6th International Education, Economics, Social Science, Arts, Sports and Management Engineering Conference (IEESASM 2018)
Research on Robot Education in Primary School
Ruiying Xu
Baicheng Normal University
Keywords: robot; education; curriculum
Abstract: This paper mainly discusses robot education in primary school. Robot education refers to theories and practices of learning basic knowledge and skills of robot, or optimizing education and teaching results by robot education. The entry of robot education into primary school explores the educational function and value of robot, promotes quality-oriented education, and trains information literacy and technical literacy of primary school students, which has an importantly practical and strategic significance on promoting the innovation and practical capacity of primary school students.
Research Background
Robot technology, as an important indicator of implementing “Made in China 2025” and developing “Industry 4.0”, is an indispensably key technology in the global industrialization, developing with the high speed of 20% each year. Robot technology drives the development of scientific and technological innovation. In The 17th Academician Assembly of Chinese Academy of Sciences and The 12nd Academician Assembly of Chinese Academy of Engineering held on June 9th, 2014, Xi Jinping pointed that “We not only need to improve the robot technology, also need to occupy the market as much as possible; robot reform is expected to become a breakthrough point and an important growth point of The Third Industrial Revolution, to affect the global manufacturing pattern, and China will become the biggest robot market in the whole world.” There
have been a dozen years for the entry of robot education into Chinarsquo;s primary education system. However, all are competition programs. In recent years, several primary schools began introduce robot teaching into classroom. Whereas, it began relatively late, and there is not mature teaching mode for robot teaching for reference.
Research Significance
For recent years, various kinds of robot competitions are held in China one by one, and there are more and more students participating in robot competition. However, schools and students are faced with a dilemma, which is the lack of robot curriculum resources, especially for pupils. The lack of supporting curriculum resources is the main cause. In 2015, Chinese Institute of Electronics launched Qualification Certify for National Youth Robotics Level Test. Primary and secondary school students in China can verify their robot robotics level with the aid of this platform. It specifies the standards for robot education in primary and secondary schools, identifies its development direction, and promotes its healthy and stable development. Education-based robot curriculum in primary school can not only promote the development of robot education in primary school, also enrich the robot curriculum in schools. As for the training of studentsrsquo; practical capacity, China strongly advocates the quality-oriented education in primary and secondary school, however, actual education is mainly exam-oriented education, which pays attentions to general knowledge courses, and ignores the training of other capacities of students, especially the training of studentsrsquo; practical capacity. Robot education can reasonably and effectively solve the contradiction. At present, only a small amount of students participating in robot competition are benefited. Generally, practical capacity is one of capabilities that students lack most. Robot education can train studentsrsquo; practical capacity to greatest extent and promote the rapid development of robot education in schools.
Copyright copy; 2019, the Authors. Published by Atlantis Press.
This is an open access article under the CC BY-NC license (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/).
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At last, robot education can reduce the burden of robot teachers. In primary school, teachers of robot education only account for a small percentage of all teachers, and most are part-time information technology teachers. High workload and the relatively low status of root education is main reasons for the lack of robot education teachers. They are required to perform the teaching of robot, compile textbooks according to robot equipment without reference of current resources, and produce teaching resources, which increases invisibly the workload of robot teachers. With a set of robot education curriculum suitably for primary school students, teachers only need to prepare lessons like teachers of other disciplines and implement teaching, which can reduce the burden of teachers.
Discussions on Robot Education
Robot education provides a space for students to fully display their imagination and solve problems, and shows its unique characteristics in training studentsrsquo; learning interest and innovation capacity, conductive to training studentsrsquo; practical ability, innovative thinking ability, comprehensive application ability and so on, creating a new path to cultivate innovative talents and promote quality-oriented education. In implementing robot education in primary school, it is necessary to pay attention to these three aspects.
To enhance the understanding of robot education
Robot education has been adopted in many schools, however, it is traditional robot education, which is mainly are design courses about parts of robot, including master control, electric motor, sensor, etc., to learn robot knowledge by pieced tasks. Some schools consider robot education as activity contents of extracurricular interest groups, or competition, however, the real robot education did not get popularized. So what is robot education? It, in fact, is to focus
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小学机器人教育研究
Ruiying Xu
白城师范大学
关键词：机器人 教育 课程
摘要：本文主要探讨小学阶段的机器人教育。机器人教育是指学习机器人的基本知识和技能，或者通过机器人教育优化教育教学效果的理论和实践。机器人教育进入小学阶段，探索机器人的教育功能和价值，促进素质教育，培养小学生的信息素养和技术素养，对提升小学生的创新能力和实践能力具有重要的现实意义和战略意义。
1. 研究背景
机器人技术是实施“中国制造2025”和发展“工业4.0”的重要指标，是全球工业化必不可少的关键技术，每年以20％的高速度发展。机器人技术推动了科技创新的发展。习近平在2014年6月9日举行的中国科学院第 17 届院士大会和中国工程院第 12 届院士大会上指出：“我们不仅需要改进机器人技术，还需要尽可能多地占领机器人市场；机器人改革有望成为第三次工业革命的突破点和重要增长点，影响全球制造业格局，而中国将成为最大的机器人的市场。机器人教育进入中国初等教育系统已经有十二年了。但是，所有都是竞赛计划。近年来，几所小学开始将机器人教学引入课堂。但是，它的起步比较晚，目前还没有成熟的教学模式可供机器人教学参考。
2. 研究意义
近年来，各种机器人比赛在中国一一举行，并且越来越多的学生参加机器人比赛。但是，学
校和学生面临两难境地，即缺乏机器人课程资源，特别是对于学生而言。缺乏支持性课程资源是主要原因。2015 年，中国电子学会启动了“全国青年机器人水平测试资格证书”。中国 的中小学生可以借助该平台验证他们的机器人机器人水平。它确定了中小学机器人教育的标 准，确定了其发展方向，并促进了其健康，稳定的发展。小学教育型机器人课程不仅可以促 进小学机器人教育的发展，而且可以丰富学校的机器人课程。在学生实践能力的培养上，中 国大力提倡中小学素质教育，而实际教育主要是应试教育，它注重通识课程，而忽略了对其 他能力的培养。对学生的培养，特别是对学生实践能力的培养。机器人教育可以合理有效地 解决矛盾。目前，只有少数学生参加了机器人竞赛。通常，实践能力是学生最缺乏的能力之 一。机器人教育可以
最大程度地培养学生的实践能力，促进学校机器人教育的快速发展。
最后，机器人教育可以减轻老师的负担。在小学，机器人教育的教师仅占所有教师 的一小部分，并且大多数是兼职信息技术教师。高工作量和相对较低的基础教育状况是缺少机器人教育教师的主要原因。他们被要求执行机器人的教学，根据机器人的设备编写教科书而不参考当前资源，并产生教学资源，这无形地增加了机器人教师的工作量。有了一套适合小学生的机器人教育课程，教师只需要像其他学科的老师一样上课，并实施教学，这样可以减轻老师的负担。
3. 关于机器人教育的讨论
机器人教育为学生提供了一个充分发挥想象力和解决问题的空间，并在培养学生的学习兴趣和创新能力，培养学生的实践能力，创新思维能力，综合运用能力等方面表现出独特的特点，开辟了一条培养创新型人才，促进素质教育的新途径。在小学实施机器人教育时，有必要注意这三个方面。
3.1 增进对机器人教育的理解
机器人教育已在许多学校中采用，但是它是传统的机器人教育，主要是有关机器人部件的设计课程，包括主控，电动机，传感器等，以通过分段任务学习机器人知识。一些学校将机器人教育视为课外兴趣小组或竞赛的活动内容，但是，真正的机器人教育并未得到普及。那么什么是机器人教育？实际上，它的重点是学习机器人知识，而不是通过机器人完成创新任务，对于知识储备不足的学生来说，这是一项艰巨而乏味的学习任务。因此，在机器人教学的课堂上，首先要求教师提出问题或任务，以鼓励和指导学生进行思考和创新，然后帮助他们分析其思想的可操性，最后将学习主动权还给学生。在机器人教育的发展理念中，学生不再是被动的学习者，而是多种角色，例如科学家和发明家是学习的主题，而老师只是教学活动的指导。在机器人教育的指导下，学生根据自己的实际需求进行学习。机器人不仅是要学习的内容，还是完成任务和实现需求的工具。通过这种方式，学生可以学习要解决的问题和机器人教学的本质，并激发他们探索和学习的欲望，这为机器人教学增加了新的动力。
3.2 优化教学内容和课程建设
在学习知识的过程中，教师只是引导学生，鼓励他们弄清课程的实际需求并指导他们进行练习。因此，优化教学内容是小学机器人教育的重要组成部分。它应与当前的基础教育课程改革相结合。机器人教育的实施取决于课程的支持。在接受机器人教育的学校中，大多数机器人教育课程都是通过信息和技术教育进行的。教材是课程的主要载体。鉴于传统教材的文本属性所产生的问题（包括资源有限，更新延迟和内容僵化）与机器人教育的互动性，直接性和泛滥性之间存在着严重的矛盾。同时，许多学校不能保证足够的上课时间。因此，为了加快机器人教学速度，有必要开设机器人课程和机器人学校课程，安排一定的上课时间，设置特定的教室和设备，采用统一的教科书，建立统一的课程标准，优化教学内容，从而促进课程建设。本文介绍了几种形式的小学机器人教育，以供参考。
课外活动。传统学校教育是达到观念的主要途径。对科学的了解，而课外的非正式活动和活动也对科学知识的学习有很大影响。课外活动不受教学计划，教学计划和教学形式的限制，活动范围较广，内容丰富。机器人教育作为课外活动的内容，使课外活动具有科学性和乐趣性，培养了学生的创新精神，综合实践能力和合作能力。
技术课程。将智能机器人纳入信息技术课程的内容是形成阶段，教材编写和课程设置处于起步阶段。但是，它将为信息技术学科带来新的动力，并改善当前机器人教育软件应用程序开发的发展。
研究型课程。机器人教育以研究型课程的形式纳入小学。随着研究型课程的日益重视，以及机器人教育的长期性和个性化特征，研究型课程的形式将更有利于学生创新能力的培养。但是，由于研究型课程的上课时间不足，以及上课的组织难度很大，教育部门要统筹推进机器人教育。
3.3 加强教师的专业素养
随着信息技术的不断更新，机器人教育也将不断创新，这要求机器人教育教师的教育理念和职业素质紧贴信息时代的变化，充分发掘学生的才智，积极引导学生参与各项活动，培养学生的创新思维以获取新知识。机器人教育的发展离不开机器人教育教师的发展。为实现和实现机器人教学的教学目标，教师应具有丰富的专业知识，这是机器人教学的有力保证。
目前，在许多学校中，机器人课程的教师主要来自信息技术课程或通用技术。因此，迫切需要提高机器人教学教师的专业水平。国家应在高等师范院校设置相应的机器人教育专业，大力培养机器人教育专业的课程教师，以促进机器人教育的未来发展。目前的兼职教师还可以参加各个级别的机器人课程培训，参观其他学校或举办互联网课程以提高他们的教学水平并积累经验。
大多数学校在教学中采用集体备课和合作制，有些学校采用“双重老师”制，即一个老师在舞台上授课，另一个助教学生在教室里，因此及时发现并解决学习中的各种问题。特别是在机器人的构建中，它可以解决学生的学习困难，更好的管理机器人设备。同时，为了调动学生的学习积极性，要求教师设计好每节课的教学任务，让每一个学生都参与到课堂中来，使他们能够积极实践，从而培养学生的学习兴趣，促进机器人教育的发展。
4. 机器人教学方法探讨
机器人学科的教学方法很多，在机器人学科的教学中可以使用几乎各种基本的教学方法和综合的教学方法，这要结合教学的客观要求，教材内容的难度以及两者之间的区别。教学对象和教学条件的学习基础。至于机器人理论基础知识的教学，可以采用故事导入。孩子们喜欢听故事，因为故事是他们从一开始就了解这个世界的重要渠道。他们可以从故事中获取大量信息。有必要将无聊的知识与故事联系起来，呼应学生的生活经验，提取机器人的知识和技能并解决生活中的问题。这种方法可以有效地提高学习兴趣。
低年级的学生，帮助他们拓宽思路，丰富想像力，自然地进入最佳学习状态。机器人编程的教学可以应用基于案例的系统。老师举例说明与新课程相关的现实生活中的实例和案例，并引导学生学习新知识。通过生动的实例和案例，学生可以更好地感受到现实感，并激发他们的兴趣，使课堂更加活跃。基于任务的方法也可以应用，它是任务驱动的。教师首先提出问题，然后引导学生学习新知识以解决问题。只有新知识才能解决此问题。这也是一种常用的方法。
讨论的方法可用于机器人哲学内容的教学。机器人应用内容的教学可以采用演示的方法。具体来说，在上课之前，老师会使用对象，教具或课件来指导学生进行视觉观察和分析，并介绍新知识。例如，在机器人设计中，教师可以显示并指出机器人各部分的位置，以帮助学生了解机器人的设计。
机器人设计与生产的教学可以采用指导法和自主探索法。在老师的指导下，要求学生自己完成更重要的部分。这个阶段充满了巨大的困难，在此阶段，教师总结以前学到的知识并检查学生的实践能力。
5. 对当前机器人教育发展的思考
机器人教育作为现代信息技术课程创新教育的载体形式，对培养学生的创新能力，增强学生的创新知识和创新精神，提高学生的综合实践能力具有重要的作用，是国家培养人才的重要举措。但是，为了成功开展机器人教育，必须及时纠正错误意识和不规范行为。本文首先要强调机器人教育的重要性，指导其健康发展。可能无法充分普及机器人的条件，这需要教育部门给予更多关注，相关部门在经济和教学人员方面提供一定的支持，加强对机器人教育和机器人竞赛的监督，并提供为机器人教学的学科研究提供一定的帮助，以掌握其发展方向，促进机器人教育的健康发展，提高学生的综合能力。其次，有必要提高对机器人研发的重视，提高其利用率。机器人的制造成本是阻碍机器人教育普及的重要问题。许多学校和学生由于经济压力而放弃。本文认为，要改变这种状况，就必须鼓励机器人制造商转变观念，更新技术并研究一些适合机器人教育的机器人设备，以普及机器人教育。在教学中，并非每次教学都需要整个机器人设备。必要时可以将具有单一功能的机器人设备应用于模块的教学和实践中。这样，可以在一定程度上降低设备购买成本。最后，需要加快机器人学科建设，以达到标准化教学的目的。机器人教育在人工智能教学中起着至关重要的作用。机器人教育可以更好地与基础课程改革相结合，充分体现课程改革的理念，发挥机器人在培养学生创新能力中的作用。
在小学实施机器人教育具有重要的理论意义和实践价值。从机器人教学研究报告可以看出，通过机器人教学，学生的逻辑和创新思维，综合实践能力，统筹能力，解决问题能力和演绎能力得到了持续提高，这是有利于学生们的。
更重要的是，国内一些专家学者不断总结机器人教学规律，提炼机器人教学策略，探索机器人教学模式，用新课程理论指导教学实践，在实践中验证和更新理论。他们为提高小学生的信息素养和探索机器人教学贡献了智慧和力量。可以预见，在国家教师的努力下，在不久的将来，中国的机器人教育将跻身世界前列。
参考文献
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[2]曾庆斌，冯伟强。小学虚拟现实机器人教学评价[J]。教育信息技术，2014（9）。
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