机器人教育在中小学教育中的作用

机器人教育在中小学教育中的作用

大家好，自2004年以来，青海省部分学校和校外教育机构，以训练孩子们的动手能力为目的，以兴趣小组的形式，引入并开展了机器人教育。

2011年4月22日城北区青少年活动中心学生参加青海省第一届机器人竞赛赛

2012年4月28日，全省第二届机器人大赛在青海师大附中举行。据了解，此次大赛共有来自全省的57支代表队共228名学生参赛。

2012年全省机器人大赛

省第三届中小学生机器人大赛在西宁开赛

大家好，自2004年以来，青海省部分学校和校外教育机构，以训练孩子们的动手能力为目的，以兴趣小组的形式，引入并开展了机器人教育。2008年10月，在乐都县举办了科技创新---机器人基本知识部分的培训。2009年4月份，在西宁市沈那中学举办了培训。自2009年8月-----2013年10月已多次参加FLL机器人世锦赛中国公开赛。此次活动不仅为校外青少年教育机构开展科技创新活动注入了“动力剂”，同时也为校内的“课改”以及引入机器人教育、通用技术教育和数字化实验等实践性教学内容打下了坚实的基础。

【摘要】随着智能机器人技术的发展，机器人教育必将给信息技术教育带来新的活力，并全面推动信息技术教育的发展；机器人教育将成为中小学生能力培养和素质培养的智能型平台，并以可操作性全面推进素质教育的发展。本文强调机器人教育进入中小学的意义，然后分

析了机器人教育在中小学教育中的作用,并最后结合发展现状提出了机器人教育未来发展展望。

【关键词】机器人教育，中小学，作用

一，引言

教育机器人是进行信息技术教育的有效载体,机器人教育旨在培养学生的创新精神和综合实践能力。随着我国基础教育信息化的发展,机器人教育正越来越被人们所关注。近几年,许多中小学都开始利用机器人教育来促进信息技术教育及培养学生动手能力。机器人教育将给信息技术教育带来新的活力,机器人也将会成为青少年能力、素质培养的智能平台。

二，机器人教育及其现状

1.概况

所谓机器人教育,通常是指学习机器人的基本知识与基本技能,或利用教育机器人优化教育教学效果的理论与实践。

机器人教育有五种基本类型；[1]

机器人学科教学(Robot Subject Instruction,简称RSI)。

机器人辅助教学( Robot - AssistedInstruction,简称RAI)。

机器人管理教学(Robot - ManagedInstruction,简称RMI)。

机器人代理(师生)事务(Robot-RepresentedRoutine,简称RRR)。

机器人主持教学( Robot - DirectedInstruction,简称RDI)。

在国外,机器人教育一直是个热点:早在1994年麻省理工学院(MIT)就设立了“设计和建造LEGO机器人”课程(Martin),目的是提

高工程设计专业学生的设计和创造能力,尝试机器人教育与理科实验的整合;麻省理工学院媒体实验室“终身幼儿园”项目小组开发了各种教学工具,通过与著名积木玩具商乐高公司的紧密合作,该项目组开发出可编程的乐高玩具,帮孩子们学会在数字时代怎样进行设计活动。同时,国外的一些智能机器人实验室也有相应的机器人教育研究的内容[2]。

新加坡国立教育学院(NIE)和乐高教育部于2006年6月在新加坡举办了第一届亚太ROBO-LAB国际教育研讨会,通过专题报告、论文交流和动手制作等方式,就机器人教育及其在科技、数学课程里的应用进行交流,以提高教师们开展机器人教育的科技水平与应用能力[2]。

近年来我国的机器人教育有了很大的发展。教育机器人逐步成为中小学技术课程和综合实践课程的良好载体。教育机器人与学科教育相结合,可以帮助科学、数学、力学等等学科的教学,在国内已经有学者提出机器人与理科教学整合的想法。

2.机器人教学

教育机器人作为教学内容进入中小学,无论国内还是国外,目前都处于起步阶段。从各地情况来看,较多的学校只是以课外活动、各种兴趣班、培训班的形式开展机器人教学。通常的做法是由学校购买若干套机器人器材,由信息技术课程教师或综合实践课程教师进行指导,组织学生进行机器人组装、编程的实践活动,然后参加一些相关的机器人竞赛。目前,只有极少数的地区和学校将机器人教学纳入了正规课堂

教学。

我国教育部于2003年4月正式颁布《普通高中技术课程(实验)标准》,首次在“通用技术”科目中设立了“简易机器人制作”模块,它是基于计算机技术的学习平台、将机械传动与单片机的应用有机组合的一个选修课程模块[2]。该模块为学生提供了运用当代先进技术和先进思想方法进行设计、制作,以解决实际问题的机会。与此同时,新的高中课程标准在“信息技术”科目中也设立了“人工智能初步”选修模块,迈出了我国高中阶段开展人工智能教育的第一步,这也意味着我国的人工智能教育在大众化、普及化层面上跃上了一个新的台阶。

3.机器人竞赛

开展各种展示和竞赛活动是普及机器人教育的一个重要途径,机器人竞赛项目的内容、规则及评分办法等的创意设计都极富创造性和挑战性。通过组织丰富多彩的青少年机器人竞赛,可以激发广大青少年对科技的兴趣,提高青少年的科学素质,并为机器人研究和开发储蓄后备人才。国际、国内几项影响较大的机器人竞赛包括:FIRA机器人足球赛,由国际机器人足球联盟FIRA()举办[3]。

机器人足球世界杯赛RoboCup(),这是为促进人工智能技术、机器人技术以及相关领域的发展而设立的一个国际性的研究和教育组织,选择了足球赛作为基本领域来促进人工智能和机器人的研究。

机器人灭火比赛(/robot/)、FLL机器人世界锦标赛()、机器人迷宫(.uk/)也是较有影响的机器人国际赛事[3]。

“中国青少年机器人竞赛”是2001年起由中国科协青少年工作部积极创意并组织开展的一项青少年科技活动,该赛事每年一度,已相继在广东、河南、广西、陕西举办。

每年一度的“广茂达杯”中国智能机器人大赛开创于2000年,竞赛共设14个项目,包括机器人灭火、机器人足球、机器人擂台赛、机器人排雷、创新项目展示和机器人论文等。

三、机器人教育的意义

在中小学开展的机器人等教育具有重要的意义。主要体现在以下几个方面:

1.促进教育方式的变革,培养学生的综合能力[3]

在机器人教育中,课堂以学生为中心,教师作为指导者提供学习材料和建议,学生必须自己去学习知识,构建知识体系,提出自己的解决方案,从而有效培养了动手能力、学生创新思维能力。按照美国卡内基梅隆大学机器人教育学院制定的培养方案,机器人教育可以培养学生的时间管理、资源分配、团队合作、信息采集、系统分析、设计工程等能力。

2.有效激发学习兴趣、动机

“寓教于乐”是我们教育追求的目标。这也是当前教育游戏成为当前研究热点一个原因。学习兴趣是学生的学习成功重要因素。机器人教育可以通过比赛形式,得到周围环境的认可和赞赏,能够激发学生学习的兴趣,激发学生的斗志和拼博精神。

3.培养学生的团队协作能力