机器人教育和机器人竞赛现状与发展.ppt

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1、1,机器人教育和机器人竞赛现状与发展,农七师高级中学 安卓华,2,主 要 内 容,一、智能机器人教育与价值二、智能机器人教育现状三、智能机器人竞赛在国内的发展四、机器人竞赛对于课改的作用五、国内机器人竞赛活动介绍,3,智能机器人教育篇,4,机器人教育是，适用于各个年龄阶段的人群，并且可以在不同角度、以多样的形式发挥其教育作用，达到寓教于乐的目的。,一、智能机器人教育,5,智能机器人教学的内容，由于不受教学计划、教学大纲和教育形式的限制，课外活动的范围十分广泛，内容也十分丰富。以智能机器人作为学校课外活动的载体，使课外活动同时具有科学性和趣味性，可以培养学生的创新精神、综合实践能力和协作能力。目

2、前越来越多的学校把智能机器人教育作为学校课外活动的载体，形式包括：课外兴趣小组，以小组为单位，进行组装与程序的编写，组成完成某种功能的机器人。同时，可以参加各种机器人竞赛。,1、智能机器人教育学校课外活动的载体,6,教育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，是进行信息技术和通用技术教育的最佳载体，也是培养学生信息素养、提高创新精神和综合实践能力的平台。,2、智能机器人基础教育课程的教具,特别是新课程改革，“信息技术”科目中设立“人工智能初步”选修模块和新增加的通用技术课程中设立了“简易机器人制作”选修模块。,7,3、中学开展智能机器人教学的价值（1）智能机器人作为培

3、养学生综合能力的平台，除了要具有中学程序设计教学的程序设计语言系统和编辑系统。还要有适当的硬件功能。语言系统应该是具有结构化程序设计的语言系统，学生在学习编程的过程中要能够学到程序设计的三种基本结构即顺序结构、选择结构和循环结构的功能。硬件要具有很好的可扩充性和可塑性，适合学习有关的硬件知识，便于培养学生的动手能力。,8,（2）培养学生对智能机器人的兴趣，让学生了解和掌握以智能机器人为载体的通用技术与信息技术的基本知识和技能，了解技术的发展及其应用对人类生活和科学的深刻影响。通过智能机器人课程培养学生良好的信息素质、创新精神和实践能力。教育学生正确认识和理解技术与文化、伦理和社会等问题，树立正

4、确的技术观。,9,（3）智能机器人作为信息技术教学的内容在中学信息技术教育中出现，会给信息技术教育带来新的内容、新的思考和新的活力。借助智能机器人学生可以进行多项目的研究性学习。智能机器人体现的知识的综合性，使他不仅会成为信息技术教育的载体，也会成为中小学课程整合的新载体。,10,（4）迎接智能机器人时代的需要。据预测，21世纪中期，人类社会将全面进入以智能机器人为代表的智能时代。最近10年，有关机器人的研究与应用水平将取得重大突破。机器人的广泛应用将极大促进社会生产力的发展与产业结构的调整；机器人的制造与销售将成为一个新的经济增长点。开展机器人教育，有助于使我们不至于在机器人时代落伍。,11

5、,1、国外情况 教育机器人的应用，在国外一直是个研究的热点。在过去的几年，NSF 支持的 Computer-Integrated Surgical Systems and Technology Engineering Research Center,发起了高中生用特殊的LEGO机器人和计算机软件来设计和组装机器人使它有外科手术功能。,智能机器人教育现状之一国外情况,12,国外的各种机器人竞赛，如美国三一学院的机器人灭火、韩国的FIRA、日本的RoboCup、FLL挑战赛如火如荼。新加坡国立教育学院(NIE)和乐高教育部将于2006年6月68日 在新加坡举办第一届亚太ROBOLAB国际教育研讨会

6、。国外有关Edutainment形式的研究，无一例外的都伸向了教育机器人领域。例如：GMD Workshop on Edutainment Robots(/)。,智能机器人教育现状之一国外情况,13,2、我国情况 2002年，在北京召开了“关注中国未来的竞争力儿童数字化启蒙”研讨会，会议认为，将数字信息技术介入到传统的幼教方式中去，利用有效的手段与工具对儿童进行数字化启蒙，关系到儿童未来的成长和中国未来的竞争力。2004年，中国教育学会中小学信息技术教育专业委员会召开了第一届全国中小学程序设计与机器人教学研讨会。,智能机器人教育现状之二我国情况,14,国内各个省市举行的机器人比赛把教育机器人的

7、应用推向了一个高潮。国内的教育机器人产商主要包括：上海广茂达，南京紫光科教有限公司，北京通用依耐特，中鸣数码和广州的乐高。我国的智能机器人也已有了很大的发展，哈尔滨工业大学的机器人工程技术中心研制出我国首台带面部表情机器人“百智星”是专门针对08岁儿童智力启蒙、性格塑造的关键阶段开发的，并使用一个专门的百智星幼教网站作为后台支持的幼教工具,智能机器人教育现状之二我国情况,15,3、我国机器人教学 2000年北京景山学校将教育机器人的教育以科研课题的方式纳入到信息技术课程中，在国内率先开展了中小学智能机器人课程教学。,智能机器人教育现状之二我国情况,16,我国教育部于2003年4月正式颁布普通高

8、中技术课程（实验），首次在“信息技术”科目中设立“人工智能初步”选修模块和新增加的通用技术课程中设立了“简易机器人制作”选修模块，从而迈出了我国高中阶段开展人工智能教育的第一步，这也意味着我国的人工智能教育在大众化、普及化层面上跃上了一个新的台阶。,智能机器人教育现状之二我国情况,17,2005年9月份开始，哈尔滨在师范附小、60中、省实验中学等41所学校开设了人工智能与机器人课程教学试点，以必修课形式对小学、初中、高中等三个学段的学生进行机器人科学方面的教育。2006年，哈尔滨市中小学将全面开设“机器人课程”。,智能机器人教育现状之二我国情况,18,香港在高中及高等教育新学制的改革中，首次在

9、高中设计与应用科技中，增设有关机器人制作的课程。2005年12月中国教育学会中小学信息技术教育专业委员会公布了“全国中小学机器人教学实验学校”76个首批机器人教学实验学校，涉及全国16个省。,智能机器人教育现状之二我国情况,19,竞 赛 篇,20,智能机器人教育应用的重要形式之一是各种形式的机器人竞赛。此类活动应当注重培养学生的创造力，协作能力和技能，为此要更加关注竞赛项目的创新性。同时，要注意不要讲目光仅仅盯在机器人竞赛上，而忽视了教育机器人的其他的教育价值和应用形式。,三、智能机器人竞赛在国内的发展,21,智能机器人竞赛 开展各种展示和竞赛活动是普及智能机器人的重要途径之一，智能机器人竞赛

10、项目的内容、规则及评分办法等的创意设计都极富创造性和挑战性。,22,智能机器人竞赛在国内的发展,2000年起步长沙 第一届“广茂达杯”中国智能机器人大赛2001年推广北京 第二届广茂达杯”中国智能机器人大赛广东 第一届全国青少年电脑机器人竞赛2002年发展上海 第三届广茂达杯”中国智能机器人大赛番禺 第二届全国青少年电脑机器人竞赛,23,2003年热潮 上海 第四届广茂达杯”中国智能机器人大赛 第四届全国中小学生电脑制作活动 北京 CCTV杯”智能机器人京沪对搞赛 郑州 第三届中国青少年电脑机器大赛,24,2004年 主流上海 第五届广茂达杯”中国智能机器人大赛淄博 第五届全国中小学电脑制作大

11、赛南宁 第四届全国青少年机器人竞赛广州 第二届全国中小淡定信息技术创新与实践活动,25,2005年 主流 上海 第六届广茂达杯”中国智能机器人大赛 常州 第六届全国中小学电脑制作大赛 西安 第五届全国青少年机器人竞赛 西安 第三届全国中小淡定信息技术创新与实践活动,26,2006年 主流 上海 第七届广茂达杯”中国智能机器人大赛 上海 第七届全国中小学电脑制作大赛 昆明 第四届全国青少年机器人竞赛 上海 第四届全国中小淡定信息技术创新与实践活动 澳门 第二十一届全国青少年科技创新大赛,27,2007年机器人竞赛,全国中小学生电脑制作活动全国中小学信息技术创新与实践活动第八届“广茂达杯”中国智能

12、机器人竞赛第七届中国青少年机器人竞赛,28,机器人竞赛的本质,所谓机器人竞赛，实质上就是学生综合素质能力的竞赛。竞赛中包含了许多能力：编程的能力、动手能力、合作能力、声、光、电、机械等知识在实际过程中的具体应用。在活动过程中，占用时间最多的也是机器人程序的编制和调试。机器人的结构模块、传感器、接口等硬件只是“骨骼”，操作系统和驱动程序才是它的“灵魂”，是它的“大脑”和神经中枢，正是在这个“灵魂”的指挥下，机器人才会有多姿多彩的动作表现。,29,四、机器人竞赛对于课改的作用,激发了青少年的创新精神，培养了实践能力，为全面推进素质教育和青少年科技教育工作打下基础。,30,机器人竞赛对于课改的作用,

13、1、破除神秘感 使学生了解知能机器人的概念和工作方式，破除青少年对机器人的神秘感，为进一步学习机器人的有关知识和技能打下基础。,31,机器人竞赛对于课改的作用,2、提高学生分析问题和解决问题的能力。使学生了解和掌握智能机器人一般用到的传感器和驱动装置的作用，理解体会程序是智能机器人的灵魂，了解机器人是怎样在人类的指挥下工作的，通过为机器人编写程序学到科学而高效的思维方式，提高逻辑思维能力、规划能力，提高学生分析问题和解决问题的能力。,32,机器人竞赛对于课改的作用,3、培养学生的动手能力、协作能力和创造能力。机器人技术涉及多门科学：计算机科学、电学、光学、声学，在机器人制作和改造过程中需要动手

14、动脑，与人沟通和协作。,33,机器人竞赛对于课改的作用,教育部最新颁发的信息技术课程标准已将智能机器人技术列为中学信息技术课程中的教学内容，在南方的很多城市，机器人学教育已成为中小学选修课程。在日本和美国等一些发达国家，也已经开始在信息技术课与课外科技活动开设了有关机器人学的课程内容。,34,国内机器人竞赛活动介绍,全国中小学生电脑制作活动,全国中小学信息技术创新与实践活动,“广茂达杯”中国智能机器人竞赛,中国青少年机器人竞赛,青少年科技创新大赛,35,全国中小学生电脑制作活动鼓励政策,荣获一、二等奖者具有高考保送资格 在高校招生中有加分政策：大学录取线下20分投档。,36,全国中小学生电脑制

15、作活动智能机器人项目,小学组：机器人灭火、一对一机器人足球初中组：机器人灭火、二对二机器人足球、机器人工程挑战赛海洋探险竞赛高中组：机器人灭火与搜救、二对二机器人足球,37,全国中小学信息技术创新与实践活动,智能机器人足球竞赛（2对2）与电脑制作活动的区别：机器人的大小有区别，足球有区别虚拟机器人足球竞赛 虚拟机器人足球竞赛旨在提高中小学生程序设计的应用能力。该竞赛的表现形式要求学生利用所学的知识，自主设计虚拟足球机器人程序，并把编制好的虚拟足球机器人程序提交到指定的竞赛平台，通过足球竞赛的方式决出优胜者。智能机人创新设计 http:/,38,“广茂达杯”中国智能机器人竞赛,39,中国青少年机

16、器人竞赛,中国科协青少年科技中心主办 中国青少年机器人竞赛活动,是上个世纪末由中国科协青少年工作部积极创意并组织开展的一项青少年科技活动。）,40,推荐网站,西觅亚机器人竞赛中心1、中国青少年电脑机器人竞赛2、世界机器人奥林区克竞赛3、美国FLL工程挑战赛4、信息技术创新与实践活动5、机器人世界杯ROBOCUP6、中小学电脑制作活动,41,困惑篇,42,机器人教学存在的问题,一、老师们的困惑 1、开展机器人活动花费资金很大，资金是活动开展的 2、如何得到领导重视和支持。3、无法取得令人满意的成绩（东方不亮西方亮）,43,44,希望大家多提宝贵意见，出谋划策，共同促进全省智能机器人事业的发展。谢 谢！,