课堂外丨学习机器人课程,激发孩子的自主创新能力

知道吗,未来,机器人将会和如今的电脑、手机一样普及。

那么,机器人能干吗?救火,制造产品,节约时间,挽救生命……当下,从制造业到医疗保健、交通运输以及对外空间和深海探索等,机器人正在对现代生活的许多方面产生着巨大影响。一句话,机器人已无处不在。

由于使用的需要,各行各业对机器人人才的竞争、培养和发掘也已然进入白热化的程度。今天,我们与兰州市科普教育基地、卓杜威机器人活动中心魏峰老师一起来了解有关孩子机器人专业知识培养的相关内容。

1 重新认识全新的机器人

只要说到机器人,许多孩子肯定会想到电影、电视画面中高大威猛的“变形金刚”、会说话小巧玲珑的“咪咕灵犀”等。对,它们都是机器人,但它们只是机器人大家族中的一份子。我们今天所说的机器人,实际上是一种自动化的、位置可控的、具有编程能力的多功能操作机,这种操作机是能够借助可编程操作来处理材料、零件、工具和专用装置,按照预先设想去执行各种任务的智能化机器的总称。比如,手机中的“Siri”功能,就是实际意义上的机器人,它就能够按照你的指令完成呼叫、搜索、解答等任务。

近年来,机器人已经渗透到了教育市场——或作为研究项目的激励工具,或作为现实世界的具体部署,都充分展示了机器人技术的发展水平。最新的教育机器人,在某种程度上都具有与公众进行人机交互的显著特征。与其它机器人相比,这些最新的交互式机器人并不仅仅和训练有素的专家一起工作,还可以激发普通人的学习兴趣,提供吸引人的娱乐活动。

机器人在教育背景下主要扮演着三个角色:一是程序设计,即通过机器人系统编程,来创造计算机程序设计艺术转变为具体的物理表现形式。二是专注学习,机器人通过激发公众对科学、技术和工程的兴趣来实现这一目标,从而引导学生未来在技术实现上发挥积极的作用。三是充当学习合作者,学生并不设计机器人,而是进行调查,在此期间高性能机器人充当同伴、助手,甚至智力陪衬者。

2 机器人教育学习的优势

魏峰老师通过长期的教学实践,总结出了机器人教育的四大优势。

第一大优势:变“被动”为“主动”。机器人教育以学习者为核心,没有标准答案,没有繁杂的公式,孩子通过自主探索完成课程任务,通过挑战性和趣味性变“被动”为“主动”,极大地激发并维持孩子的学习兴趣,从而提高学习效率。

第二大优势:多学科交叉,综合性强。作为综合性强的机器人课程,在一个项目学习过程中都会应用数学、物理、机械、电子、计算机等多门知识和技能,而且在学习过程中能很好地将这些学科融合并运用到现实生活中。

第三大优势:团队协作,接轨现实。机器人教育,无论是日常的教学还是在比赛中,都会要求学员团队协作完成既定的任务,同组成员能够在完成项目的过程中相互配合,提升团队意识。团队模式也是学生过渡社会的必然模式,机器人教育无疑能够更好地帮助学生接轨未来。

第四大优势:在竞赛中获得成长。机器人教育以比赛的形式来验证学生的能力,同时比赛的级别,评定体系,规则各不相同,学生在和世界各地选手同台竞技的时候,耐挫力、自信心以及成就感都能得到更高的认可,最终在竞赛中获得锻炼和成长。

3 学习机器人有哪些好处

每一个孩子都对未知的世界充满了好奇,尤其是对科技产物更有一种充满探索的好奇感,所以,孩子学习机器人,首先会带给他们无限的意外与惊喜,并激发他们一探究竟追问到底的决心,增强主动学习的能力。

机器人的学习是一种看得见、摸得着的最直观的实践过程,通过机器人的多样化搭建,孩子们自己动手操作的能力、思维能力以及自主创新的能力都会有质的飞跃,尤其是可以不间断地激发孩子的想象力、创造力,提高自觉动手不断探索创新的能力。同时,机器人课程又是一项多种学科综合的科目,通过学习孩子们会将所学的知识应用到解决实际问题当中。

最后,魏峰老师特别强调,学习机器人千万不要走入两个误区。一是不要把机器人教育课程叫做积木课,积木只是机器人课程的一部分,只是学习的一个道具,不同年龄的孩子学习机器人课程是不一样的,只有全面系统地学习了机器人知识,以后的创新性思维才会有了基础。二是,家长不要认为学习机器人课程在家里下载课程就可以了,网上的一些机器人培训教程都是互相抄袭的,这些课程学了之后并不会对孩子有什么好处,如果没有专业的机器人老师指导,学习的效果也会大打折扣。

★延伸点 ★

机器人的七大特性

1.娱乐性。机器人教育本身就拥有“寓教于乐”的特性,在它的教具中有各种各样的机器人积木块,非常符合儿童的心理特点。制作机器人的过程实际就是一个玩的过程,在玩的过程中学习,也就是我们经常提到的“做中学”。

2.知识性。机器人活动涉及多个学科,如数学、电子、光学、力学、电学、超声波学、自动化控制等等,学生自己通过主动探究这些知识,有效地将学到的学科知识运用到现实中,通过实践提高自己的知识运用能力。

3.实践性。机器人活动中一方面需要学生进行搭建和拼装,另一方面机器人的调试过程也是一个重要的实践过程,它需要学生通过不断地实践去发现问题,分析问题和解决问题。

4.逻辑性。机器人的运行需要程序的支撑,而程序的设计和编写可以练就学生极强的逻辑推理能力,并根据任务和场地条件模拟出各种可能出现的情况,实现任务或避免意外情况的发生。

5.创造性。孩子是具有创造力的,机器人教育活动过程实际上就是给儿童一个发挥创造力的平台,让他们可以根据自己的想法设计创造出各种各样的机器人或模型。

6.探究性。在机器人活动过程中,学生会发现许多问题,这些问题中教师的作用只是引导和启发,更多的是要求学生通过自己的实践和探究得出答案。

7.协作性。小组合作是一种积极有效的学习策略,通过小组合作可以提高学习的主动性和自控力,促进学生间良好的人际合作关系和心理品质发展。

★支个招 ★

怎样选好的机器人课程

关于怎样为孩子选择好的机器人课程,魏峰老师认为做到以下几点就可以了。

实地考察:这是最直观的感受,家长去看看教学环境好不好,师资力量强不强。

试听课程:实地感受教学质量高不高,教学方式好不好,孩子喜不喜欢。

家长互动:家长带着孩子上课的时候,家长之间可以聊一聊,得到的信息是可信的。

教学年限:看看教学机构的年限,这种不用多讲,当然是年限越长越好。

竞赛成绩:看看教学单位的参赛成绩,根据获奖的信息判断教学机构的好坏。

★提个醒 ★

不同年龄段所学各不相同

魏峰老师从教学实际操作的角度概括到,检验孩子学习机器人的水平和成绩,一般都是通过参加各种专业竞赛,但大赛只能反映出高手的水平,却不能反映普通学习者的水平。因此,机器人课程的安排是一个由浅入深、由简到难梯度式的学习过程。

一般而言,3-5周岁的学前小朋友们的课堂,主要以让孩子动脑思考和动手操作为主,小朋友的动手能力越强,对他们的大脑开发越有益处。这个阶段,主要引导孩子从感知认识开始,培养孩子的好奇心与想象力。

6-16周岁的学龄课程,机器人的学习每节都有不同的主题内容,每个主题会接触不同方面的知识点,通过分步、系统的学习,将多种学科知识融汇于一个充满乐趣、挑战和团队合作的动手过程中,通过孩子动手搭建、动脑思考,激发孩子们参与科技的兴趣,启发孩子不断探索多种抽象理念在实际中的可能性,让孩子在比较自由轻松的环境中感受学习的快乐。

文丨图 兰州晨报/掌上兰州记者 宋维国

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