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机器人教育渐热 科学素养是核心
发布日期:2015-05-25 10:14:30 浏览次数: 字体大小:
5月19日,海淀外国语实验学校的学生正在操作机器人。机器人需要事先组装,编程,比赛分为竞赛组和技巧组。近日,海淀区公布了“2015小升初特长生招生计划”,其中16所招收科技特长生的学校中,有15所均显示招收...
5月19日,海淀外国语实验学校的学生正在操作机器人。机器人需要事先组装,编程,比赛分为竞赛组和技巧组。
近日,海淀区公布了“2015小升初特长生招生计划”,其中16所招收科技特长生的学校中,有15所均显示招收“机器人”专业。记者了解到,目前北京市开设“机器人”相关课程的学校达到200余所。北方交通大学附属中学科技艺术中心主任、全国青少年机器人活动总裁判长祖浩东表示,受大环境等各种因素的影响,估计该项目今后会有爆发式增长。那么,机器人课程究竟学些什么?能培养孩子怎样的能力和素质?机器人竞赛缘何火爆?家长和学校该如何理智对待?成为学校、家长以及相关专业人士关注的问题。
校园
200余所中小学开设机器人项目
5月21日上午9时,北京市第24中学南楼一层J103教室,该校高一(1)班到(6)班的18名学生一起在这儿上了一堂“双光巡线机器人接力赛”的活动课。
教室里摆放了6张桌子,每张桌子上摆放着一台电脑、一个工具箱和一台机器人。教室中央地面铺了一张模拟道路线路图,这是学生训练机器人的场地。
18名学生分成6组,按照指导老师姜姗发布的任务指令,设计程序操控机器人。整堂活动课没有教材、没有书本,完全由学生自己动手完成各项比赛。
姜姗说,学校上学期才成立了这个机器人兴趣小组,每周一节选修课。“学生通过自己动手组建机器人,自己编程序,既锻炼了他们的动手能力,也加强了学生之间的合作意识。”
24中高一学生李民君从小就对机器人感兴趣,初中的时候学校没有开设类似课程,一进入高一,他就报名参加了学校的机器人兴趣小组。“每当组装完一个机器人就很有成就感。”
北方交大附属中学开设机器人的时间则比较早,2001年开始至今已经有15年的历史。该校科技艺术中心主任、全国青少年机器人活动总裁判长祖浩东表示,交大附中是全国第一个把“机器人”设置为课程的学校,“所有交大附中的学生都经历过机器人的课程。”
记者了解到,目前北京市中小学开设机器人项目的学校达到200余所,其中海淀区有约60所学校,是全市开设机器人项目最多的区县。
祖浩东表示,在机器人教学中,小学的任务是对机器人进行了解,初步进行体验;初中的定位是学习和掌握一些基本的技能;高中则是探究和学会机器人的内涵、方法和知识。“我们是想通过课程告诉学生机器人的文化,教给他们科学的方法。”
培训
机器人教育培养综合能力
随着机器人教育的升温,机器人课外培训市场也日渐火爆。
据业内人士介绍,目前机器人培训机构的数量呈大幅增长趋势,光全国规模较大的机构就有几十家,还有大量的中小培训机构。
北京西觅亚科技有限公司总经理都中秋表示,机器人教育可以培养孩子很多方面的能力,如定义问题、解决问题的能力;收集信息、应用信息的能力;动手能力;团队协作的能力;表达能力;批判性思维;保持好奇心和想象力等。“这些都是未来竞争所需要的能力。”
北京乐博乐博教育科技有限公司总经理周炜也表示,很多家长让孩子学习机器人是为了培养孩子的兴趣爱好,锻炼综合素养。
据都中秋介绍,机器人教育大致都要经过3个阶段:建构、编程、控制。培训机构的机器人课程都是依据这三个阶段来设计的,如建构一般采用积木堆叠的方式,相对来说比较简单;编程指图形化编程,它锻炼的是人的逻辑思考能力;控制是指通过任务主题,能够完成任务。
学生家长刘女士则表示,自己儿子学习了两年机器人课程后,动手能力、创造性和想象力都有了发展,个性也有变化,学会了耐心和坚持。“我还惊喜地发现他有了学习目标,对自己的发展有了规划。这对一个二年级的孩子来讲,是非常难得的。”
竞赛
机器人大赛人数每年增加
据了解,目前国内和国际上有很多机器人竞赛,较有影响的如中国青少年机器人竞赛、全国中小学电脑制作活动,以及IROC国际机器人奥林匹克大赛、FIRA机器人足球赛等。
祖浩东说,交大附中协办的北京市学生机器人智能大赛已举办了三届,今年正在筹建第四届。第一年参赛人数1000人、第二年2000人、第三年3000人,今年预计5000人。“充分体现了青少年对这个活动的热爱。估计在今后这个项目会爆发式增长。”祖浩东说。
祖浩东表示,机器人项目是唯一一个从民间发展起来的,规模越来越大,赛事越来越多,参加的学生也越来越多,从而使得相关部门不得不重视的项目。
同时,机器人现在也成为部分学校招收科技特长生的内容之一。今年海淀区16所招收科技特长生的学校中,有15所均招收“机器人”专业。每年有十几所中学可以获得科技特长校的荣誉,这些学校的学生在报考大学时会被很多一流大学重点考察,高考时最多可以降低60分录取。
不过,祖浩东也表示,随着机器人项目越来越热,也产生了一些乱象。“过去的赛事主要由教委、科协、体委等政府部门组织,现在十多个部门都在组织,这个平台目前来说是混乱的。”
同时,科技特长生在升学时的优势也让部分家长产生了功利心态。部分家长抱着功利的目的或盲目地为孩子报培训班,也间接造成了机器人培训市场质量和服务良莠不齐的局面。
背景
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。
部分国内机器人竞赛
中国青少年机器人竞赛
青少年机器人世界杯
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
部分国际机器人竞赛
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
课堂
北京市第十八中学
机器人社团赴美参赛获奖
2011年,北京市第十八中学刚开设机器人兴趣小组的时候,参加的学生只有两个人,2012年增加到8个人,现在参加的人数逐年增加。
北京市第十八中学信息技术老师王亚楠表示,目前学校初一年级开设了机器人活动课,由学生自愿报名,目前20个学生报名参加。另外,学校在初一、初二、高一年级实现了课程整合,把劳技课程跟机器人项目整合在一起,“因为劳技在初一的时候会涉及一些电路的知识,可以跟机器人的一些设计结合起来。”王亚楠说,这些课程初高中还能实现衔接,学生进入高一时,就可以直接进入到设计阶段。
“课程改革后,更注重学生的参与度,发挥他们的创造力。”王亚楠说,她发现,这些学生学习了机器人课程后,对其他科目的学习规划更清晰了。“带着学生做机器人的过程,其实就是锻炼学生思维的一个过程。”
目前学校的机器人社团人数在15人左右,王亚楠说,每年会选拔一些学生代表学校去参加世界、全国、北京市或者区里举办的各种赛事。
今年4月,王亚楠就带着学校机器人社团的6名学生赴美国参加了VEX世锦赛。“大赛要求机器人要有高度、灵活度和速度。”在此次大赛上,学校因为创意、结构搭建得比较好而获得了“建设奖”。
海淀外国语实验学校
将把机器人教育纳入必选课
在近日刚刚结束的RoboRAVE国际机器人竞赛中,北京市海淀外国语实验学校小学比赛队伍共有5支队伍参加,最终一支队伍获得了机器人巡线项目的冠军,两支队伍获得了机器人骑士比武项目的亚、季军,另外两支队伍获得了机器人迷宫项目的第四名和第六名的好成绩。据了解,这已是学校连续三年在世界机器人大赛中取得骄人成绩。
海淀外国语实验学校小学部的机器人教育是以社团形式开展的。学校科技创新工作室主任、信息技术教师刘翠蓉介绍,小学部机器人社团成立于2011年底,因为学校是全日制寄宿学校,当时是为了丰富学生在校生活,培养学生的动手能力、逻辑思维能力、团队合作精神和竞争意识而创建。
目前,机器人社团主要面向三到六年级的学生,共分为低、中、高三个班,每个学生一周至少有3个小时的活动时间。
刘翠蓉说,社团低级班主要学习一些基础的结构设计、机器传动以及最简单的编程;中级班涉及难度更高的编程、控制,通过完成一些小任务来学习;高级班的难度则进一步加深,围绕比赛项目来学习。“在教学中,我们非常重视探究性学习,倡导自主探究、实践体验和合作交流的学习方式,努力为学生营造一种玩中学、做中学的氛围。”
记者在高级班的活动中看到,刘翠蓉老师对学生们讲完比赛规则,就让学生自己去探究和体验,最终几个人经过尝试和讨论,可以顺利地完成比赛,并想方设法来提高成绩,老师适时给予指导。
“机器人教育强调学生的动手能力,培养了学生的综合素质,包括空间想象能力、知识应用能力、解决问题的能力、合作能力等等。这恰恰弥补了当前小学科技教育重理论轻实践的缺陷。”海淀外国语实验学校副校长、小学校长黄瑞华表示,鉴于机器人社团的成功实践,学校小学部正计划把机器人教育纳入日常课程当中。
黄瑞华透露,目前学校正在编写校本教材。学校计划在今年9月把机器人教育纳入必选课的范围内,学生如果选修机器人课程,最后能够几年内持续学习。机器人课每周计划上两次,每次90分钟。
感受
从好奇到非常喜欢
邓杉,清华附中永丰学校初二8班
邓杉是学校机器人社团里唯一一个女生。初一刚入学时,邓杉看到学校公告“机器人社团”招募学员,带着好奇的目的,之前一点没学过相关知识的邓杉报名参加了社团。
“可以说由一开始的好奇到产生兴趣到现在的非常喜欢。”邓杉说,除了学校规定的时间外,她的大部分时间都用在了钻研机器人上。现在她已经学会了编程、组装、操纵机器人等各种技能。上学期还跟社团的其他同学一起代表学校参加海淀区举办的排雷机器人大赛, 并获得二等奖。“社团主要以动手为主,我们自己设计、操作,感觉对自己各方面都有提高,特别是在创新意识上。”
对于这位唯一的女徒弟,清华附中永丰学校科技老师陈晓纬说,邓杉因为喜欢这个项目,什么事情都主动去学习,所以在各方面都很出色,有时候老师想不到的方面她都能想到。
机器人带给我很多欢乐
贾泽森,海淀外国语实验学校四年级学生
在今年的RoboRAVE国际机器人竞赛中,贾泽森和他另外两个小伙伴组成的骑士二队,获得了机器人骑士比武(Jousting)项目的亚军,这也是他第一次参加机器人比赛。
“我以前一直很喜欢乐高的机器人,一直想找个地方学。”贾泽森说,上二年级的时候,他的同学知道他对机器人很感兴趣,就建议他加入学校的机器人社团。
贾泽森说,最开始他在低级班,用的是NXT机器人,学各个传感器的应用,觉得并不难。后来,他逐步升入了高级班,成为了“校队”成员。今年,他和另外两个同学组成“骑士二队”,并进入了在美国举行的RoboRAVE国际机器人竞赛机器人骑士比武项目总决赛。
贾泽森解释,在比赛前他们需要对机器人进行编程,“在这次比赛中,我还学会了用双光电巡线,可以避免单光电巡线造成的骑士一摇一摆的现象。”贾泽森说,在比赛现场,他看到了很多奇形怪状的机器人,还有一些很强的对手,这些都让他收获良多。
“机器人总会带给我很多快乐。”贾泽森说,这是他坚持学习机器人的原因。“在学校社团里,我跟着老师学会了很多经典结构,还有很多复杂的程序。在家时,我也报了机器人培训班。我想我会一直学下去。”
影响
学习机器人让孩子更耐心
刘女士,学生家长
我的儿子从小就爱动手。他上小学一年级的时候,我听说有这种机器人教育的培训班,就给他报了一个。没有什么特别的目的,就是想让他发展一下自己的兴趣爱好。
我发现他非常喜欢,能在学习中获得乐趣。学了两年之后,我发现儿子有了一些变化,比如他的动手能力、创造性和想象力都有了发展。他的个性也有变化,过去他是很顽皮的孩子,学习机器人之后,我发现他学会了耐心和坚持。最后,我惊喜得发现他有学习的目标了,对自己的发展有了规划。他说自己对物理非常感兴趣,以后想做工业设计。对一个二年级的孩子来讲,这是非常难得的。
孩子上三年级以后,我想让他去参加一些比赛,当然并不是单纯以拿成绩为目的,我觉得成果应该是自然而然的事情。
提醒
小机构人员配备不正规
周炜,北京乐博乐博教育科技有限公司总经理
目前市场上的机器人培训机构很多,不过只有几十家是比较有规模的,而且其中多数是地域性的,不是全国范围的机构。大部分是小作坊式似的,发展时间并不长。
由于各家机构规模不一,课程设置和服务质量也参差不齐。有的机构创始人对教学、服务非常重视,有的机构则内容非常空洞。还有一些中小规模的机构,组织和人员配备不正规,有很多兼职人员,这肯定会对教学和服务有影响。
同时,家长对机器人教育还存在着一些认识误区,很多家长对机器人教育的认可度还不够高,不像对传统应试课程那样认同。一些家长认为孩子学习机器人就是玩,跟玩玩具一样,担心会耽误学习。这是由于机器人教育的成果比较难量化,家长不一定能很快看到效果。
竞赛
通过比赛理解竞争
刘翠蓉,海淀外国语实验学校小学部信息科技教师
我们的学生愿意参加机器人比赛,但拿奖不是唯一目的。学校组织学生参加国内外各种比赛的目的,是让他们能够看一看不同的机器人,看看别的国家的孩子是怎玩的。快乐和收获是第一位的,成绩是次要的。
在参加一些国际比赛的时候,我发现外国孩子会为中国的孩子鼓掌,哪怕输了也会为别人的成功欢呼,而中国的孩子往往做不到这一点。我希望学生通过比赛能够正确地理解竞争,学校也应注意培养孩子正确的竞争意识,我们的孩子要懂得为别人的成功而喝彩。
国内比赛选拔性更强
毛勇,青少年国际竞赛与交流中心副主任
对于学习了机器人的学生来讲,他们需要看看自己学习的成果,有出口的需求,所以需要进行一些比赛来检验一下自己的学习成果。但是目前有的比赛确实存在过于商业化的现象,还有一些比赛不太合理,有的竞赛实际上是考老师或者老师可以从外面买方案,这样比赛就变味儿了,也失去了它的意义。
机器人竞赛的发展趋势是为学生提供一个展示的平台,这个平台根植于机器人教育。相比国外竞赛,国内比赛的选拔性相对会更强一些,尤其官方举办的竞赛学校会比较重视,可能存在竞争性过强的问题。