科普贴|孩子如何接触和学习机器人教育?

发布时间:2020-08-09 06:53:31 编辑: 福建省武夷山市 来源:搜狐-教育(zhaiyw.com)

导读:本文是由福建省武夷山市网友投稿,经过于甜甜微博编辑发布关于"科普贴|孩子如何接触和学习机器人教育?"的内容介绍。

原标题:科普贴 | 孩子如何接触和学习机器人教育?

机器人教育是多学科综合的教育,例如:数学、物理、化学、结构、 建筑、地理、生物、能源、信息技术等。学习机器人课程可以培养孩子的各种能力,包括动手、想象、 创造、观察、分析、判断、归纳、理解、决策、组织、实验、计划性、条理性等。

孩子们通过自主搭建,从众多积木、配件中选择自己所需要的马达、齿轮、轴等结构件,按照自己的想法搭建机器人,随后连接到电脑上,操作带有各项命令的组件,进行编程。接着再查看机器人是否能够按照自己编写的程序正常运行,如若不是便要及时进行修改,调试,直到能让机器人按照指令运行。

孩子们在玩机器人的时候,其实是在尝试把模仿学习模式转化成试错学习模式。以前在课堂上学生总是模仿学习,这种学习模式不能说不好,但却不利于调动起他们学习的内在动力。试错学习则给了他们一个很好的补充方式。

当孩子自己产生强烈的需求,想让机器人按照自己的想法去执行任务时,那么他就会主动地去分析问题、解决问题,此时此刻他将全部的心思,能量聚集在这个方向上,那么他的潜能就会被挖掘出来。这其实也是机器人教育的本质,让孩子在玩机器人的过程中实现“创新”,让他们先动脑,再动手,通过反复的调试和修改,完成自己的独创。

一、初级阶段:3到5岁

这一阶段主要培养小孩子的空间感和动手能力,了解玩具的基本拼接结构。虽然小孩子年龄较小,理解力可能有所欠缺,但这一阶段是想象力与创新能力塑造的最好时期。

因此,无论小孩子今后接不接触机器人,都建议家长购买一些积木、模型等拼装玩具,按照说明书的指示,抽出空闲时间陪孩子玩一玩。孩子通过外形模拟和基本装置搭建,实现了物理启蒙,帮助孩子们学会如何推理,得出结论,这其中涵盖了数学,逻辑推理,科学分析等思维形式。

对于这一年龄段的孩子,机器人教育机构也都以搭建乐高大颗粒模型为主,虽有浓郁的学习氛围,但初级阶段不需要太多有难度的指导,若家长有时间陪伴孩子的话,懂一点点理科知识的家长完全可以胜任引导工作。这样一来,家长最清楚孩子的学习状况,也省下了这几年昂贵的费用。

积木教具推荐

1、乐高积木

科普贴|孩子如何接触和学习机器人教育?

乐高积木国内很多渠道都可以买到,买之前可以带小孩子去实体店体验一下。乐高塑料积木源自丹麦,质量领先,价格较贵。积木形状多达1300种,孩子们可以天马行空,创造出变化无穷的造型。年龄较小的孩子适合先拼接大颗粒积木,再慢慢开始接触小颗粒积木。

2、森宝积木

科普贴|孩子如何接触和学习机器人教育?

森宝玩具有限公司成立于2010年,森宝玩具和山东舰合作过,推出了流浪地球主题主题积木,俘获了一堆军事迷。如果觉得难度太大,他们家还有商店系列的积木,比较适合年龄较小的与对军事无兴趣的孩子们。

3、万格积木

成立于1995年,经过二十几年的发展,万格已经成为塑胶拼装积木的领导品牌。万格的明星产品主要是世界著名建筑模型、街景系列、工程机械系列,也有专门3岁小朋友推出的场景造型,比如简易小屋和树木。

二、中级阶段:6到12岁

这阶段的孩子将会独立构建机器人模型,在此基础上,连接电脑学习机器人编程,通过编写指令将机器人动起来。经过系统化的课程学习,孩子们可以创造自己的小作品,运用理性知识呈现内心世界。该阶段学习目标是图形化编程控制机器人,掌握编程思想、工程流程方法、机械运动原理、传感器原理等。

科普贴|孩子如何接触和学习机器人教育?

机器人模型并非完全是机器人造型,汽车、风扇、垃圾箱都可以成为机器人模型。和初级阶段的模型不同的是,它们被赋予了“思想”,它们可以按照人类的指示动起来。经过初级阶段磨练出的空间思维和动手能力为此打下了基础,这一阶段的机器人构建将逐步脱离说明书,凭孩子们的思维自己摆弄教具。

有天赋的孩子也许可以自学少儿编程,但机器人教育另当别类。孩子们需要专业的老师陪伴,且线下教育质量会远远超过线上,机器人教育无法真正做到脱离线下课堂。程序的设计和编写需要学生极强的逻辑推理能力,机器人需要不断地调试和改良等等,这对于智力尚未发育完全的小孩子来说,是有难度的。电学、光学、力学等概念除了在动手实践中有所启发,还需要老师的亲自点播。此外,团队协作能力也能在合作一个大型机器人项目中培养出来。

科普贴|孩子如何接触和学习机器人教育?

机器人编程软件

目前教育机构普遍用的是WEDO编程和EV3编程。WEDO是乐高旗下的一款编程软件,可以单卖。WeDo套装是学生可以在电脑上直接编程和连线控制机器人的一款简单入门的新套装,套装包括了150多个积木组件,1个马达,1个运动传感器、1个位移传感器和1个乐高USB Hub,另外搭配教学光盘中的12个趣味活动。乐高EV3编程软件最大的特点是无需使用计算机,它配备了一块“智能砖头”,用户可以使用它来对自己的机器人编辑各种指令。

科普贴|孩子如何接触和学习机器人教育?

三、高级阶段:12岁到18岁

这一年龄段的孩子有着较高的知识储备量,理解力与思维能力也显著提升。这个时候,如果孩子还对机器人有着浓厚的求知欲望,可以挑战高阶的机器人--人工智能的学习。这一阶段的主要学习目标是学习高级编程语法、时间控制、PID控制、传感器应用、机械原理与应用等。

科普贴|孩子如何接触和学习机器人教育?

人工智能的学习较有难度,从模型机器过渡到人形机器人,实际应用到指纹识别,人脸识别,视网膜识别,自动规划,智能搜索,自动程序设计,智能控制,语言和图像理解等等。在老师的指导下,孩子们学习更为专业化的人工智能相关知识,可以像科学家、发明家一样思考问题、解决问题,以个体或团队为单位参加机器人竞赛。

四、主流的教育方法

1.乐高4C教学法(建构主义)

乐高4C教学法包含了4个步骤的学习过程,即联系(Connect)、建构(Construct)、反思(Contemplate)和延续(continue)

联系(Connect)主要通过情景引导,设立学习氛围,还原与学生有联系的真实场景,引导学生从真实事件中发现问题,激发学习兴趣。

建构(Construct),在情景创设引发兴趣之后,要进行重难点的讲授。然后根据学生兴趣点进行分组,侧重团队协作。再是小组合作搭建学习,将自己的想法构建于机器人搭建中,不断丰富认知结构。

反思(Contemplate),老师互动评价,再对尚未解决的问题提出建议与思路,激发学生解决问题的潜力。

延续(Continue),扩展课程思路,加入新的元素,把孩子引入一个新的“联系”,培养孩子的创新能力。

2.PBL项目式学习法

PBL,Project -Based Learning,项目式学习,以解决具有现实意义的问题为目的,通过提出问题、规划方案、解决问题、评价反思等几个环节,让学生从被动接受者,变为主动探索者。项目式学习是以问题为导向的教学方法,是基于现实世界的以学生为中心的教育方式,常见于steam教育、机器人教育等领域。

总的来说,就是通过解决真实存在的问题,真正地把知识运用到实际中。通过制作一个机器人作品,从知识的获取与运用,项目的创建与实施到小组的沟通与协作,全方位的锻炼学生的综合能力。

五、国内主要机器人教育机构

以下一些教育机构供参考,建议家长们多体验、多比较、多咨询,货比三家,为孩子们选定适合自己的学习机构。

乐博乐博

年龄:3到16岁

涵盖内容:UARO编码机器人(3-5岁)、积木机器人(4-8岁)

单片机机器人(8到12岁),采用国际标准化的通用单片机器材和Scratch图形化界面编程软件

人形机器人(10到16岁)以GUI为基础编程软件

教学形式:线下

教学模式:分层小班合作教学,软硬件结合

LEGO乐高教育

年龄:3到16岁

涵盖内容;大颗粒积木搭建(3到5岁)、“运动机械”小颗粒积木搭建(6到8岁)懂得机械原理,自主搭建、WEDO和EV3编程机器人(9岁到16岁)

教学形式:线下

教学模式:4C建构教学法

童程童美

年龄:6到16岁

涵盖内容:软硬编程启蒙课(6岁-8岁,乐高WEDO与SCRATCH编程)

EV3进阶(9岁以上)EV3教具

EV3扩展(10岁以上)AppInventor与EV3结合制作32个机器人

EV3高阶(11岁以上)Python编程

中学高阶硬件编程(初中,人形机器人)

教学形式:线下

教学模式:跨学科课堂设计,软硬件结合

玛酷机器人

年龄:3到13岁

涵盖内容:乐高体验课、机器人培训学前课程(3岁到5岁)

机器人培训学龄课程(7到12岁):工程篇、机械篇、科学篇、智能篇、DIY

教学形式:线下

教学模式:故事游戏教学,建构式学

韦哲机器人

年龄:3到13岁

涵盖内容:幼儿班(3到5岁):基于乐高积木的大颗粒拼装

初级班(6到7岁):基于乐高积木,学习简单机械等物理

中级班(8到9岁):制作简易自动控制机器人

高级班(10岁以上):高级飞跃课程

教学形式:线下

教学模式:团队协作,建构式教学

棒棒贝贝

年龄:3到16岁

涵盖内容:幼儿建构(3到7岁):知识构建与数理逻辑

电子制作(6岁到16岁):电子积木,单片机

竞赛机器人(8到16岁)

教学形式:线下

教学模式:PBL项目式学习

贝乐机器人

年龄:6到18岁

涵盖内容:AI初探:传感器的内容与实践(9岁以下)

走进AI:传感器应用(10岁以上)

初识EV3:EV3动作与流程控制模块(9岁以上)

人形设计师:人形机器人(10岁以上)

教学形式:线下

教学模式:建构主义

以上机构信息来源各机构官网和公开报道,若有疏漏,欢迎留言指正补充。

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