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中小学生学习机器人课程是否有意义

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中小学生学习机器人课程是否有意义

发布日期:2018-11-22 作者: 点击:

       孩子上机器人的课,无非是在那里玩玩乐高积木加上电子元件,或者是各种乐高ev3类型的器材制作机器人,学得好的参加机器人比赛,这种教育对孩子来说到底有哪些能力培养?相对于其他课外兴趣班,学习机器人的意义何在?

       机器人教育并非只与机器人有关。它的主要意义在于让学生通过制作机器人教育而学以致用,让他们能够理解自己所学的知识是有用途的,是有意义的。除了激发了学生动手制作和学习理工知识的热情,而且很好的解答了很多学生和家长都有的“学这么多乱七八糟的有什么用,买菜又用不到”的疑惑,自然也就让学生更愿意去学习知识。

再者,一些复杂项目往往需要一个团队来集体完成,这也能锻炼孩子的团队协作能力。尤其是学生之间展开竞赛,更能激发学生的热情。

       机器人教育概念从美国流行。美国是一个理工科教育存在极大问题的国家。其中以数学教育问题为主,大量学校非常讲求对于数学的直观理解,而忽视了抽象思维的教育,以及重复练习的价值。于是很多美国学生都对数学望而生畏。而且,理工科让很多人觉得距离自己很远,大量的数理化理论学习也让人看不到实际的应用和意义(这在中国也是个很大的问题)。

      美国中学对理工科感兴趣的学生往往会被称为书呆子。于是很多孩子不愿意对理工科涉入太深。

      1989年的时候美国知名发明家Dean Kaman(也是后来两轮平衡车的发明人)为了改变这一状况,发起了FIRST。FIRST是For Inspiration and Recognition of Science and Technology的缩写,翻译过来大概是“为了对科技的激发和认知”。


FIRST的活动基本涵盖了各个年龄段的机器人教育内容,它大致有四个不同年龄段的比赛。


FLL Junior (FIRST Lego League Junior,FIRST乐高联赛儿童赛,幼儿园至三年级)


FLL(FIRST Lego League,FIRST乐高联赛,四年级到初中二年级)


FTC(FIRST Tech Challenge,科技挑战赛,初一到高三)


FRC(FIRST Robotics Competition,FIRST机器人竞赛,初三到高三)


       FLL Jr. 是最初级的活动,有点像美国小学生的“科学节”(Science Fair),学生为一定的目标而用乐高组件搭建一个小机械或者小场景,并制作海报来向评委和其他参赛者展示自己的作品。这个阶段主要是让孩子觉得做起来有趣。

      FLL针对的是动手制作能力较弱的小学、初中生。让他们用乐高组件直接搭建具有一定功能的小机器人,用mindstorm的“连连看”式的编程软件实现遥控小机器人运动。让机器人实现抓取、识别物体、行走避开障碍物等功能。

       一般以分数或速度来定胜负。这个阶段,主要以对抗、竞争来加强孩子参与的动力。FTC,比赛比较严肃。学生要自行选择材料和执行机构,自行设计小机器人来完成一定任务,以计分为衡量胜负的标准。但是每次比赛会需要多支队伍协作。FTC是作为FLL与FRC之间的过渡性活动而设立的。

      为了降低机器人的设计难度,竞赛主办方会提供一些现成的机器人组件,尤其是主控单元。这在FLL的基础上又加入了团队之间协作的内容。

     FRC是FIRST最老牌也是最顶级的活动,第一届FRC于1992年举办。它面向高中生,要求学生组成团队,根据竞赛目标从零开始制作一台机器人,最终要进行三对三的对抗性竞赛。

     这牵扯到相对复杂的机械设计、理论计算、生产加工、编写程序等等。FRC的对抗竞赛,近一步地加强了学生的动力,也使得活动变得十分刺激。

      这个比赛对于学生来说简直像狂欢节一样。大量的学生都在愉快地交流,即便以成人的角度去看,这也是个相当有趣的活动。有志于送孩子出国读大学的,可以选择一些能够指导学生组队参与FIRST比赛的教育机构。这个经历有利于学生申请美国理工科专业。

         为了孩子的发展,就不该抑制孩子的动手和实操能力。只有在孩子动手做的时候,孩子才会碰到难题并学会自己去解决。经过自己艰苦的研究,耐心的研究才会让自己更加有成就感,才会有自信。所以还在学习机器人就是在动手的同时训练自己的思考能力。


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