使用，也有专门的机器人实验室，配备多种教学资源和设备。
• 教具种类多样：包括简易机器人制作器材、单片机或开源硬件、机器人教学套件、虚拟教学平台等。

关键信息

• 机器人教育的重要性：机器人教育是培养未来科技创新人才的重要途径，有助于提升学生的创新能力、逻辑思维和跨学科应用能力。
• 课程设计建议：应建立从小学到高中乃至大学的连贯性课程体系，加强教师培训，丰富课程内容，推动机器人教育生态建设。
• 教具与平台发展：国内机器人教育企业如乐博士、瓦力工厂、XDL、易方科技等，开发了多种机器人教学器材和平台，为机器人教育提供了坚实基础。
• 赛事活动推动：机器人赛事活动是提升学生实践能力和创新能力的重要方式，应积极组织和推广相关赛事，如全国青少年电子信息智能创新大赛等。

发展建议

1. 建立机器人教育连贯性：构建覆盖小学、初中、高中及大学的机器人教育体系，确保教育内容与学生发展规律和国家科技战略相契合。
2. 加强教师队伍建设：提升机器人教师的专业素养，结合政府政策，推动教师培训与资源支持。
3. 积极开展赛事活动：组织多样化的机器人竞赛和活动，激发学生兴趣，提升实践能力。
4. 整合多方资源：通过产学研合作，构建机器人教育生态系统，提高教学质量和科研水平。

参考文献

杨晋. 乔凤天. 2017 中小学机器人教育调研报告 [R]. 北京: 中国电子学会普及工作委员会, 2017.08