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孩子上機器人的課,無非是在那里玩玩樂高積木加上電子元件,或者是各種樂高ev3類型的器材制作機器人,學得好的參加機器人比賽,這種教育對孩子來說到底有哪些能力培養(yǎng)?相對于其他課外興趣班,學習機器人的意義何在?
機器人教育并非只與機器人有關。它的主要意義在于讓學生通過制作機器人教育而學以致用,讓他們能夠理解自己所學的知識是有用途的,是有意義的。除了激發(fā)了學生動手制作和學習理工知識的熱情,而且很好的解答了很多學生和家長都有的“學這么多亂七八糟的有什么用,買菜又用不到”的疑惑,自然也就讓學生更愿意去學習知識。
再者,一些復雜項目往往需要一個團隊來集體完成,這也能鍛煉孩子的團隊協(xié)作能力。尤其是學生之間展開競賽,更能激發(fā)學生的熱情。
機器人教育概念從美國流行。美國是一個理工科教育存在極大問題的國家。其中以數(shù)學教育問題為主,大量學校非常講求對于數(shù)學的直觀理解,而忽視了抽象思維的教育,以及重復練習的價值。于是很多美國學生都對數(shù)學望而生畏。而且,理工科讓很多人覺得距離自己很遠,大量的數(shù)理化理論學習也讓人看不到實際的應用和意義(這在中國也是個很大的問題)。
美國中學對理工科感興趣的學生往往會被稱為書呆子。于是很多孩子不愿意對理工科涉入太深。
1989年的時候美國知名發(fā)明家Dean Kaman(也是后來兩輪平衡車的發(fā)明人)為了改變這一狀況,發(fā)起了FIRST。FIRST是For Inspiration and Recognition of Science and Technology的縮寫,翻譯過來大概是“為了對科技的激發(fā)和認知”。
FIRST的活動基本涵蓋了各個年齡段的機器人教育內(nèi)容,它大致有四個不同年齡段的比賽。
FLL Junior (FIRST Lego League Junior,F(xiàn)IRST樂高聯(lián)賽兒童賽,幼兒園至三年級)
FLL(FIRST Lego League,F(xiàn)IRST樂高聯(lián)賽,四年級到初中二年級)
FTC(FIRST Tech Challenge,科技挑戰(zhàn)賽,初一到高三)
FRC(FIRST Robotics Competition,F(xiàn)IRST機器人競賽,初三到高三)
FLL Jr. 是最初級的活動,有點像美國小學生的“科學節(jié)”(Science Fair),學生為一定的目標而用樂高組件搭建一個小機械或者小場景,并制作海報來向評委和其他參賽者展示自己的作品。這個階段主要是讓孩子覺得做起來有趣。
FLL針對的是動手制作能力較弱的小學、初中生。讓他們用樂高組件直接搭建具有一定功能的小機器人,用mindstorm的“連連看”式的編程軟件實現(xiàn)遙控小機器人運動。讓機器人實現(xiàn)抓取、識別物體、行走避開障礙物等功能。
一般以分數(shù)或速度來定勝負。這個階段,主要以對抗、競爭來加強孩子參與的動力。FTC,比賽比較嚴肅。學生要自行選擇材料和執(zhí)行機構,自行設計小機器人來完成一定任務,以計分為衡量勝負的標準。但是每次比賽會需要多支隊伍協(xié)作。FTC是作為FLL與FRC之間的過渡性活動而設立的。
為了降低機器人的設計難度,競賽主辦方會提供一些現(xiàn)成的機器人組件,尤其是主控單元。這在FLL的基礎上又加入了團隊之間協(xié)作的內(nèi)容。
FRC是FIRST最老牌也是最頂級的活動,第一屆FRC于1992年舉辦。它面向高中生,要求學生組成團隊,根據(jù)競賽目標從零開始制作一臺機器人,最終要進行三對三的對抗性競賽。
這牽扯到相對復雜的機械設計、理論計算、生產(chǎn)加工、編寫程序等等。FRC的對抗競賽,近一步地加強了學生的動力,也使得活動變得十分刺激。
這個比賽對于學生來說簡直像狂歡節(jié)一樣。大量的學生都在愉快地交流,即便以成人的角度去看,這也是個相當有趣的活動。有志于送孩子出國讀大學的,可以選擇一些能夠指導學生組隊參與FIRST比賽的教育機構。這個經(jīng)歷有利于學生申請美國理工科專業(yè)。
為了孩子的發(fā)展,就不該抑制孩子的動手和實操能力。只有在孩子動手做的時候,孩子才會碰到難題并學會自己去解決。經(jīng)過自己艱苦的研究,耐心的研究才會讓自己更加有成就感,才會有自信。所以還在學習機器人就是在動手的同時訓練自己的思考能力。