今天的教育机器人是什么

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简要介绍一下您自己:

我不是教育学和教育领域的专家,我在人生道路的开始只将儿童视为个人,而不是“生命的花朵”,我的目标是使他们感兴趣并将我的经验传授给他们。 我从事机器人技术已有几年了,对这个领域有真正的兴趣。

俄罗斯机器人学界越来越多,但很少有父母了解这种趋势的确切含义。 他中的大多数人都持怀疑态度,认为一切都与通常的乐高玩具有关,您可以在家里玩,或者认为它是脱离生活的对象,您可以在上面让孩子娱乐和放松。 另一方面,有人认为这个职业是很多天才或书呆子。 好吧,或者它可以使他们的孩子变得天才。

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实际上,教育型机器人学既不是深刻的学科,也不是未来的职业,也不是无忧无虑的娱乐活动。 它是认真研究当前未来技术人员所必需的应用技术技能的基础。

当然,这项活动并不适合每个人-许多孩子并不渴望学习“无聊”的理论,而不是有条件地在运动部分嬉戏。 但是,那些喜欢一直用自己的双手来创造事物,对计算机技术感兴趣或只是对任何技术都表现出兴趣的人,教育机器人技术可以教授许多技能,例如:

  • 自我设计结构
  • 了解各种机制的工作原理
  • 计算机知识基础
  • 编程原理
  • 流程优化和寻找替代解决方案
  • 使用英语(技术行业的标准)
  • 了解“数学是为了什么?”
  • 软件与设计的交互
  • 团队合作与整体社交

当然,所有这一切都取决于特定圈子的足够设备,老师的专业训练和他的敏锐兴趣以及其他一些个人因素。

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最重要的是,您不应专注于特定的结果,例如在各种机器人比赛中获奖。 它们主要是社会化所必需的,它们引起了业界的兴趣和竞争精神。 从任何意义上说,参与都比胜利更重要。 在这里,机器人技术的展览更接近一所艺术学校,那里的主要目的是看别人并展示自己。
培训的结果是,人们可以考虑逐渐增加所创建项目的复杂性(无论是在圈子中还是在家里),但是这里的一切都是个人的。

让我们继续回答最常见的问题:


我们在机器人技术方面做什么?


当然,要建造机器人! 有趣而又不同。 来自乐高。 我们研究什么是传感器,齿轮,轨道,其用途以及使用方法。 我们将复制“成人世界”中的某些设备,例如停车传感器或安全系统,并制造各种履带式全地形车。

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对于所有这些,我们经常不得不使用数学和普通的直觉。 逻辑思维通常是我们的一切。

为什么选择乐高?


乐高Mindstorms EV3教育工具包是教育机器人技术的国际标准,因为没有其他工具包具有这种水平的标准化,易用性和学习深度。 乐高第三代教育机器人套件EV3(通常称为“ Eva”)于2013年发布,在软件和硬件中具有真正广泛的功能,并且甚至与40年前的任何其他乐高套件都兼容。使用任何零件进行结构建造的能力。 顺便说一句,乐高的工具包已巧妙地实现了机械组件(差速器,各种齿轮的元件,悬架元件等),甚至是可理解的气动装置。 在相同的实现级别上,没有其他集合具有任何相似之处。 仍然有一个fischertechnik,但是对我来说这是相对罕见的,但是价格却是一样的。

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对乐高持怀疑态度的原因有两个:

1.对此表浅了解。 来自机器人界(甚至是高中!)的许多老师不知道自己在做什么。 他们对设计机制和编程的基础知识不太熟悉,因此他们无法评估工具的所有功能,甚至无法将其用于教育目的。

2. “老派”信徒的鼻子高亢。 这是关于那些声称乐高积木的人不了解晶体管电阻的人们,总的来说,我们正在做现成模块的所有工作,并对模块进行编程。 所有这些都是真的。 我们不知道 只有机器人技术与电子和焊接无关,而是与解决实际问题和自动化有关。 “酷程序员”也有一个变化,他们立即从事微控制器的编程和LED闪烁的工作,完全忘记了机械部分。

实际上,LEGO Mindstorms只有两个明显的缺点:

  • 大型结构的刚性低
  • 主模块和电机的尺寸和重量较大(该套件中没有微型伺服器)

但是对于教育过程,这很少是障碍。

机器人技术适合多大年龄的人?


从大约6-7岁到67岁:)

实际上,一切都是非常个人的。 在5-6岁时,大多数儿童仍处于“游戏-教育的基础”阶段。 在这个年龄段,最主要的是要掌握创作技巧,也就是说,根据自己的想法,在没有指示和提示的情况下,从设计师那里学习如何组装。 从大约5.5岁开始,我带孩子上课,他们基本上有“处方”-我们从街区收集汽车,自卸卡车,飞机和直升机,并为这些建筑物配备引擎,以便他们旋转轮子和螺丝(我们从事乐高WEDO 2.0)。 我仅将程序设计吸引给那些学习“它在那里如何发生”的人。

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从7岁开始,孩子通常会成熟到足以自觉地钻研复杂的事物而不会失去兴趣。 在这个时代,我们已经开始从事Eva的工作,掌握了“角度,百分比,十进制”等概念(嗯,除此之外,我们已经与传感器紧密合作了)。 通常,如果对认知感兴趣,那么没有人对此有任何特殊的问题。 只有当我们已经需要除法,乘除某物时,问题才会出现,但这还没有在学校完成。

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10-14岁是学习的最有效年龄,因为对学科的态度通常更认真,兴趣更专业,并且不惧怕六年级数学。 另外,您可以说出为什么需要这些臭名昭著的正弦余弦,其应用含义在学校仍未得到探讨。

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另外,经过一年的培训,您可以从LEGO切换到免费元素基础(中国的单板计算机和传感器,以及五金店的铝型材)。

但是,如果您购买此乐高房屋并自己做该怎么办?


这是一个好主意,如果:

您至少具有有关机制和编程的知识,并且能够独立地全面学习该知识。 您多了约40 tr。 购买套件和一些其他模块。 但是,即使在这种情况下,最好还是同时围成一圈学习,在家学习那些学习新主题后想到的想法。

我们为什么不使用指示?


说明-从邪恶的一个:)

当孩子按照说明建造东西时,他只是重复一遍,而没有深入研究为什么需要这个或那个零件或组件的本质。 当然,至少要为了研究操作原理而购买昂贵的乐高Tehnic套件,其中包含大量的机械,气动装置,而不是按照说明构建建议的模型,是一个坏主意。 这些模型非常复杂且有趣。 但是,我们圈子里最主要的是执行一项原则。 但是学生要怎么解决问题,他必须用脑袋解决。 即使错了,但还是有错误-本身。 仅当我们组装具有非常复杂的机械原理的模型和/或用于研究操作原理的程序时,才使用说明。

如果根据指示不断收集圈子-这是教师专业能力不足的证据。 这在特许经营圈子和学校中很常见。

可以认为是一个例外:书籍-来自乐高(不仅是)的各种机械单元的收藏。 这样的备忘单在设计中非常有用。

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编程过程如何?


LEGO Mindstorms EV3有几种选择:

  1. 内置的编程环境直接在主模块中。 从那里,您可以编写简单的线性算法,例如“先走到墙,然后右转”。 这是我们的起点。 这使我们能够延迟学习计算机编程的时间,并专注于基础知识。
  2. 基于视觉编程LabView的“成人”系统的计算机和平板电脑专用软件。 该程序由功能块组成。 这使您可以避免语法研究方面的问题,并且在功能上不亚于成人文本编程。 是的,它看起来很大。 但是很明显。 循环,条件语句,变量,函数以及所有这些都可用。 这是我们的主要工具。
  3. 如果愿意,可以使用C或其他编程语言,但是如果出现这样的问题,那么最好使用Arduino,并且总的来说,这是完全不同的故事。

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在此我将结束,感谢您的阅读!

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN410601/


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