什么是STEAM教育?

机器人教育其实只是STEAM教育的一个方面,STEAM教育的雏形,最早实际上是美国政府为了加强K12年龄段,STEAM代表科学(Science),技术(Technology),工程(Engineering),艺术(Arts),数学(Mathematics)。STEAM教育就是集科学,技术,工程,艺术,数学多学科融合的综合教育。它早早的进入美国学校,大部分中小学舍友专门用于STEAM教育经费的开支。

对于目前国内来说,很多学校也引入了STEAM教育的一些课程作为兴趣班。STEAM教育很广泛,其中包括:科学小实验,CER机器人,3D打印,创意电子设计,编程教育等。

举个例子,如果能成功搭建一个完整的机器人,孩子将会从中学到许多学科领域的知识:

搭建机器人的基础原理,包括诸如简单机械、杠杆平衡、滑轮问题等物理的基本概念。

要想让搭建的机器人动起来,会运用到动力学、发动机、红外线控制、光波折射、传感器等更深层次的物理知识,同时还得融合编程等计算机技术。

为了使机器人的造型更加完整,外观更加好看,又加入了材料技术和艺术美学等等。

CER机器人创意产品

那么未来呢?未来必定是人工智能时代,也是大数据时代,是IT行业方兴未艾的时代,是工业数字化的时代。我们教育体系也必然会跟上这个时代。

关于政协十三届全国委员会第一次会议第0332号(教育类027号)提案答复的函

一、全面实施"信息素养全面提升行动"

1.规划教育信息化行动。教育信息化是教育现代化的基本内涵和显著特征,教育部适时提出了《教育信息化2.0行动计划》。通过实施教育信息化2.0行动计划,到2022年将基本实现"三全两高一大"的发展目标,即教学应用覆盖全体教师、学习应用覆盖全体适龄学生、数字校园建设覆盖全体学校,信息化应用水平和师生信息素养普遍提高,建成"互联网+教育"大平台,推动从教育专用资源向教育大资源转变、从提升师生信息技术应用能力向全面提升其信息素养转变、从融合应用向创新发展转变,努力构建"互联网+"条件下的人才培养新模式、发展基于互联网的教育服务新模式、探索信息时代教育治理新模式。"信息素养全面提升行动"作为教育信息化2.0行动计划八大行动之一,将推动充分认识提升信息素养对于落实立德树人目标、培养创新人才的重要作用,制定学生信息素养评价指标体系,开展规模化测评,实施有针对性的培养和培训。

2.加强学生信息素养培育。加强学生课内外一体化的信息技术知识、技能、应用能力以及信息意识、信息伦理等方面的培育,将学生信息素养纳入学生综合素质评价。完善课程方案和课程标准,充实适应信息时代、智能时代发展需要的人工智能和编程课程内容。推动落实各级各类学校的信息技术课程,并将信息技术纳入初、高中学业水平考试。继续办好各类应用交流与推广活动,创新活动的内容和形式,全面提升学生信息素养。

3.制定学生信息素养评价指标体系。组织开展学生信息素养评价研究,建立一套科学合理、适合我国国情、可操作性强的学生信息素养评价指标体系和评估模型。开展覆盖东中西部地区的中小学生信息素养测评,涵盖5万名以上学生。通过科学、系统的持续性测评,掌握我国不同学段的学生信息素养发展情况,为促进信息素养提升奠定基础。

二、科学设置课程培养学生信息素养

根据中小学学生的认知发展规律,依据学生发展核心素养,科学、合理安排信息技术课程。

1.义务教育阶段重点培养学生信息技术意识和学习兴趣。主要在综合实践活动课程中提出学习要求。2017年9月,教育部研制印发了《中小学综合实践活动课程指导纲要》,通过综合性、实践性的活动开展相关学习,增强健康、安全使用网络的意识,进一步提高网络应用能力,增强信息意识与信息社会责任。为3至9年级人工智能学习系统设计了25个主题活动,推荐学生学习,如"网络信息辨真伪""信息交流与安全""组装我的计算机""组建家庭局域网""智能大脑——走进单片机的世界""'创客'空间""趣味编程入门""程序世界中的多彩花园""手工制作与数字加工""数据的分析与处理""走进程序世界"等。2017年印发的小学科学课程标准要求"利用数字化信息技术进行科学探究,通过互联网收集数据,利用动画技术创设问题情境"等,注重网络资源在科学学习活动中的开发和利用。小学语文课程要求"积极合理利用信息技术与网络的优势,丰富写作形式,激发写作兴趣,增强学生的创造性表达、展示交流与互评互改的机会",学校要建构"网络环境下的学习平台,拓展学生学习和创造的空间,支持和丰富语文综合性学习活动"。

2.普通高中专门设置信息技术课程。2017年修订的普通高中信息技术课程强调培养学生信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任等素养,通过提供数字化环境,帮助学生理解数据、算法、信息系统、信息社会等内涵,学会运用计算思维识别与分析问题,抽象、建模与设计系统性解决方案。如必修课程帮助学生学会运用编程软件等数字化工具表达思想、建构知识,"数据与计算"模块专门设置"数据与信息""数据处理与应用""算法与程序实现"三部分内容,让学生体验程序设计的基本过程,学习程序设计的基本方法。在必修基础上,设置了"数据与数据结构""网络基础""数据管理与分析""人工智能初步""三维设计与创意""开源硬件项目设计"等选择性必修课程和"算法初步""移动应用设计"等选修课程,供有兴趣的学生拓展学习。通用技术课程必修模块要求学生通过案例,分析了解"智能控制的特点",在选择性必修设置"现代家政技术""职能家居应用设计""产品三维设计与制造"等模块,引导学生了解智能相关技术的最新发展和应用等。此外,普通高中课程在学习方式上也强调了对大数据、人工智能、"互联网+"等信息技术的利用。

3.中小学德育课程重视学生信息化下的价值引领。小学道德与法治课程要求学生"在有效获取信息的同时,增强对信息的辨别能力,遵守通信的基本礼貌和网络道德、法律规范,做到文明上网"。初中道德与法治课程要求学生"合理利用互联网等传播媒介,初步养成积极的媒介批评能力,学会理性利用现代媒介参与社会公共生活"。2017年修订的普通高中思想政治课程强化价值引领,立足于当今信息化环境下学习的新特点,直面社会思想文化的影响相互交织、相互渗透,学生接受信息的渠道明显增多的新态势,设置"互联网+"时代的理性抉择等议题,分析互联网给我们的生活带来哪些利弊,我们应该怎样看待这些利弊,高中学生如何合理利用互联网等话题,引导学生在理性思考的基础上形成正确的价值判断,培育科学精神。

此外,义务教育和普通高中阶段还留出一定的课时空间由地方和学校根据当地的特点和需要安排课程内容。各地和学校可以利用这些课时自主开发特色课程,增强育人效果。

今年,教育部将启动义务教育课程实施情况调研,在此基础上,组织进行义务教育课程方案和课程标准修订工作,进一步完善义务教育课程中相关教育内容要求。

五、积极打造机器人技术和产业的生态体系

1.推动软件、机器人等相关领域人才培养。2017年教育部和工业和信息化部联合指导成立"信息技术新工科产学研联盟",创新人才培养机制,组织启动第七届"中国软件杯"大学生软件设计大赛,围绕操作系统、工业APP、区块链等热点技术领域设立赛事,遴选优秀作品,培养专业人才;工业和信息化部会同国家外专局就软件和集成电路民营企业出国培训和软件专业人才培养等开展专题调研,加强软件人才境外培训力度;支持并推动机器人创新中心建设,促进高端人才和项目团队的引进和发展;工业和信息化部等部门组织举办"全国工业机器人技术应用技能大赛",促进工业机器人技能人才培养。

2.推动机器人产业发展及应用。通过工业强基工程支持机器人精密减速机、机器人视觉传感器、工业机器人轴承水下考古机器人专用激光探测器等机器人关键零部件项目,推动机器人本体技术水平提升。工业和信息化部、国标委等部门推动成立了国家机器人标准化总体组和专家咨询组,制定发布了《国家机器人标准体系建设指南》,立项研制近30项机器人国家标准。工业和信息化部、发展改革委等部门推动成立了国家机器人检测与评定中心,联合发布了《关于推进机器人检测认证体系建设的意见》,发布"中国机器人认证(CR)"标志,初步满足了整机及核心零部件研发和检测需要。工业和信息化部、卫生健康委组织创建骨科手术机器人应用中心,加快创新产品质量提升及应用推动。

3.服务一带一路智能技术和产业。截至目前,我部在"一带一路"沿线52个国家已建立140所孔子学院、135所孔子课堂,各孔子学院(课堂)充分发挥自身优势,积极服务当地中资企业,着重培养"汉语+职业技能"复合型人才。未来,孔子学院将继续发挥综合交流平台作用,根据人工智能领域"走出去"企业的需求,积极提供各类人员培训及当地法律法规方面的咨询,服务 "一带一路"沿线国家我人工智能企业发展。

随着国家教育的不断改革和逐步推进,创客教育行业即将迎来爆发期,让我们共同为这个领域的进一步发展贡献自己的力量。