青少年人工智能課程范文
時(shí)間:2023-08-28 17:03:05
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篇1
從信息技術(shù)發(fā)展的角度來看,如果我們把20世紀(jì)80年代稱為個(gè)人計(jì)算機(jī)時(shí)代,把90年代稱為互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展時(shí)代,那么本世紀(jì)的第1個(gè)10年,會(huì)是個(gè)人機(jī)器人(PerSOnalR0bot)時(shí)代。個(gè)人機(jī)器人的核心——智能技術(shù)是信息技術(shù)的前沿領(lǐng)域,個(gè)人機(jī)器人產(chǎn)業(yè)剛剛開始形成,隨著技術(shù)的發(fā)展,個(gè)人機(jī)器人將會(huì)成為人們學(xué)習(xí)、生活、娛樂的好伙伴!
據(jù)了解,一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)看到智能機(jī)器人教育對(duì)未來高科技社會(huì)的作用和影響,他們?cè)谥行W(xué)的信息技術(shù)教育中不同程度地對(duì)學(xué)生進(jìn)行智能機(jī)器人知識(shí)教育。在他們的課程中有讓學(xué)生認(rèn)識(shí)機(jī)器人的教學(xué)內(nèi)容,目標(biāo)是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)各種由計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器人的作用。例如,介紹機(jī)器人的由來,要求學(xué)生搜集各種機(jī)器人的圖片、小說或錄像等資料;讓學(xué)生分組討論有關(guān)機(jī)器人的功用和局限性,以及可能對(duì)人類產(chǎn)生的影響等問題。這些內(nèi)容主要穿插在科學(xué)概論、社會(huì)研究和計(jì)算機(jī)概論等課程教學(xué)中。
美國(guó)教育界普遍確信以計(jì)算機(jī)技術(shù)為代表的信息技術(shù)將在人們的未來生活中扮演十分重要和不可缺少的角色。如果現(xiàn)在的在校學(xué)生具有了這方面的素質(zhì),他們將來可以更容易地適應(yīng)各種技術(shù)革新,也更容易在未來的信息時(shí)代獲得成功。
我國(guó)智能機(jī)器人的基礎(chǔ)教育方興未艾,信息技術(shù)基礎(chǔ)教育的決策者和工作者應(yīng)該抓住這一教育改革創(chuàng)新的先機(jī),將我國(guó)的信息技術(shù)教育推進(jìn)到一個(gè)新的水平上。當(dāng)今的教育是為以后的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展打基礎(chǔ)的。有超前意識(shí)的教育工作者,應(yīng)該關(guān)注經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢(shì),思考未來社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的需求,并為培養(yǎng)高素質(zhì)的人才打好基礎(chǔ)。
智能機(jī)器人教育在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域中的作用主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。
(1)使學(xué)生了解智能機(jī)器人的發(fā)展和應(yīng)用狀況,了解它的概念和工作方式,破除對(duì)機(jī)器人的神秘感,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)機(jī)器人的有關(guān)知識(shí)打下基礎(chǔ)。
(2)使學(xué)生掌握為一種智能機(jī)器人下載程序的方法,了解智能機(jī)器人各種傳感器和驅(qū)動(dòng)裝置的作用,了解機(jī)器人是怎樣在人的指揮下工作的。學(xué)習(xí)為一種智能機(jī)器人編寫程序,通過為機(jī)器人編寫程序?qū)W習(xí)科學(xué)而高效的思維方式,提高邏輯思維能力、規(guī)劃能力,提高分析問題和解決問題的能力。
(3)通過完成任務(wù)和模擬項(xiàng)目使學(xué)生在為機(jī)器人擴(kuò)充接口的過程中學(xué)習(xí)有關(guān)數(shù)字電路方面的知識(shí),在組裝機(jī)器人的過程中培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、協(xié)作能力和創(chuàng)造能力。
智能機(jī)器人教育在中小學(xué)校會(huì)以下面的方式體現(xiàn)出來。
(1)以校外科技活動(dòng)為動(dòng)力,在校內(nèi)以科技活動(dòng)小組的方式出現(xiàn)。
(2)以校內(nèi)科技活動(dòng)的方式出現(xiàn),大大提高活動(dòng)的科技知識(shí)含量。
(3)以信息技術(shù)課內(nèi)容之一的方式出現(xiàn)在中小學(xué)信息技術(shù)課上,并可為信息技術(shù)課這個(gè)內(nèi)容更新速度很快的學(xué)科帶來新的活力。
機(jī)器人競(jìng)賽作為一個(gè)交流平臺(tái),已成為備受關(guān)注的焦點(diǎn),對(duì)新進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域的教師該如何應(yīng)對(duì),在了解機(jī)器人競(jìng)賽是什么、為什么之后,我們將共同學(xué)習(xí)怎么做。我將從以下6個(gè)方面和大家討論。
1.機(jī)器人競(jìng)賽內(nèi)容豐富、形式多樣
(1)機(jī)器人賽事不斷增加
20世紀(jì)末,中國(guó)科協(xié)在一些省市青少年科技中心的積極建議下,將機(jī)器人競(jìng)賽引進(jìn)我國(guó)并取得成功。第1屆中國(guó)青少年機(jī)器人競(jìng)賽于2001年在廣州市南沙科技館舉辦。當(dāng)時(shí)僅有10多個(gè)省市的200多名學(xué)生參加,發(fā)展到今天,數(shù)十萬中小學(xué)機(jī)器人愛好者參與其中,深受青少年和家長(zhǎng)的歡迎,在全國(guó)各地產(chǎn)生了廣泛的社會(huì)影響。
目前,機(jī)器人賽事主要有:中國(guó)青少年機(jī)器人競(jìng)賽(中國(guó)科協(xié))、全國(guó)中小學(xué)電腦機(jī)器人競(jìng)賽(電教館)、中國(guó)機(jī)器人大賽暨RoBoCup公開賽(RoBoCup組委會(huì))、香港“創(chuàng)協(xié)杯”創(chuàng)意科技機(jī)械人競(jìng)賽、機(jī)器人奧林匹克(北京師范大學(xué)、中國(guó)青少年科普教育俱樂部)、CCTV機(jī)器人電視大賽(中央電視臺(tái))、中國(guó)機(jī)器人足球競(jìng)賽(中國(guó)人工智能學(xué)會(huì))等。
(2)機(jī)器人競(jìng)賽項(xiàng)目逐年豐富
目前,機(jī)器人競(jìng)賽項(xiàng)目主要有:機(jī)器人足球、機(jī)器人籃球、VEX機(jī)器人、FLL機(jī)器人、機(jī)器人綜合技能、機(jī)器人創(chuàng)意、機(jī)器人滅火、機(jī)器人舞蹈、機(jī)器人超級(jí)軌跡賽、虛擬機(jī)器人大賽、雙足機(jī)器人舞蹈賽、雙足機(jī)器人3米障礙跑、遙控擂臺(tái)機(jī)器人賽、機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)制作競(jìng)技賽、機(jī)器人論文賽(參加科研課題)等10余項(xiàng)。競(jìng)賽選拔出的優(yōu)勝學(xué)生將參與國(guó)際青少年機(jī)器人競(jìng)賽(WorldRobot Olympiad)、FLL機(jī)器人世錦賽(FIRST LEGOLeague)、FVC機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽(FIRST VEXChaHenge)等國(guó)際賽事。
機(jī)器人競(jìng)賽競(jìng)爭(zhēng)雖然激烈,但是并不像高考過獨(dú)木橋,你可以選擇合適的賽事、喜歡的項(xiàng)目把自己對(duì)機(jī)器人的創(chuàng)意和激情發(fā)揮得淋漓盡致。
2.競(jìng)賽難度不斷加大
豐富的競(jìng)賽項(xiàng)目和大量的機(jī)器人愛好者涌現(xiàn),直接導(dǎo)致了青少年機(jī)器人競(jìng)賽水平的快速大幅提高。但凡參加過兩次以上的學(xué)生和教師都會(huì)明顯感到,大賽的組織者在不斷求新求變,以滿足高水平競(jìng)技的需要,這是社會(huì)整體發(fā)展的趨勢(shì)。對(duì)于新參賽的隊(duì)伍,大家首先要作好的思想準(zhǔn)備就是“我們是來學(xué)習(xí)的”,唯有這樣才能在較短的時(shí)間內(nèi)快速成長(zhǎng)。但同時(shí)我們也要盡量選擇合適自己的項(xiàng)目,不要“什么難,選什么”,這樣的結(jié)果只能是打擊自己和耽誤學(xué)生。
難度變化的趨勢(shì)是在競(jìng)賽中增加各種可變因素。以山西省超級(jí)軌跡賽來說,前幾屆沒有現(xiàn)場(chǎng)組裝搭建,而且競(jìng)賽的線路很簡(jiǎn)單,沒有過多的交叉和虛實(shí)線。從2012年開始大家可以明顯感到,場(chǎng)地的復(fù)雜程度增加很大,而且規(guī)定時(shí)間、地點(diǎn)搭建。今年還很有可能在中學(xué)組增加橋梁、隧道等障礙。
另一個(gè)趨勢(shì)是限制器材。比如足球賽限制電壓、傳感器數(shù)量和軟件集成等,從比速度、比力量轉(zhuǎn)向比技術(shù)、比穩(wěn)定。
3.競(jìng)賽項(xiàng)目界線分明,特點(diǎn)突出
不同的競(jìng)賽項(xiàng)目,有相對(duì)固定的規(guī)則,項(xiàng)目的觀賞性、競(jìng)技內(nèi)容大不相同。過去的基本技能比賽被看作是超級(jí)軌跡的升級(jí)版,沒有太多的指定動(dòng)作。現(xiàn)在的綜合技能比賽在路線上有轉(zhuǎn)彎標(biāo)記,有沼澤、隧道、橋梁,而且還有裝載貨物、卸貨、投擲、傳遞火炬等復(fù)雜的動(dòng)作,需要更多的驅(qū)動(dòng)部件和傳感器。
不同的競(jìng)賽項(xiàng)目針對(duì)不同的青少年人群,喜歡對(duì)抗的可以選足球和VEX等近身對(duì)抗項(xiàng)目;不喜歡激烈對(duì)抗的,可以選擇獨(dú)立作業(yè)的FLL、綜合技能等競(jìng)賽。
4.競(jìng)賽考查的內(nèi)容越來越全面
競(jìng)賽考查的內(nèi)容從原來單一的看競(jìng)賽結(jié)果,到現(xiàn)在看技術(shù)的掌握和理解,從會(huì)不會(huì)到快不快,從懂不懂到新不新,從個(gè)體技術(shù)到集體合作,從場(chǎng)上競(jìng)賽擴(kuò)展到賽前賽后問答。
5.競(jìng)賽平臺(tái)強(qiáng)調(diào)交流
在競(jìng)賽前、中、后期,教師、學(xué)生都可以獲得大量的信息,通過交流做到人無我有、人有我優(yōu),比賽更加公正、公平、公開,賽場(chǎng)上是對(duì)手,賽場(chǎng)下是朋友。
6.不足和思考
廠家在一段時(shí)間內(nèi)過多地參與。其實(shí)這個(gè)問題很容易理解,大家都想在短時(shí)間內(nèi)取得好的競(jìng)賽成績(jī)??梢钥隙ㄟ@只是一段時(shí)間的現(xiàn)象,等大家都懂了、會(huì)了,對(duì)機(jī)器人的操控就更加如魚得水了。