董冰雪
生活在一個“海量科技”的時代,我們處處感受著科技為生活所帶來的諸多便利,也感受著它對我們生活方式、思維方式的巨大沖擊。機器人作為科技的產(chǎn)物已經(jīng)如一陣風(fēng)暴席卷了教育領(lǐng)域。通過自行組裝、搭建、運行機器人,青少年朋友手腦并用,創(chuàng)意無限。機器人仿佛具有魔力一般,讓大家愛上學(xué)習(xí)!
機器人助力孩子的
綜合素質(zhì)培養(yǎng)
錢鍾書先生曾說過:“有了門,我們可以走出去;有了窗,我們不用走出去?!苯陙?,我國涌現(xiàn)出的一大批以機器人教育為代表的青少年科技教育項目,其最直接的目的就是為青少年朋友打開“一扇窗”,讓他們開眼界,闊視野。
機器人教育是一種以科技培養(yǎng)為主的綜合素養(yǎng)教育,在現(xiàn)如今普遍重視應(yīng)試教育的環(huán)境里,如何培養(yǎng)孩子的綜合素質(zhì),提高孩子們的實踐能力,顯得尤為重要。
我國的機器人教育始于2001年,彼時國家正在推行計算機的普及教育。由于機器人技術(shù)的發(fā)展水平越來越成為一個國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志,機器人教育漸趨普及,其中以“機器人進課堂”教育和競賽型機器人教育為主。
目前,以機器人為核心構(gòu)建的創(chuàng)新教育平臺,已在我國大、中、小學(xué)乃至幼兒教育中普及。縱觀各地的機器人教育方式,大體是按年齡段而量身打造,承載著不同的教育目的:
通過院校已經(jīng)開設(shè)的關(guān)于機器人教育的相關(guān)課程,如自動化控制、傳感技術(shù)、機械學(xué)、電子學(xué)、計算機硬件及軟件程序等學(xué)科課程,圍繞機器人的研發(fā),從理論到實踐,開展研究性學(xué)習(xí)、綜合創(chuàng)新活動,培養(yǎng)大學(xué)生探索、協(xié)作、創(chuàng)新能力;
通過以學(xué)校、少年宮等組成的智能機器人學(xué)習(xí)小組,開展機器人教育的選修課以及研究型課程,同時,組織學(xué)生參加各類競賽活動,激勵孩子,以提升學(xué)生及社會對機器人教育的關(guān)注度;
主要通過以興趣培養(yǎng)、體驗課的形式,輔助培養(yǎng)幼兒時期的兒童提升創(chuàng)造、創(chuàng)新動手能力。
機器人技術(shù)
承載著新的使命
機器人的制造技術(shù)融合了機械原理、電子傳感器、計算機軟硬件及人工智能等眾多先進技術(shù)。目前,許多教育機器人還添置了智能應(yīng)用功能,如藍牙紅外傳感、視線追蹤及機器人競賽的簡單編程等。有些還增加了DIY電腦機械臂、鉸接式多足編程設(shè)置等。這些前沿性配置,為孩子開啟探索科技之門承載著新的使命。
在教學(xué)中,機器人教育也體現(xiàn)了非常重要的作用。學(xué)生們在動手操作的工程中,可以理解機器人的概念和工作方式,為進一步學(xué)習(xí)機器人技術(shù)的有關(guān)知識打下基礎(chǔ);而學(xué)習(xí)編寫簡單的機器人控制程序,能夠提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力;通過機器人競賽和完成各項任務(wù),學(xué)生能夠在搭建機器人和編制程序的過程中,培養(yǎng)動手能力、協(xié)作能力和創(chuàng)造能力。有科技老師曾表示:“學(xué)習(xí)機器人技術(shù)不僅提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和邏輯思維能力,還使學(xué)生做事更加條理分明,這是機器人教育所帶來的意想不到的結(jié)果?!?/p>
智能技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域的一個學(xué)術(shù)前沿,智能機器人的開發(fā)與應(yīng)用全面涉及感測技術(shù)、通信技術(shù)、智能技術(shù)和控制技術(shù),是進行信息技術(shù)教育的最佳載體,也是全面培養(yǎng)學(xué)生信息素質(zhì),提高其創(chuàng)新精神和綜合實踐能力的良好平臺。
開拓思路
培養(yǎng)動手能力
目前,在已開設(shè)的機器人教育課程中,主要包含基礎(chǔ)搭建和編制程序兩方面內(nèi)容。一個機器人包括電動機、車輪、傳感器、控制器、電源、結(jié)構(gòu)件等各種零部件,這就要求學(xué)生要有創(chuàng)新的思維及一定的物理結(jié)構(gòu)學(xué)、空間幾何學(xué)的知識,擁有這些綜合能力的知識儲備,才能搭建得較為合理。搭建機器人和編程,不僅讓學(xué)生們的想象力得到一個發(fā)揮的空間,同時又是考驗他們自主動手能力的機會。
無論是機器人的搭建還是做編程,都是在掌握簡單規(guī)則后,能生出無限變化的活動。通過這類活動,能夠讓青少年們真正以自己的意志去控制一件事,并在釋放想象力的同時感受到樂趣和成就感。
另外,在研究機器人的過程中,人們總會遇到各式各樣的問題。比如,想實現(xiàn)怎樣的目的,即需求分析;以什么形式控制它,包括能源的選擇、關(guān)節(jié)的控制、傳感器、反饋、顯示等細節(jié)的考慮。因此,在制作一件智能化的小機器人上,不但能獲得快樂,還能促使自己獲得更多的思考,這樣的經(jīng)歷難能可貴。怪不得有位參與過機器人競賽的同學(xué)說:“其實,別人以為你在玩玩具,而你是在拼湊自己的世界?!?