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[专题]机器人类科技教育活动案例

文_王莎莎/《科技类校外培训机构开展科技教育活动指南》编写组

2022-09/总第318期

阅读数15

机器人活动是融合电子、机械、生物、计算机科学与工程、人工智能等先进技术,通过设计和开发能解决实际问题的智能人造物[1],激发学生学习兴趣,培养学生综合能力的多学科交叉活动。机器人活动属于科技教育范畴,是以提升学生核心素养,培养学生兴趣爱好、创新精神和实践能力为宗旨,以提高学生的工程思维、计算思维和设计思维为目标的教育,是信息科技、劳动与综合实践活动的拓展补充,为学生个性化发展和全面发展提供有力的支持。

机器人活动的理念包含:关注学生的个性化发展和全面发展,着力提升学生的多元素养;促进学生创新精神的发展,加强学生实践能力的培养;紧密联系学生的生活实际,努力反映先进机器人技术和先进文化。

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机器人活动一般都配有基于学生的学龄特征与认知规律的教具,包含结构、电子和编程,并根据不同学龄段匹配相应的内容(表1)。

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根据机器人活动的目标和学习特色,一般从计算机科学、跨学科、生活、项目、思维和创造等维度设计活动。机器人活动的课程资源一般包含教具清单、教材、课件、教案(参考搭建图)、备课视频(课堂实录)、学习报告和测评题库等,便于一线讲师备课和授课。


【活动案例】

智能浇花机器人


人类掌握植物种植技术已有近万年,中国发现的最早的粟遗址,是距今已有8 000年的碳化粟粒。以前种植全凭经验,代代相传,用眼睛观察天气情况,靠天吃饭,用手试土壤的干湿度,决定是否浇水。虽然经过千年的技术传承,培育植物的经验已经很成熟。但是个人能力的差异,难以形成标准化,造成判断不精准,导致植物长势不理想,经济效益低。如今,信息技术正在被广泛应用到植物栽培中。利用各种电子传感器,可以更精准地判断土壤干湿度,判断土壤质量;利用智能处理器可以更精准地确定何时浇水、何时施肥等。人们利用工程思维、计算思维、设计思维,建设数字化农业,让植物的产量和质量越来越好,让我们感受到智能信息技术给人类生活带来更多的实惠。

21世纪是机器人的时代,如今单片机得到迅猛发展,其以高性价比、高速度、小体积、可重复编程和方便扩展等优点,在实践中得到了广泛的应用。


活动育人价值

本项目活动中,学生不仅学习自动测量土壤干湿度,同时还要学习认识植物特性(生物)、土壤干湿度测量原理(自然、物理)、机器人结构设计(工程)、逻辑编程(计算思维)等多种知识。通过培养不同的花卉植物,设计制作智能浇花机器人,让学生在劳动中培养环境保护意识,提高信息技术素养、工程设计能力和动手能力。本项目的育人价值主要体现在以下几个方面。


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