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了解机器人竞赛对孩子有哪些影响?

来源:lonrui发布时间:2021-08-18 14:57:43

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近十年,人工智能算法从实验室走向了科技大公司,尤其是互联网公司的云计算,从网络用户分析到包括视觉和运动在内的机器人算法应用,已经在编织一张商业应用的网络。


在开源硬件和人工智能开发工具这一基础上,小到纽扣级可穿戴方案,大到自动驾驶装备,都将成为更多的开发者,包括中小学生开发者可以涉猎的教育内容,这样一来,创造出个性化,层次多样的创新成果就将是水到渠成的事情了。


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在人工智能时代,科学教育应更加重视平台建设,积极开发和实施科学课程。


通过平台的支持和课程的指导,可以使科学技术教育取得更大的成绩,培养出具有创新意识和鲜明个性的优秀人才。


以机器人教育为主要平台,可以充分发挥技术教育参与者的主观能动性。机器人教育的内容丰富,课程丰富多彩。


机器人教育的核心目前集中在机器人编程上。机器人编程的意义在于使孩子们学习编程语言,如何将工程,技术,数学,艺术和科学,通过自我编程来构建功能丰富的机器人硬件作品,体现出娱乐性的意义。


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在现代信息社会培养学生的信息素养和技术素养已经成为国家教育改革的主流取向。


而中小学的机器人教育综合了计算机、机械、电子、通讯、控制、声、光、电、磁等多个学科领域的知识和技能。


学生通过查阅并学习机器人知识、亲手组装机器人调试传感器、设计并编写程序、完成任务等活动,可以进行大量的信息活动和技术锻炼,从而有效地提高了息素养和技术素养


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在机器人技术的教育中,学生需要将具体的活动抽象为编程的思想,再用图形化编程语言或代码程序语言在计算机上编成程序,然后通过计算机和机器人的通讯,将程序下载到机器人的微处理器,通过观察机器人的运行情况来调试、验证、反思、改进程序


并且在机器人的组装调试过程中,学生需要不断熟悉操作技术,反复动脑动手尝试,这个过程可以加深学生对技术的认识和理解,有效提高技术的设计和创造能力,从而提升了技术能力和技术素养。


学生通过亲手组装机器人、调试传感器、编写程序、完成任务等活动,可以使动手能力、逻辑思维能力、综合应用能力、创新能力等都得到全方位的训练和提升。机器人活动还能激发学生充分发挥想象力、创造力,有利于培养学生的开放性思维。



要想控制好机器人,必须要了解机器人软件工程、硬件结构、功能与应用等方面的基本知识。只有掌握了这些基本知识知识,才能发挥自己的聪明才智,构思出巧妙的机器人方案。这一过程是极其富有挑战性的,最能培养学生创新能力的过程。


机器人大赛在中国



随着科技的发展与时代的进步,机器人教育这股旋风在国内政策的推动下,逐渐走进千家万户,被越来越多的家长所认同!


近年来,国内机器人竞赛如火如荼,赛事数量逐年增长,参与学生人数快速增多,再加上自主招生对科创人才的青睐,其影响力也越来越大。由于机器人设计和制作要求一定的脑力思维和编程基础,部分学校甚至将机器人作为特长科目,对机器人特长生予以一定的优惠录取。



随着我国对机器人技术的不断重视,机器人教育课程推广进校已然成为一种全面普及的趋势,机器人教育已经开始得到更大的重视,这是STEM教育的趋势,机器人教育也是STEM最直接最有效的实践活动。


参加机器人比赛的意义不只是获得一张代表成绩的证书,更多的是比赛的意义和背后的得到的学习提升,它是一个特别好的学习平台,不仅是一场综合技能的挑战,更是学生展现能力以及学习交流的舞台,参加机器人比赛对青少年学生的成长有着特殊的不可替代的作用和意义。


机器人竞赛成为了国内许多知名学府的升学招生渠道。人工智能正在飞速发展,而教育和科学正日益成为提高核心竞争力的关键。


以科学教育为载体,培养具有创新精神和实践能力的优秀学生是基础教育的重要课题。




机器人竞赛有哪些理论基础?



青少年机器人竞赛的主要目的不是像大学或成人机器人竞赛是为了促进人工智能、工程技术等领域发展,而是运用机器人这样的优质的教育平台,来培养孩子学科知识和综合能力服务的。作为教育研究项目,青少年机器人竞赛遵循了如下六大理论,这些理论主要参考了:何智、胡又农、艾伦在《中国教育装备刊物》上发表的论文:《中小学机器人竞赛的教育价值述评》,下面我把这些理论和大家谈一谈


机器人教育项目主要遵循以下六个理论。


一、建构主义


由瑞士著名心理学家皮亚杰最先提出来的。建构主义认为,知识不是通过教师传授得到的,而是学生在一定情景和社会背景下借助学习过程中其他人的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式获得。


机器人竞赛以学生为中心,在整个过程当中老师担当的角色是组织者指导者帮助者以及促进者的一个作用。在竞赛过程当中,孩子需要去根据比赛的任务,设计、搭建和操控机器人,在这个过程当中可以主动的建构知识的模型,从而促进学习。


二、通过设计学习


通过设计学习是对建构主义学习理沦的具体实现。学生在机器人竞赛过程中要求参与机器人的软、硬件设计。在这个过程中,学生们自主地在头脑中建构机器模型,完成学习过程。他们从确定任务开始,与伙伴合作,寻找解决问题的最佳方法。通过语言、文字和图形来交流他们的思想。孩子在过程中积极参与设计,从而完成系统的学习。


从比赛任务开始到寻求合作伙伴,通过语言文字或者图形的方式沟通,找出最好的解决方案,从而完成系统的学习。


三、通过竞争学习


比赛本身就是一种竞争,竞争是一种实验性的学习方法,学生被置于一个不可预知的环境中,不可期待能够获得他人的帮助。在机器人竞赛过程中,学生必须运用自己已经学过的知识,或者分析对手的优缺点,从对手的机器人中获得信息,改进自己的机器人的不足。激烈的竞争,可以极大地培养学生的分析问题、解决问题和应用知识的能力。

四、目标驱使学习


机器人竞赛具有明确和具体的目标任务.学生自己动手编写程序,设计与构建机械模型,以及制定比赛策略,从而在竞争中胜出。


在这个目标的驱使下.学生自始至终具有强烈的参与动机、学习兴趣。比赛过程追求的目标是鲜明的。最短的时同、最高的分数或者灵巧的动作等等。鼓舞着学生去做最优的设计和改进。学习目标诱导学习动机的形成,而学习的动机对教育的成效具有很大的影响。机器人竞赛对保持学生高度的学习动机是一项理想的教育活动。

五、项目导向学习


项目导向教育为学生和教师提供了一个克服学科教学所造成的知识和技能条块分割的机会。跨学科的综合性主题将不同课程的内容组合到一起,有助于学生理解所学内容之间的相互关系;鼓励学生使用课堂以外的资源,开展协作式学习,独立地批评性地有创造性地考虑问题,并交流他们的学习结果,帮助学生建构一个更良好的知识和技能网络。


机器人竞赛的是一个系统的项目,为学生和老师在过程当中提供了一个真正的跨学科学习的机会。在整个项目开展过程中孩子会涉及到数学、计算机、物理、艺术等等,有助于学生学以致用。


机器人竞赛是一个非常好的教育项目,它能够更好地构建学生对知识的一个应用能力。这就是机器人竞赛在STEAM教育中备受推崇的原因之一。


六、协作学习


学生不可能一个人完成整个任务,必须要多名同学协作,在协作的过程中相互探索、发现有用的信息然后和其它成员共享。



机器人比赛基本都是以小组或团队形式参赛的,对于一个稍大一点的比赛项目,涉及到的知识很厂泛,同时任务的复杂性。学生不可能一个人完成整个任务,必须要多名同学协作,协作的过程中相互探索、发现有用的信息,然后和其它成员共享。在此过程中,学生们可以采用对话、商讨、争论等形式对问题进行充分讨论,从而得到学习目标的最佳途径。此外,学生之间的水平或者思维方式也有不同,相互之间必须加强对话和沟通,彼此之间包容个体之间的差异,这些都是在机器人竞赛过程中必须具备的能力。




机器人竞赛对学生有哪些影响?



机器人竞赛和机器人教育都是为学生服务的。那么机器人竞赛对学生究竟有哪些影响呢?


一、激发学习动机以及对科学的兴趣


机器人实际上是一个具有人工智能的高级玩具,孩子们对于玩具的喜爱可以说是天性.他们好奇于每一个新事物。


机器人是跨学科学习,在完成任务中,需要运用物理、数学、计算机、信息技术、艺术等知识,孩子把这些的理论转化为的实际操作,比如编一个程序就可以让机器人动起来,类似这样生动的任务很容易使学生产生兴趣,学生在兴趣的驱使下,可以完成更多的挑战和创新,从而激发对学科知识深入研究的兴趣。


二、锻炼孩子的综合能力


在机器人教育中,课堂上以学生为中心,老师只提供基本知识、信息让学生自己去构建知识体系。


机器人竞赛对于激发孩子的创造力有着很大的帮助。在整个竞赛过程当中,老师扮演的是一个指导者的角色,学生才是比赛的重心,在比赛过程当中学生需要运用自己已有的一些知识体系去完成挑战。


学生还有要进行时间管理、资源分配、团队合作、信息采集等。所以说,整个比赛项目的完成对于学生的团队合作能力以及跨专业的一个综合应用能力有着一个很大的提升。


三、塑造孩子的自信心和成就感


比赛的结果本身就是对孩子一种肯定和鼓励,当孩子去分享他的荣誉时就会有一定的成就感,成就感的产生实际上是从自信心开始的,可以说通过比赛树立孩子的自信心对于他以后的成长都是非常关键的。


同时在比赛过程当中,强调或者培养孩子拥有一个快乐的积极的心态。让他们去享受整个比赛过程,享受比赛带来的一点一点的进步,这对塑造孩子的自信心和成就感有着很大的帮助。


四、培养学生的竞争意识和面对挫折的态度


比赛本身就是带竞争性的活动,在比赛过程中,我们要引导学生去拼博,通过竞争找到差距和不足,培养竞争意识培养学生竞争意识和面对挫折的态度,促进学习!


孩子比赛过程中,会遇到很多问题,面对不同人,锻炼心理素质,战胜恐惧,培养孩子将来敢于面对公众,坦然镇静的成熟心态!另外就是发挥失常、本身水平不高、对手太强、运气有点背等多种情况不能使得孩子们的比赛成绩都如意。对孩子适当进行挫折教育,能够很好地帮助孩子成长,以后再遇到不如意的时候也可以很好地对待,坦然面对失败!因此,比赛可以激励孩子面对失败后,重新再来,锻炼孩子不屈不挠的顽强个性!


五、培养孩子、欣赏、参与的品质


在比赛的舞台上,孩子会遇到非常多优秀的人,要让孩子学会欣赏,懂得欣赏对美好事物,敬佩神一样的对手,但不要嫉妒,不要内心有失落感!培养出孩子健康的心性,宽广的胸怀,不要产生嫉妒性心理,成长后作一个大度、善于理解人的人!


孩子在机器人项目的过程中会不断获取学习经验,学到良好的思维方式,学会与人合作,同时也是一个分享平台,让学生分享自己成功、不足及喜悦,感受分享的带给自己美好体验。


最后一个就是参与感,机器人是一个团队性的项目,孩子需要和其它伙伴团结协作,每个人都是团队的一份子,每个人都要努力参与到团队工作中,而不是打酱油。



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