现在很多人都在说机器人教育,到底是一种什么样的教育方式呢?
第一种方式
机器人学科教学(RobotSubjectInstruction,简称RSI)
机器人学科教学,是指把机器人学看成是一门科学,在各级各类教育中,以专门课程的方式,使所有学生普遍掌握关于机器人学的基本知识与基本技能。其教学目标如下。
(1)知识目标: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。
(2)技能目标:能进行机器人程序设计与编写,能拼装多种具有实用功能的机器人,能进行机器人及智能家电的使用维护,能自主开发软件控制机器人。
(3)情感目标:培养对人工智能技术的兴趣,真正认识到智能机器人对社会进步与经济发展的作用。
机器人教育成为学科课程,尤其对中小学而言师资、器材、场地及活动经费、教学经验等都具有很大的挑战。
第二种方式
机器人辅助教学(Robot-AssistedInstruction,简称RAI)
机器人辅助教学是指师生以机器人为主要教学媒体和工具所进行的教与学活动。与机器人辅助教学概念相近的还有机器人辅助学习(Robot-AssistedLearning,简称RAL),机器人辅助训练(Robot-AssistedTraining,简称RAT),机器人辅助教育(Robot-AssistedEducation,简称RAE),以及基于机器人的教育(Robot-BasedEducation,简称RBE)。与机器人课程比较起来,机器人辅助于教学的特点是它不是教学的主体,是一种辅助。即充当助手、学伴、环境或者智能化的器材,起到一个普通的教具所不能有的智能性作用。
第三种方式
机器人管理教学(Robot-ManagedInstruction,简称RMI)
机器人管理教学是指机器人在课堂教学、教务、财务、人事、设备等教学管理活动中所发挥的计划、组织、协调、指挥与控制作用。机器人管理是从组织形式、组织效率等进行发挥其自动化、智能性的特点,即属于一种辅助管理的功能。
第四种方式
机器人代理(师生)事务(Robot-RepresentedRoutine,简称RRR) 机器人具有人的智慧和人的部分功能,完全能代替师生处理一些课堂教学之外的其他事务。比如机器人代为借书,代为作笔记,或者代为顶餐、打饭等。利用机器人的代理事务功能,目的是提高与学习相关的,能够促进学习效率、质量的提高。
第五种方式
机器人主持教学(Robot-DirectedInstruction,简称RDI)
机器人主持教学(RDI)是机器人在教育中应用的最高层次。在这一层次中,机器人在许多方面不再是配角,而是成为教学组织、实施与管理的主人。机器人成为我们学习的对象,这好像是遥不可及的事,但是人工智能结合虚拟现实技术、多媒体技术等让它成为实现并非太难,只是如何要越来越符合教育的发展才是更重要的。
纵观机器人进入教育的五大方式,很多功能也是相互辅助、相互关联、相互融合的,我们不易完全的把它们割裂开来。
机器人教育的重要性
技术融合了机械原理、电子传感器、计算机软硬件及人工智能等众多先进技术,为学生能力、素质的培养承载着新的使命。机器人教育在教学中体现了以下几个方面的作用:
1、让学生了解机器人的发展和应用现状,理解机器人的概念和工作方式,为进一步学习机器人技术的有关知识打下基础。
2、让学生了解机器人各个传感器的功能,学习编写简单的机器人控制程序,提高学生分析问题和解决问题的能力。
3、通过机器人竞赛和完成各项任务,使学生在搭建机器人和编制程序的过程中培养动手能力、协作能力和创造能力。
4、充分体现了学生的主体地位和老师的主导作用,有目的的培养学生的科学素养。
5、实现与国际接轨的需要。日本、美国等一些发达国家高度重视机器人学科教育对高科技社会的作用和影响,已在信息技术课与课外科技活动开设了有关机器人的课程内容。我国要赶超世界教育先进水平,必须大力加强机器人教育。
6、迎接机器人时代的需要。机器人的广泛应用将极大促进社会生产力的发展与产业结构的调整。开展机器人教育,有助于使我们在机器人时代走向世界前列
机器人教育面临的局限性
机器人已经成为呼声很高的创新教育平台,并且正在大踏步地走向基础教育。教育机器人在国内处在起步阶段,随着各地中小学机器人实验室的迅速建设,它作为课程,一些不成熟的表现也越发明显,并且遇到了诸多方面的制约:
1、教育机器人产品缺乏规范性。国内外机器人制造商开发的教育机器人品牌十分繁杂,且自成体系,互不兼容,开放度较低。
2、资金严重缺乏,配套组件及设施不够,给普及增加了难度。
3、机器人教育缺乏科学规划。机器人教学所使用的“教材”质量不高,大多属于“产品说明书”或“用户指南”等,缺少课程与教学专家的参与和指导,且每个学校要独立开发各自的校本教材,难度较高。
4、竞赛活动商业化严重,教育发展方向偏移。机器人竞赛的组织形式,大部分是由某些机器人制造商独立或联合举办,教育行政部门的监管力度不够,在竞赛规则、裁判确定、奖励办法等方面存在较大差异。
5、教育行政部门不够重视,缺少从教育视角进行的研究。当前中小学机器人教育 的开展,在一定程度上是由教育机器人企业在推动。虽然企业在初期所为此作出的贡献应当予以肯定,但是随着机器人教育的逐渐深入与普及,亟需教育行政部门、教学研究机构给以充分的关注、协调与引导。
6、师资队伍的良莠不齐。在机器人教育产业化的发展过程中,只有不断培养大量懂得多学科知识的优秀人才,才能跟上机器人时代的发展步伐。[1]
教育机器人
机器人技术综合了多学科的发展成果,代表了高技术的发展前沿,机器人涉及到信息技术的多个领域,它融合了多种先进技术,没有一种技术平台会比机器人具有更为强大的综合性。引入教育机器人的教学将给中小学的信息技术课程增添新的活力,成为培养中小学生综合能力、信息素养的优秀平台。
有专家认为,“智能技术是信息技术领域的一个学术前沿,智能机器人的开发与应用全面涉及感测技术、通信技术、智能技术和控制技术,是进行信息技术教育的最佳载体,也是全面培养学生信息素质提高其创新精神和综合实践能力的良好平台。”
教育机器人则是一类应用于教育领域的机器人,它一般具备以下特点:首先是教学适用性,符合教学使用的相关需求;其次是具有良好的性能价格比,特定的教学用户群决定了其价位不能过高;再次就是它的开放性和可扩展性,可以根据需要方便地增、减功能模块,进行自主创新;此外,它还应当有友好的人机交互界面。[2]
国内机器人教育状况
为了适应未来科技社会对技术型人才的需要,2003年颁布的普通高中新课程标准将“人工智能初步”与“简易机器人制作”分别列入“信息技术课程”、“通用技术课程”选修内容。教育部新制定的《普通高中物理课程标准(实验)》也提到“收集资料,了解机器人在生产、生活中的应用”的要求。由此可见国家对机器人教育的重视。机器人作为增强学生的动手能力,促进学生思维发展,创新能力训练的有效工具,在教育界逐渐得到认同。
机器人教育进入中小学的主要表现在于竞赛,通过竞赛体现机器人对学生的设计能力、创新能力进行拉动,以模范的力量推动它全面地进入课程设置。观察各地中小学机器人教育的方式大体区分以为下四种:
第一,通过学校、少年宫、少科站等单位吸入机器人爱好的部分学生,组成智能机器人学习小组,以学员制进行活动,并可代表地区参加各类竞赛活动。这种形式是机器人进入中小学生视野最初、最多,也是最有效的方法。
第二,把智能机器人技术学习放入综合实践活动课中普及,在大中型的城市中非常的普遍,开设情况相对与经济欠发达地区较成熟。
第三,把智能机器人作为信息技术课的内容之一进入中小学信息技术教育课程,这种形式正在形成期,教材的编写、课程的常规性开设正在起步。但是,这无疑会会为信息技术学科带来新的活力,对今天信息技术教育重软件应用轻编程开发的局面会有所改善。
第四,智能机器人教育作为研究性课程的形式进入中学,由于研究性学习课程越来越受到重视,由于机器人教育的长期性、个性化决定了如果通过研究性学习形式推广会更有利于对学生创新能力的培养。但是由于研究性课程的地位决定的课时不足,以及班额过大决定的组织难度,这都会影响机器人教育的整体推进。
早在上世纪70年代,中国学术界便开始对机器人教育开始研究。笔者对中国学术界所发表的相关文献做了统计,以“机器人教育”、“机器人教学”、“机器人竞赛”为关键字和索引,在“中国全数据期刊网、中国学术会议全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库”进行搜索检索,时间为1979年到20l2年3月15日,通过筛选,剔除无关的条目,统计以“机器人教育”和“机器人教学”为关键字的文献共有651篇,“机器人比赛或者机器人竞赛”共有905篇。
通过上述数据对比可看出,研究人员从不同的角度对机器人教育进行了研究,但在各个研究内容的投入的力量明显不均衡,并且中小学机器人教学在中小学开展的活跃度与研究人员在此方面的研究力度明显不对称。研究人员把注意力都集中在了机器人比赛上面,直接造成了机器人教育理论研究上的匮乏,最终导致机器人教学缺乏有效的理论指导,难以深入到课堂。可以说,当前“机器人教育”的发展状况明显滞后于“机器人比赛”的发展。
同时,笔者针对有关机器人教育有关的文献做了内容分析研究,按文献的内容主旨将其分类:机器人教育的价值或意义、机器人教育中存在的问题(或者说阻碍机器人教育发展的因素)、机器人教学的开发设计、机器人教育的应用现状、机器人教学方法、机器人教育课程开发研究、国外机器人教育研究几个方面。其中以研究“应用状况”和“教育问题”的内容最多。而最为重要的课程设计方面的相关文献仅有1篇。
国内机器人竞赛
APRC亚太青少年机器人竞赛中国公开赛
中国青少年机器人竞赛
青少年机器人世界杯
全国青少年电子信息与智能控制大赛[3]
全国中小学电脑制作活动
全国中小学信息技术创新与实践活动(NOC)
中国城际家庭机器人挑战赛
未来伙伴杯中国智能机器人大赛
“乐博杯”国际机器人IROC大赛
全国迈型体教机器人联赛(M.E.S.E)
k'bot创意搭建机器人世界大赛全国选拔赛
国外机器人教育状况
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。
日本,美国等一些发达国家高度重视机器人学科教育对高科技社会的作用和影响,已在信息技术课与课外科技活动开设了有关机器人的课程内容。
自1992年开始,美国政府有关部门在全国高中生中推行“感知和认知移动机器人”计划,高中生可免费获得70公斤重的一套零件,自行组装成遥控机器人,然后可参加有关的比赛。
日本发展机器人起步比号称“现代机器人故乡”的美国晚了十年,但是在机器人产业化发展道路上,已经走在了欧美国家的前面。这跟日本高度重视机器人教育和机器人文化的普及是分不开的。在日本,每所大学都有高水平的机器人研究和教学内容,每年定期举行各种不同层次的机器人设计和制作大赛,既有国际性高水平比赛,也有社区性中小学生参加的比赛。
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ROBOLAB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。
国际机器人竞赛
APRC亚太青少年机器人竞赛国际赛[4]
k'bot创意搭建机器人世界大赛,亚太区(香港),世界大赛(美国拉斯维加斯)
VEX机器人工程挑战赛
IROC国际机器人奥林匹克大赛
FIRA机器人足球赛
机器人足球世界杯赛
机器人灭火比赛
FLL机器人世界锦标赛
机器人走迷宫
每年都有来自加拿大、中国、丹麦、以色列、新加坡和美国等的100多支代表队参加。
以上来自百度
2023-08-27 广告
首先,我认为机器人教育要分成2个概念来讲:第一,乐高教育(官方有一套完整的《乐高教育》课程理念、课程体系);第二,XXX机器人教育(这个店可能会注重机器人的搭建、编程以及比赛)。有人会质疑说这不是一个东西么? 显然不是。 其实要区分这2个概念,用2个词来解释就最容易的:“孩子的年龄”、“学校的课程”。
“孩子的年龄”就是我们要培训的对象。我把这个归纳为市场、销售的角度来讲。今天暂时不涉及。
1
国内机器人教育课程追溯
追溯十几年前的国内机器人教育的起源,课程的来源都是从某米亚来的,而某米亚的课程是哪儿来的呢?是从LEGO EDUCATION 直接翻译过来的。
好了,也就是说,我们现在的课程起源是从十几年前Lego education来的。 那这个课程的质量怎么样,我不做评价,姑且认为是机器人教育的一个代表。笔者没有接触过美国教育,不敢乱加评判。其实我还想继续往上追溯,未来有机会再来谈谈吧。
不过有一点提醒大家,乐高是家什么公司?当然是卖乐高的啊。所以在课程设置上,乐高教育也遵循的是这个原则,课程越丰富,老师们需要的教具也会更多。(最近幼儿方面特别多)
2
发展
随着某米亚初始在中国的发展,可以想象到发现美国的这套教材有点不合时宜,所以他们也有了自己的课程,有段历史是XXX高手联盟阶段。那个时候的机器人教育的确算是有个小高潮,相信大家看到小小XXX系列的风格,由黑白的教案变成彩色的,画风完全不一样了。
我总觉得,这个课程与美国Lego Education的课程格格不入。特点是:很贴近我们国情,知道中国教育、中国家长需要什么。(我们国人需要的是作品的一个呈现度),所以他带来的课程作品就变得相当酷炫。至今看看那些作品,我本人还是很佩服那些老师们的MOC。
但是课程是不是贯彻了乐高教育的理念呢?“玩中学”的“学”,“学”到了什么?至少从课程文字本身上来看,我不是很了解。
关于机器人的课程,Lego Education也是在不断的发展的,RCX是乐高的第一款机器,刚进入中国的时间太早了,那时候很多不成熟,所以课程方面的挺少的。到了第二代产品NXT,关于他的课程大部分应该是我们中国老师自己做的。回过头看,课程的量还是非常多的,但是质量参差不齐,有不少是为了课程的数量而写的课程。2~3年前,EV3进入了中国,换了硬件,NXT的教案就不能用了。因为那时课程的特点和之前提到的一样,重点在搭建作品的本身。
3
这些年的故事
随后又不温不火的发展了七八年。我们的课程的根子还是用的十几年前的课程,宣扬的理念也是美国的“4C”,“玩中学”等。但是现实中,我们正在在不断充实国人的课程,这2年机器人教育行业出现了井喷,参与进来的人越来越多。第三方的课程也逐渐增多,笔者也接触过不少的这类课程。 越来越走向我们中国的特色。这个阶段是为了设计课程而设计课程。其实设计这些课程也挺难的,既要满足中国家长的功利的心理预期,又要符合孩子这个年龄段的特点,又要让孩子玩的开心,完了还要讲究一些课程体系。
说了这么多,发现了么,现在大部分的“机器人”的机构,头顶上用的是适合国人的课程,对外宣传的是美国教育的理念。机器人的课程越来越远离乐高教育的理念本身。
2019-07-31 · 专注3-18岁青少儿机器人教育
同时可以参加机器人竞赛,开阔孩子的眼界
2019-09-28
随着机器人教育的日益普及,更多的家长选择了机器人教育投资,让孩子接受机器人教育,1号全脑机器人教育凭借其领先的教育理论和科技、独特的学习理念、培养模式深受广大家长、学生的热爱。
全脑思维为导向的教育体系,培养孩子8大未来关键能力
机器人课程创新使用研学式上课方式,利用全脑训练开发孩子左右脑潜能,运用思维导图等先进脑科技去解决问题,并结合动手搭建建立知识体系。渐渐地,孩子全面提升深度记忆。
1号机器人教研团队刻苦钻研、通力合作,在分析了人工智能时代大背景下,他们将各人工智能科学技术的应用和各年龄段孩子的心智发展相结合,打造出最适合当下中国孩子的机器人课程。课程秉承让孩子在“玩中学”“学中玩”的宗旨,让孩子枯燥知识轻松学,塑造孩子的核心竞争力。
迈进人工智能新时代,机器人教育迎来大爆发。孩子的成绩高低不再是评价孩子优秀与否的唯一标准。1号机器人教育主张把机器人知识将学科应用相结合,利用全脑思维培养孩子的学习兴趣,开拓孩子的思维,使孩子实现兴趣成绩双丰收