课件：机器人教育及其意义.pptx

机器人教育的意义,机器人的判定,,乐博趣机器人教育,机器人的判定,,乐博趣机器人教育,什么是机器人？,乐博趣机器人教育,1 1920年，捷克作家卡雷尔卡佩克发表了科幻剧本罗萨姆的万能机器人。剧中的一个人物名叫robota(捷克文，意为苦力，奴隶），一个形状像人的机器，可以听从人的命令做各种工作。 2 英文robot是从robota衍生而来的。 3 我国将robot翻译为机器人，给人一种错觉，机器人应该具有类似人的外形。,Robot一词的由来,,什么是机器人？,乐博趣机器人教育,其实机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智慧能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性及自主性的机器。,,背景知识：,1954年，电子学家德沃尔获得了一项“可编程序机械手”的专利。 1959年，英格伯格和德沃尔设计出了世界上第一台真正实用的工业机器人，名叫“尤尼梅特”。 1961年，英格伯格和德沃尔筹办了世界上第一家专门生产机器人的工厂“尤尼梅特”公司。 1961年，英格伯格也被人们誉为“工业机器人之父”。,Robot的由来,,乐博趣机器人教育,背景知识：,,乔治德沃尔，美国人，机械手臂发明人。,英格伯格，美国人，发明家，“工业机器人之父”。,乐博趣机器人教育,机器人由来,世界上第一台真正的实用工业机器人“尤尼梅特”，意思是“万能自动” 。,乐博趣机器人教育,,机器人的定义,,国际标准化组织（ISO）对机器人的描述 （1）机器人的动作机构具有类似于人或其他生物体的某些器官（肢体，感官等）的功能。 （2）机器人具有通用性，工作种类多样，动作程序灵活多样。 （3）机器人具有不同程度的智能性，如记忆，感知，推理，决策，学习等。 （4）机器人具有独立性，完整的机器人系统，在工作中可以不依赖于人的干预。,乐博趣机器人教育,机器人的三原则,一.机器人不得伤害人类，也不得看见人类受到伤害时袖手旁观。 二.机器人应服从人的一切命令，但不得违反第一原则。 三.机器人应保护自身的安全，但不得违反第一、第二原则。 机器人学术界一直将这三原则作为机器人开发的准则，阿西莫夫因此被称为“机器人学之父”。,1940年美国科幻作家埃萨克阿西莫夫在他的科幻小说I，Robot中首次使用了“Robotics” ，即“机器人学”。并提出了“机器人三原则”。,,乐博趣机器人教育,机器人的发展,第 1 代：示教再现型机器人，但不具备反馈能力。 第 2 代：有感觉的机器人，不仅具有内部传感器，而且具有外部传感器， 能获得外部环境信息。 第 3 代：智能机器人。定义为“可自动控制的装置，能理解指示命令，感知环境，识别对象，规划自身操作程序来完成任务”。,,乐博趣机器人教育,机器人涉及的领域,机械技术 电子技术 自动控制 通信技术 传感技术 计算机技术,,乐博趣机器人教育,机器人技术是前沿和尖端的领域，它涉及的领域包括：,机器人的分类,,按用途划分,机器人的种类很多。可以按驱动形式、用途、结构和智能水平等观点划分,乐博趣机器人教育,机器人的分类,,（2）特种机器人,乐博趣机器人教育,教育机器人,智能技术是信息技术领域的一个学术前沿，智能机器人的开发与应用全面涉及感测技术、通信技术、智能技术和控制技术，是进行信息技术教育的最佳载体，也是全面培养学生信息素质提高其创新精神和综合实践能力的良好平台。,,乐博趣机器人教育,教育机器人,1.教学适用性，符合教学使用的相关需求； 2.有良好的性能价格比，特定的教学用户群决定了其价位不能过高； 3.具有开放性和可扩展性，可以根据需要方便地增、减功能模块，进行自主创新； 4.应当有友好的人机交互界面，通俗易懂，方便年龄较小的学生学习。,,乐博趣机器人教育,教育机器人则是一类应用于教育领域的机器人，它一般具备以下特点：,什么是机器人教育？,机器人的发明、研究及应用实践是以科学研究和社会生产为需求的，进入到教育是其领域的扩大与发展。 但是，由于它所涉及知识的广泛性，和涉及技术的综合性，这都使的机器人对教育而言具有更多的价值。,机器人教育是指通过组装、搭建、运行机器人，激发学生学习兴趣、培养学生综合能力的教学过程。,,乐博趣机器人教育,机器人教育的分类,一，机器人学科教学,,乐博趣机器人教育,机器人学科教学，是指把机器人学看成是一门科学，以专门课程的方式，使所有学生普遍掌握关于机器人学的基本知识与基本技能。,机器人教育的分类,其教学目标如下。 （1）知识目标：了解机器人学科的知识。 （2）技能目标：能进行机器人程序设计与编写，能拼装多种具有实用功能的机器人，能自主开发软件控制机器人。 （3）情感目标：培养对人工智能技术的兴趣，真正认识到智能机器人对社会进步与经济发展的作用。,,乐博趣机器人教育,机器人教育成为学科课程，尤其对中小学而言师资、器材、场地及活动经费、教学经验等都具有很大的挑战。,一，机器人学科教学,四，机器人主持教学（Robot Directed Instruction，简称RDI）,,机器人教育的分类,三，机器人管理教学（Robot Managed Instruction，简称RMI）,二，机器人辅助教学（Robot Assisted Instruction，简称RAI）,乐博趣机器人教育,机器人教育,,乐博趣机器人教育,机器人技术融合了众多先进技术，为学生能力、素质的培养承载着新的使命。,机器人教育的重要性,机器人教育,1、让学生了解机器人的发展和应用现状，理解机器人的概念和工作方式，为进一步学习机器人技术的有关知识打下基础。 2、让学生了解机器人各个传感器的功能，学习编写简单的机器人控制程序，提高学生分析问题和解决问题的能力。 3、通过机器人竞赛和完成各项任务，使学生在搭建机器人和编制程序的过程中培养动手能力、协作能力和创造能力。培养学生的创新精神和实践能力。 4、充分体现了学生的主体地位和老师的主导作用，有目的的培养学生的科学素养。,,乐博趣机器人教育,机器人教育在教学中体现了以下几个方面的作用：,机器人教育,,乐博趣机器人教育,机器人教育面临的局限性,机器人已经成为呼声很高的创新教育平台，并且正在逐步地走向基础教育。机器人教育在国内处在起步阶段，随着各地中小学机器人实验课的迅速建设，它作为课程，一些不成熟的表现也越发明显，并且遇到了诸多方面的制约。,机器人教育,1、教育机器人产品缺乏规范性。国内外机器人制造商开发的教育机器人品牌十分繁杂，且自成体系，互不兼容，开放度较低。 2、资金严重缺乏，配套组件及设施不够，给普及增加了难度。 3、机器人教育缺乏科学规划。机器人教学所使用的“教材”质量不高，大多属于“产品说明书” ，缺少课程与教学专家的参与和指导，且每个学校要独立开发各自的校本教材，难度较高。,,乐博趣机器人教育,机器人教育面临的局限性,机器人教育,,乐博趣机器人教育,机器人教育面临的局限性,4、教育行政部门不够重视，缺少从教育视角进行的研究。随着机器人教育的逐渐深入与普及，亟需教育行政部门、教学研究机构给以充分的关注、协调与引导。 5、师资队伍的良莠不齐。在机器人教育产业化的发展过程中，只有不断培养大量懂得多学科知识的优秀人才，才能跟上机器人时代的发展步伐。,教育的理念,S：Science 科学,,STEM + ART,乐博趣机器人教育,M：Mathematics 数学,T：Technology 技术,E：Engineering 工程,教育的理念,S：Science 科学,,乐博趣机器人教育,M：Mathematics 数学,T：Technology 技术,E：Engineering 工程,STEM + ART,教育的理念,S：Science 科学,,乐博趣机器人教育,A ：Art 艺术,T：Technology 技术,E：Engineering 工程,M：Mathematics 数学,STEAM,Tami,,T a m i 融 合,乐博趣机器人教育,Tami,,乐博趣机器人教育,结束,谢谢！,请听下一讲。,www.robotron.c