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機器人培訓總結范文1
機器人競賽活動是一項綜合多種學科知識和技能的科技活動,旨在培養學生良好的科技素養,發展學生的科學創新精神、實踐動手能力和團隊協作能力,它集知識性、趣味性、競技性于一體,深受學生喜愛。作為一名高中信息技術教師,同時也是機器人競賽活動的輔導教師,如何將機器人競賽活動的培訓工作高效的、有秩序的開展下去,培養出優秀的高科技人才,使得機器人比賽更加精彩。筆者認為針對機器人競賽活動的培訓工作是有方法和策略可尋的,結合自己的實踐操作和經驗總結談談幾點想法。
一、選拔主體對象――參賽選手
參賽選手的選拔是機器人競賽活動培訓過程中的第一個步驟,也是最重要的一個環節。新課程標準的核心理念是學生是學習和發展的主體,這也是機器人競賽活動有效開展的主要對象,機器人教學的出發點和歸宿都應體現在學生身上。所以,參賽選手的選拔尤為重要,如何才能在眾多的學生當中“相中”高科技苗子,尋到自己滿意的參賽選手,建議可以從以下兩個方面著手。
1.對機器人有濃厚的興趣
興趣是最好的老師,是學生學習的強化劑。有人認為:我們每個人從事各種活動,都是由一定的動機、興趣所引起的,有了動機、興趣才能去從事各種活動,從而達到一定的目的。所以,機器人競賽活動選的學生不僅需要對機器人具有很強的好奇心,而且還需要他們對機器人有足夠的興趣。
2.動手能力強
從近幾年的機器人競賽活動的情況來看,無論是重慶市選拔賽(各項目的第一名晉級全國賽),還是重慶市常規賽,大多數項目都要求參賽選手將機器人的零件拆成散件帶入比賽現場,在規定的時間內完成搭建機器人,然后編寫程序調試機器人。這就要求負責搭建機器人的參賽選手在搭建機器人的時候上手一定要快而準,當然,這也是對每個參賽選手的基本要求。
二、輔導教師做好準備工作
機器人輔導教師大多為信息技術教師。作為信息技術教師在給學生上課之前要做的第一件事就是鉆研教材,認真寫好教案。俗話說得好,要給孩子半桶水,自己就要有一桶水。輔導機器人的教師也不例外,所以,輔導教師應做好充分的準備工作。
首先,要讀懂并吃透比賽規則,這一點非常重要。有的輔導教師對比賽項目的規則理解不夠透測甚至是理解錯誤,尤其是比賽項目所要完成的任務要求模棱兩可,這樣會導致輔導方向有誤,培訓效果不明顯,比賽結果是顯而易見的。
其次,輔導教師要樹立正確的榮辱觀,并且要對學生加以正確的引導,要讓他們知道比賽只是一種形式,是培養他們創新能力、實踐能力、團隊協作能力的手段。既然是比賽,那么就應該眾在參與,拿獎或不拿獎或者拿幾等獎都不重要,最重要的是通過這次比賽自己和以前相比綜合能力有了明顯的提高、增長了知識、開拓了眼界等等,只要做到了其中一點,那么,你就是最大的贏家。
三、培訓參賽選手
在新課改的背景下,一天正常的行課安排為上午五節課,下午四節課。為了保證機器人競賽活動的訓練能順利且有效地進行,參賽選手培訓時間一般為中午、下午放學后或周末的課余時間,讓參賽選手在短期內進行集中訓練,在這期間參賽選手要學習的東西很多,主要有以下幾點。
1.參賽選手要認真研讀比賽規則
比賽規則除了輔導教師要學習之外,參賽選手也要仔細研究,因為比賽規則里面包含了很多重要的信息,如競賽流程、競賽所要完成任務、評分標準等等。正式比賽時,輔導教師不能進入比賽現場。所以,參賽選手要對這些重要條款做到心中有數,甚至還要記住某些注意事項,以免在比賽過程中丟失分數或者犯規。
2.參賽選手要反復練習編寫程序,調試機器人
從機器人競賽活動的各個項目比賽情況來看,有些比賽項目的任務要求不確定,只有參賽選手進入比賽現場的時候才知道所要完成任務的具體情況。所以參賽選手要反復習練習編寫程序,調試機器人。只有這樣,學生在比賽中才能游刃有余。
3.參賽選手還要學會如何應對在比賽過程中的突發狀況
參賽選手平時在訓練的時候可能一切都順理成章,沒有遇到過突發狀況,即使遇到了也是輔導教師幫忙解決??墒窃诒荣惉F場有很多不確定的因素是我們無法預料的。所以,在訓練過程中,教師就要預設各種突發狀況,讓參賽選手學會解決各種問題的方法,防止在比賽現場參賽選手措手不及。
四、做好賽后反思
作為高中信息技術教師在教學過程中有教學反思,那么,作為機器人輔導教師在每次比賽過后也要有所總結和反思。每次比賽下來要總結和反思的東西有很多,無論是好的或者不好的都要做好賽后總結和反思工作,把好的、有價值的東西保留下來方便以后再用;不好的想想為什么不好,總結出原因,避免下次再犯同樣的錯誤。
輔導教師要堅持做好每次賽后的反思和總結,這樣不僅有助于輔導教師自身的發展,而且還有助于輔導教師積累豐富的經驗、方法。
機器人競賽活動越來越豐富多彩,每個輔導教師對于參賽選手的培訓工作都有自己獨到的見解,相信在廣大同仁的共同努力下,一定會總結出一套既科學又完善的培訓策略。
參考文獻:
[1]王道俊,王漢瀾.教育學[M].北京:人民教育出版社,1999:551.
[2]全國十二所重點師范大學聯合編寫.心理學基礎[M].北京:教育科學出版社,2002:60-61.
機器人培訓總結范文2
學校機器人社團活動總結
為了進一步推動我校機器人活動的普及與發展,培養學生對科技制作的興趣,促進學生整體素質的提高,同時培養學生動手實踐的能力,我校組織開展智能機器人創新實踐活動。
在學校領導的大力支持下,我們成立了樂高機器人社團班級,利用周一-周五課后時間開展機器人創新實踐的活動研究以及培訓,在活動過程中主要采取教師示范,引導的方式,重點進行程序的編寫方面的訓練。通過活動,學生們豐富了知識,開拓了眼界,了解了更多的前沿信息。
在2020年12月學校舉辦的智能機器人創新實踐活動中,教師以及學生投入了極大的熱情和精力,積極動手動腦不斷進行改進,反復實踐,活動獲得了較好的效果,社會評價高;存在的不足是學生參與面較窄,宣傳力度還有所不足,今后我們應注意通過更多渠道加強對科技創新活動意義的宣傳,激發廣大青少年對科技創新實踐活動的興趣和愿望,鼓勵更多的學生參與到科技創新及機器人制作實踐活動中來,爭取使我校成為科技創新示范校。
機器人培訓總結范文3
關鍵詞:機器人;計算機;教學
1、引言
隨著制造業和信息產業的迅速發展,機器人已在軍事、工業生產、救災、探險、醫療和教育等眾多領域內開始使用。未來機器人將在我們生活的各個方面扮演重要的角色,并大大提高人們的生活水平和質量。機器人的研究開發離不開計算機技術的應用,計算機是機器人的“大腦”,決定著機器人的智能水平,因此,在計算機的教學中,可以引入機器人來促進相關技術和知識的學習。基于這種理念,本人組織研發團隊開發了一個智能機器人教學平臺,在我校開展面向大學生的智能機器人教學研究,以提高我校學生的計算機應用水平,并為培養出復合型創新性人才做出了一些探索。
2、計算機程序設計教學現狀
目前,國內外高校對計算機技術教學都比較重視,在所有高校的理工科大學生中都開展了計算機程序設計教學,程序設計課程在培養學生的邏輯思維能力和計算機應用能力方面取得了比較好的效果。但是,反思目前程序設計教學中存在的問題是必要的。由于大多數教學方案都是把重點放在程序設計語言與語法上,忽視程序設計的實際應用。在教學過程中,學生看不到具體的應用效果與價值,從而使得很多優秀的學生在學完計算機程序設計課程之后,還是不知道怎樣開展應用研究。
對于初學程序設計的大學生來說興趣是學習的動力,傳統的程序設計教學表現媒介一般有字符和圖形兩種,特別是C語言程序的教學,大部分教師采用的是字符的展現形式,初學者很難看到程序設計的應用效果,體驗成功的樂趣。引入智能機器人平臺開展計算機技術教學,使得程序轉化為機器人的思維和能力,學生在編寫完程序后,可以馬上看到效果,這將徹底改變目前的這種教學狀態。
目前,國內外有很多大學和科研機構及公司開發了各種各樣的教學機器人,有的是面向中小學信息教育的,一般是圖形化開發工具,學生學不到真正的機器人開發中必要的程序設計知識;有的是用專用的機器人開發套件,需要學習專門的技術才能掌握機器人的開發,不適合普及教育。而專門針對一般理工類大學生的程序設計教學的機器人比較少見,本項目中研究開發的智能機器人平臺主要用于高校計算機程序設計教學中,研究開發緊密結合教學實際,研究目標明確,是一種創新性的應用研究。
3、巡線機器人開發方案
盡管智能機器人可以有各種各樣的外表,但是,它們都有共同的特征,智能機器人擁有一個“大腦”,能夠像人類一樣進行“思考”,其核心是一臺嵌入到機器人上的計算機。目前,智能機器人還沒有一個統一的定義,大多數專家認為智能機器人至少要具備以下三個要素:一是感覺要素,用來認識外部環境狀態;二是運動要素,對外界環境做出反應性動作;三是思考要素,根據感覺要素所得到的信息,計算出采用什么樣的動作。智能機器人是具有感知、思維和行動功能的機器,它可獲取、處理和識別多種信息,自主地完成較為復雜的操作任務[1]。
在輔導學生參加全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽的過程中,本人經過總結和完善,設計出了一個可適合于不同層次教學的巡線機器人教學方案。在該教學方案中有使用激光傳感器和電磁傳感器的兩種巡線機器人,可以自動識別專門制作的道路自由駕駛。本教學方案中開發的巡線機器人是一種自主型智能機器人,這種自主型機器人具有感知、處理、決策和執行等模塊,可以像一個自主的人一樣獨立地活動和處理問題,硬件上,這種具有一定智能的機器人需要有多種傳感器,功能強大的計算機和靈活精確的驅動系統[2]。
巡線機器人采用結構化設計,硬件和軟件模塊都按一定的規則定義好接口,使得初學者可以快速入門學習機器人的開發。巡線機器人系統結構可分為硬件和軟件兩大模塊,如圖 1所示。
圖 1 巡線機器人系統結構
在硬件設計方面,機器人的硬件實現模塊化設計,學生可以選擇不同的傳感器模塊組裝不同類型的機器人,對于電子類專業的學生,也可以由學生設計開發新的硬件模塊。軟件設計方面,在該機器人平臺上,編寫程序將有關的微控制器硬件接口封裝,降低學生學習程序設計的難度。
采用激光傳感器的巡線機器人通過光學反射原理來檢測識別道路,是一種視覺導航機器人[3]。激光傳感器發射管發射一定波長的激光,經地面反射到接收管。由于在黑色和白色道路上反射系數不同,黑色區域反色回的光線很少,而白色區域反射回足夠強的光線,接收管接收到的反射光強度不同,使得接收管兩端輸出電壓不同,從而可以將黑白路面區分開來,使得機器人可以識別貼有黑色引導線的白色道路。
采用電磁傳感器的巡線機器人,能夠識別道路定頻率的磁場。在道路引導線上(漆包線)通上一定頻率的的脈沖信號,導線中有變化的電流流過,從而在道路的周圍產生變化的磁場。電磁傳感器道路識別模塊能夠探測到這個變化的磁場,并將探測到的信號轉化為數字信號。
電源管理模塊為整個系統各個模塊提供所需要的電源,主要包含電機驅動電源、控制計算機供電電源、傳感器驅動電源等模塊??煽康碾娫捶桨甘钦麄€硬件電路穩定可靠運行的基礎。在設計電源模塊時標注好各個模塊連接線的功能和名稱,以方便組裝和調試機器人。
巡線機器人實時測量出自己的運行速度,才能實現閉環控制,達到精確的控制目的。測速傳感器一般可選成本比較低的霍爾傳感器和價格比較高的光電編碼器,霍爾傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器,價格低廉但一般精度比較低。光電編碼器是一種通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或數字量的傳感器,其精度相對比較高,但價格也比較貴。在教學中,可由學生根據實際的精度要求來選定測速傳感器。
舵機用來控制巡線機器人的左右運動方向,直流電機用來驅動巡線機器人,控制前后運動,這兩種電機都可通過PWM脈寬調制信號的占空比來控制,一般的嵌入式計算機都具有輸出PWM脈寬調制信號的功能,所以比較容易得到電機控制信號。巡線機器人的舵機和驅動電機采用經典的PID控制算法。用函數封裝好PWM脈寬調制信號產生代碼和PID控制算法 的基本代碼,學習的學生只要簡單理解算法的思想和和函數參數的意義,便可參與巡線機器人控制程序的編寫。
4、分層教學方法研究
智能機器人的開發有一定的難度,涉及機械、電子、自動控制、計算機和傳感器等許多專業知識,一般需要組建跨學科的開發團隊來進行綜合的開發。對于不同專業和學習能力的學生,需要有不同的教學方法因材施教。
通過在計算機基礎、計算機程序設計、嵌入式開發和智能汽車競賽培訓等課程的教學實踐活動中,研究并總結出分層次教學方案。即在計算機教學中按三個不同層次,引入智能機器人教學的一系列創新性方法:
第一個層次,面向所有專業的學生,在大學一年級計算機概論課時,講解機器人原理,以及機器人與計算機技術的關系,通過視頻或現場演示機器人,提高學生對學習計算機和機器人等科學研究的興趣。并在相關學生科技活動中,演示原理簡單的巡線機器人,講解開發原理,激發學生對計算機技術的學習興趣。由于所面向的學生既有理工科的也有文科的,每個人的知識結構差異非常大,所以教學的重點在于講解機器人與計算機的關系,使得他們了解機器人技術和計算機技術的基本原理。
第二個層次,在計算機程序設計課程中,主要是《C程序設計》與《單片機和嵌入式系統開發》等課程中,設計一系列機器人編程開發實驗,學生在實驗課時可選擇一種實驗,體驗開發機器人的樂趣,加深學生對計算機技術的深入理解和體驗。學生在實驗中有更多和教師交流的機會,學習更加主動,并可以將自己的作品與同學進行交流比較。從而,吸引一批優秀的學生加入到機器人開發的教學和實驗項目中來。
第三個層次,組織學生參加相關的大學生機器人競賽,近年來,機器人競賽的教育價值逐漸得到人們的認可和重視,機器人競賽對學生的科學認識,科學探究以及科學態度都有積極的影響[4]。目前,已面向全校理工科學生,跨學科組建全國大學生智能汽車競賽團隊,在競賽培訓過程中,組織學生開發智能車(巡線機器人)的硬件和軟件模塊,提高他們的計算機嵌入式系統開發能力。這部分優秀的學生可以培養成具有扎實的自動化、電子和計算機等項目開發能力的復合型人才。
5、結束語
本文對在計算機教學中引入智能機器人的教學方法進行了探討和描述,在計算機程序設計課程中,用機器人來展現程序設計的魅力,取得了比較好的教學效果。同時,吸引一大批優秀的學生參與到相關項目開發和競賽中,機器人的制作與競賽涵蓋了電子、計算機、控制、模式識別、傳感技術、電氣及機械等多個學科,對培養學生的綜合工程開發能力、創新精神、實踐動手能力及團結協作精神均具有良好的促進作用。本教學項目的研究和實施,為培養有創新能力的復合型人才探索出了一條可行的道路。
參考文獻:
[1] 胡蓮君,宋弘.移動智能機器人避障規劃研究[J].四川理工學院學報,2008, 21(4):88-89.
[2] 朱孟強,盧博有等.基于ARM的智能機器人小車控制系統設計[J]. 微計算機信息,2008,24(5).
機器人培訓總結范文4
[關鍵詞]課程體系建設;職業(行業)標準;智能焊接技術
隨著“中國制造2025”的持續深入推進,以軌道交通、工程機械為典型代表的焊接制造行業機器人焊接比重不斷提升,進而對智能焊接專業人才需求大大增加,因此,探索如何培養高素質技術技能型智能焊接人才非常必要。目前,我國已形成涵蓋大專、本科、研究生等多層次的焊接高等教育體系,如何確立高職智能焊接人才培養規格、課程體系結構,課程教學內容如何與職業(行業)標準相融合,使該類型的人才培養滿足智能焊接制造的需求,支撐行業的轉型升級,其意義重大[1]。本文以智能焊接技術專業為載體,探索了職業標準、行業標準與專業教學標準對接的路徑,形成了職業(行業)標準對接專業課程體系建設的經驗和方法。通過職業標準融入專業課程體系的重構和人才培養方案的修訂,探索人才培養的新模式。同時通過對智能焊接專業技術崗位(群)工作任務及職業能力分析,科學確定專業人才培養目標和人才培養規格,創新職業院校課程標準和職業技能標準對接的課程建設理念,綜合優化專業的課程設置和教學內容,實現學歷教育與技能等級教育的深度融合。研究結果為其他專業(群)課程體系建設和課程及教材的開發提供借鑒。
一、建設目標
通過對專業崗位(群)典型工作任務及職業能力的分析,明確智能焊接技術專業必備的專業知識和核心技能,理清職業標準和行業標準融入課程內容的途徑和方法,開展智能焊接技術專業對接職業(行業)標準的課程體系建設與實踐,探索職業標準、行業標準與專業教學標準對接的路徑,形成職業(行業)標準對接專業課程體系建設的經驗和方法;同時以GB/150等國內標準和ISO15609、EN287、ISO9606、ASME等與焊接領域相關的國際標準等為突破口,重構課程體系基礎技能模塊,理清軌道交通、工程機械等焊接制造行業的智能焊接從業人員應具備的知識、能力和素質,逐步把機器人焊接相關標準GB/T19867.4、CWA1.5、ISO14732等融入機器人焊接高端模塊,形成以崗位為主導、標準為主線的“一高兩基”課程體系和核心課程建設思路。創新職業院校課程標準和職業技能標準對接的課程建設理念,總結課程體系建設的內在規律及建設方法、途徑和實施策略,形成可復制、可推廣的課程體系建設模式,為其他專業(群)課程體系建設與課程開發提供借鑒和參考。
二、建設思路
通過對包括軌道交通、工程機械在內的焊接制造行業的調研,解決專業定位問題;按照GB/T29824(工業機器人用戶編程指令)、GB/T19867.4(激光焊接工藝規程)、CWA1.5(弧焊機器人從業人員資格認證規范)、ISO10218(機器人與機器人裝置)、ISO14732(金屬材料機械化和自動化焊接操作工技能評定)、ISO15609(國際焊接工藝規程及評定)、ISO9606(國際焊工資格認證標準)等國內外標準要求,解決典型工作崗位及其能力要求的問題?;跈C器人弧焊操作員、機器人激光焊接操作員等新崗位的人才需求,按照手工焊接技術—焊接工藝技術—機器人焊接技術的技術升級路徑,借鑒工作過程系統化課程開發理論,協同典型企業(中車集團、迪森〈常州〉鍋爐有限公司等),重構“智能焊接高端技術技能課程模塊(一高)、焊接操作基礎技能課程模塊、焊接工藝基礎技能課程模塊(兩基)”的“一高兩基”課程體系。具體為:根據《焊工國家職業技能標準》、TSGZ6002《特種設備焊接操作人員考核細則》、EN287(國際焊工資格考試)標準要求,把以持證項目為教學內容的技能類課程作為專業課程體系的基礎結構(基礎技能課程模塊)[2],根據ISO15609等標準要求,將焊接工藝編制、產品質量檢驗和現場生產管理作為專業課程體系的工藝結構(焊接工藝基礎技能課程模塊),根據GB/T19867.4、CWA1.5、ISO14732標準要求,以機器人焊接操作、編程、工藝以及質量檢驗作為課程體系的高端結構(智能焊接高端技術技能課程模塊)。校企共同制訂課程標準,重組課程教學內容,重整課程項目,解決教學內容更新以對接產業升級對人才需求升級的問題。根據國內外標準和職業資格要求,將符合軌道交通、工程機械等焊接制造的焊工持證項目作為課程主體內容,以焊接方法為主線,由易到難排序教學內容,解決技能類課程建設問題;按照軌道交通、工程機械等焊接制造標準、工藝流程,設計培養學生工藝評定、工藝編制、質量檢驗和現場生產管理能力的教學項目,解決技術類課程開發問題。校企行合作,按照TSGZ6002、CWA1.5、ISO14732的要求,建設集特種設備焊工培訓考核,機器人弧焊操作員培訓考核,國際焊工培訓考核以及技術服務于一體的智能焊接實訓平臺,產教深度融合,時刻保持教學內容與生產需求對接,解決專業教育與行業需求一致性問題。
三、建設路徑與方法
1.對相關專業課程體系建設及焊接專業對接職業(行業)標準的課程體系建設等方面進行回顧和梳理,分析本研究所需的理論支撐以及在本研究中的具體運用[3],在此基礎上明確本研究的研究內容、思路和方法。2.從智能焊接專業人才需求現狀和專業(群)的人才培養現狀分析,開展廣泛的職業崗位調研,進行崗位(群)工作任務及職業能力分析,梳理本專業的職業崗位能力,明確智能焊接專業人才必備的專業知識和核心技能,將本專業的職業技能面向培養目標、培養規格等專業人才培養關鍵要素,結合區域經濟發展對職業人才的具體崗位需求,進行綜合梳理和科學定位,以高技術技能人才的育訓并重新理念,將職業(行業)標準貫通,綜合優化專業的課程設置和教學內容,實現學歷教育與技能等級教育的深度融合。3.從智能焊接專業課程體系建設實際出發,理清職業標準和行業標準融入課程內容的路徑和方法,探索職業標準和行業標準與專業教學標準對接的途徑和實施策略,開展課程體系與教學內容建設。以《焊工國家職業技能標準》為基礎,將ISO9606、EN287等國內外標準融入,培養手工焊接技能扎實的學生,并結合“1+X”技能等級標準、機器人焊接相關行業資格標準、國際標準進行專業課程體系建設、課程開發和教材建設,培養能進行機器人焊接操作、能進行機器人焊接編程、能制訂機器人焊接工藝以及能進行機器人焊接質量檢驗的“四能”智能焊接人才,使人才培養更具有職業特征,更能做到與產業需求相一致。4.基于實證研究的結果,通過智能焊接技術專業對接職業(行業)標準的課程體系建設與實踐,探索職業標準、行業標準與專業教學標準對接的路徑,總結課程體系建設的內在規律及建設方法、途徑和實施策略,形成可復制、可推廣的經驗,為其他專業(群)課程體系建設和實際應用提供借鑒。
四、建設成效
1.創新了職業標準融入課程體系的途徑和方法,構建了“一高兩基”專業課程體系。根據TSGZ6002、EN287標準要求,把以持證項目為教學內容的傳統手工技能類課程作為專業課程體系的基礎結構(基礎技能課程模塊),根據ISO15609等標準要求,以焊接工藝編制、產品質量檢驗和現場生產管理作為專業課程體系的工藝結構(焊接工藝基礎技能課程模塊),根據GB/T19867.4、CWA1.5、ISO14732標準要求,以機器人焊接操作、編程、工藝以及質量檢驗作為課程體系的高端結構(智能焊接高端技術技能課程模塊),構建“一高兩基”的專業課程體系,滿足焊接制造崗位對從業者手工焊接能力、機器人焊接能力以及焊接工藝制訂能力的需求。(見文末圖2)2.創新了以標準為主線的課程開發模式,建設優質“項目化”課程和教材。以軌道交通、工程機械等焊接制造行業標準要求為主線,根據焊接方法的分類特征,按照持證項目技能等級,從簡單的平焊到復雜的全位置焊,再到機器人編程及焊接遞進,開發技能類課程;根據技術類崗位能力需求,以典型生產案例為載體,設計教學項目,并把能力要求分擔到多門課程中,開發技術類課程,校企合作建設教學做一體化教材。3.創新職業標準和行業標準相結合的實訓中心建設模式,打造“多位一體”實訓平臺。省產教深度融合智能焊接實訓平臺包含省人社廳認定的焊工高級技師統一鑒定機構、省市場監督管理局認定的特種設備焊工考試中心,與中國焊接協會共建的全國機器人焊接培訓基地,與德國手工業協會共建的中德國際焊接技術培訓考試中心。作為第三方培訓與鑒定機構,為企業進行焊工培訓及考核,同時利用平臺資源集聚優勢,更有利于校企合作,提高教學團隊對標準的理解與應用,為教學內容的持續更新提供條件。
五、結語
智能焊接技術專業經過幾年的改革探索與實踐,形成了職業(行業)標準對接專業課程體系建設的經驗和方法,探索了職業標準、行業標準與專業教學標準對接的路徑。創新了職業標準融入課程體系的途徑和方法,構建了“一高兩基”專業課程體系,滿足了焊接制造崗位對從業者手工焊接能力、機器人焊接能力以及焊接工藝編制能力的需求;創新了以標準為主線的課程開發模式,建設了一批優質“項目化”課程和教材;創新了職業標準和行業標準相結合的實訓中心建設模式,打造了“多位一體”實訓平臺。同時通過對智能焊接專業技術崗位(群)工作任務及職業能力分析,科學確定專業人才培養目標和人才培養規格,創新了職業院校課程標準和職業技能標準對接的課程建設理念,總結了課程體系建設的內在規律及建設方法、途徑和實施策略,形成了可復制、可應用、可推廣的經驗。同時教學中采用行動導向教學法與任務驅動教學法相結合組織教學,體現“以學生為主”“理實一體”“學中做、做中學”的理念,使學生獲得與企業相似工作崗位要求相一致的職業能力,教學質量顯著提升,培養的人才深受用人單位的好評。
參考文獻:
[1]胡秋.基于一體化教學過程技工院校焊接專業課程體系建設的研究[J].現代職業教育,2020(6):128-129.
[2]姜澤東,史維琴,陳保國.特種設備制造標準融入焊接專業課程建設的探索與實踐[J].科技信息,2013(15).
機器人培訓總結范文5
關鍵詞 VEX項目;綜合能力;初中;電腦機器人
中圖分類號:G633.93 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2014)15-0030-05
1 電腦機器人比賽VEX項目介紹
VEX機器人比賽項目由來 VEX機器人大賽是由加利福尼亞州立大學(California State University)、卡耐基梅隆大學(CMU)、美國太空總署(NASA)等單位組織的一項世界級大賽,又稱VEX機器人世界錦標賽。2006年中國科協將此項目引入我國,成為每年機器人大賽中五個項目中的其中一個(每個項目分小學、初中、高中三個組別)。采取“市―省―全國”層層選拔的比賽形式,每個層次第一名才能晉級下一層次比賽,每年全國冠軍將代表中國參加世界錦標賽。
VEX機器人項目比賽特點 VEX項目每年都會更換不同新的比賽主題與規則,每個參賽隊伍都要根據新規則重新設計比賽機器人,對所有參賽隊伍而言每年比賽都是新的競爭。比賽分自動(15秒)和手動(105秒)兩個時段共120秒鐘進行,互動性強,對抗激烈,不僅重視競爭和結果,更重視體驗過程。該項目能提高并促進青少年的團隊合作精神、領導才能、創新能力、動手動腦能力與解決問題的能力,是一項很受師生歡迎的科技特色項目。
本校參加VEX比賽情況介紹 筆者從2009年連續4年輔導初中學生參加電腦機器人VEX項目比賽,多次在省、市級比賽中獲獎,并在2012年獲得第十二屆中國青少年機器人大賽VEX項目初中組金牌。學校在此項目中雖然取得較好成績,但要想在一段時期內保持優勢還是有很大的難度,因為參賽選手大都是以初一、初二學生為主,每年都需對初一新選手重新選拔并進行有效培養,抓好這一環節才能保持項目選手的連續性,保持競爭優勢。筆者經過幾年的實踐探究,同時參考借鑒其他兄弟學校經驗,針對VEX項目中學生綜合能力要求方面做了一些深入研究探討,以期在科學理論與實踐經驗相結合基礎上形成有效訓練方案,以提升綜合能力為目標,加強對初一、初二選手的培養。
2 VEX項目訓練與比賽中學生應具備綜合能力分析
VEX比賽每支隊伍需要四個人參加,按分工不同分為兩個操控手、一個指揮官、一個后勤保障手,每人各司其職負責不同具體內容,相互配合。每個選手原則上都應該具備較強的綜合能力,但根據分工不同,每個角色能力培訓重點也不相同。
指揮官具備的能力分析 指揮官有時候是一場比賽成敗的關鍵,指揮得當,操作手進攻與防守都會有序進行,否則比賽就會變成毫無章法的混戰,作為一名指揮官應具備以下幾種能力。
1)指揮比賽能力。在訓練與比賽中要根據場面情況進行合理分析、判斷,指揮己方兩個操作手進行有效的進攻與防守的能力。
2)團隊合作能力。有良好的集體主義精神與榮譽感,協調上場比賽中三人之間的關系,通力合作盡量少犯錯誤,但一旦出現問題,要有穩定軍心的能力。
操作手具備的能力分析 操作手是比賽的靈魂,比賽進攻與防守倚重操作手去完成,作為一名操作手應具備以下幾種能力。
1)情緒控制能力。在比賽中克服競賽焦慮癥帶來的消極影響,在任何時候能較好的控制自己的情緒,放下多余思想包袱,學會輕裝上陣,有良好的自控能力。
2)臨場應變能力。在比賽中能沉著冷靜的應對各種不可控制的內外部因素影響,以不變應萬變,具備對賽場中發生任何事情都能靈活處理的能力。
3)動手與動腦能力。在訓練與比賽中能獨立自主設計、檢查、修護、維修機器人,碰到問題能及時分析、判斷并解決問題。
后勤保障手具備的能力分析 后勤保障手雖然不用上場比賽,但其協作與幫助同伴的作用同樣重要,是一個小組團隊中不可分割與忽視的力量。
1)認真仔細注重細節能力。能時刻保持清醒頭腦,注重訓練與比賽各個流程環節中每個細節的處理,有為同伴及時提供各種后勤保障幫助的能力。
2)幫助同伴及時調控情緒能力。能及時幫助同伴在比賽中緩解各種緊張情緒,調整好心態進行比賽。
3 綜合能力培養策略設計
從學生對VEX項目完全陌生到能勝任比賽所需的綜合能力需要較長的訓練培養才能形成,筆者在幾年的實踐中以系統整體原理為指導[1],把學生訓練、比賽中各相關因素看作一個有機整體,以科學訓練策略、訓練方法與能力培養為抓手,形成了一套相對完整的實施有效訓練與比賽的方案。
分階段訓練策略 如何從初一新生中挑選出合格勝任的選手,需要經過理論學習―基本技巧練習―戰術策略訓練―綜合實戰能力培訓幾個從易到難的階段。每個階段都需要2~3個月的時間進行,期間不斷淘汰不合格選手,最終剩下八位選手做最后綜合訓練與比賽。
以舊帶新策略 榜樣的力量是無窮的,組織新選手參觀老選手訓練,老選手對機器人進行熟練操控情景可有效激發新選手的興趣產生參與動力,實踐表明,由老生訓練新生效果有時比教師訓練新生效果還要好。
對抗訓練策略 VEX比賽是二對二共四臺機器人在場的對抗比賽,所以一開始訓練就把學生分成兩組進行對抗訓練,這樣能增加競爭對抗意識,在競爭對抗中鍛煉培養綜合能力。
小組合作訓練策略 VEX小組訓練開始就要求小組內相互學習,每次訓練都是在共同協商后才進行,即重視訓練數量更重視訓練質量。
自主動手動腦策略 從機器人的設計到搭建以致機器人零件維護、保養、更換都由學生親自操作,教師承擔指導工作。教師大膽放開手腳讓學生自主去探究,在可控范圍內允許學生犯錯誤,學生在教師的指引下充分發揮聰明才智參與實踐鍛煉,可有效提升動手動腦方面的能力。
4 具體實例實施
2013年主題為“奪壘奇兵”VEX工程挑戰賽訓練實例。
理論學習初級階段
1)計劃目標:從新初一學生中選出對VEX項目感興趣的學生
2)方案實施時間:兩個月。每周進行一天理論培訓,每次1.5小時。
3)具體行動內容:每年組織新初一學生進行機器人圖片展覽與視頻觀看,觀摩VEX選手進行的機器人表演,學生通過觀看視頻、圖片、表演在心里產生榮譽感,激發學生興趣愛好,然后召集有興趣的學生做簡單游戲競賽與理論知識培訓。內容包括信息技術、造型技術、電子學、物理學、傳感器、計算機軟件、硬件和人工智能等眾多先進技術知識,人數大約30人左右,經過兩個月理論知識培訓后進行紙質考試,從中挑選出16人進入下一輪培訓。
初級技巧訓練階段
1)計劃目標:在16名學生中挑選八名具有VEX比賽潛能的學生。
2)方案實施時間:兩個月。每周進行五天訓練,每次1.5小時。
3)具體訓練方法:無論每年VEX項目競賽主題、比賽規則、機器人構造、功能如何變化,其共同之處都是機器人去拾取得分物品投放到得分處,雙方在120秒鐘比賽后進行計分決定勝負。因此,每年都需要從機器人拾取得分物品開始做基本技巧訓練,從簡單技巧訓練慢慢過渡到復雜的綜合訓練。
①時間知覺訓練法(運動心理學術語,時間知覺為選手對時間長短、快慢、節奏和先后次序關系的反映,本研究借用此概念就是要訓練學生的時間節奏感,為有效地運用技能、戰術、策略打下基礎)。在105秒鐘手動時間內,每隔30秒就有專人播報一次時間,以便在學生頭腦中逐步建立時間知覺概念,在此基礎上再取消由別人報時,轉而讓學生自己能大概每隔30表自動報時,這樣在比賽中選手就能在不同時段內靈活采取各種戰術策略進行比賽。
②錄像回憶法。在訓練與比賽中全程進行錄像,事后進行回放,察看運動技能、戰術、策略等要素運用情況得失,以便在比賽中頭腦能形成正確清晰、固化的步驟。
③情緒控制法。正式比賽時選手在特定環境中生理、心理上都會產生高負荷,很容易出現心跳加快、呼吸急促、手心出汗、手腳僵硬冰涼、腸胃痙攣、腦子一片空白等競賽焦慮癥現象[2]65。平時訓練就要讓學生學會利用深呼吸來調整情緒,如先蹦跳30秒促使人興奮后迅速閉目養神,大口呼吸到慢慢均勻呼吸,努力使心情平靜、肌肉放松,也可以在情緒波動時適當聽音樂進行調整,每天堅持訓練,這樣對消除緊張情緒會有好的效果。
4)具體行動內容:
①小組分工,把初步挑選的16名學生分成兩個小組進行一對一的對抗訓練,由于初一學生在生理、心理等方面發育還沒有成熟,以前也沒有接觸過機器人這個項目,因此在實際訓練中表現都很興奮,情緒波動明顯、操控機器人時會顯得很緊張。如何才能有效的進行訓練,可以在每個小組內進行分工合作,當一個學生操控訓練時,組內中一個人專門負責提醒操作手對遙控器的操控是否熟練;一個人負責提醒機器人操控的熟練程度;一個人負責訓練后場地器材擺放;一個人負責30秒報時提醒;一個負責錄像回放。每次訓練都是先小組內商量后再開始進行,每人每次訓練105秒,最后登記拾取沙包的數量。
備注:場地分紅藍雙方,每方有兩個顏色方塊為機器人最開始位置啟動區,各方機器人負責把沙包拾取后放到中間相應顏色的槽中。
②分階段訓練。
第一階段(四星期)紅藍雙方各自在自己半場地(機器可以穿過中間護欄)進行拾取沙包,綠色沙袋與黃色沙袋分值相等,主要觀察每個人利用遙控器對機器人拾取沙包操控的熟練程度。
第二階段(兩星期)紅藍雙方各自在自己半場地(機器可以穿過中間護欄)進行拾取沙包,綠色沙袋與黃色沙袋分值不相等(一個黃色沙包分值相當于五個綠色沙包),繼續觀察每個人利用遙控器對機器人拾取沙包操控的熟練程度與初步戰術技巧(如何先保證拾取分值高的物品)。
第三階段(兩星期)紅藍雙方各自在自己半場地(機器可以穿過中間護欄)進行拾取沙包,但操控手站位是在機器對面,綠色沙袋與黃色沙袋分值不相等(一個黃色沙包分值相當于五個綠色沙包),繼續觀察每個人利用遙控器反向對機器人拾取沙包操控的熟練程度與初步戰術技巧(如何先保證拾取分值高的物品)。
VEX訓練場地圖如圖1所示。
③訓練效果與分析,如表1所示。
由表1可以看到,在第一階段初一新生情況大體相同,都沒有接觸過VEX機器人,對如何用遙控器去控制機器人拾取沙包的經驗都等于零,所有同學在同一起跑線上。總體看學生使用遙控器的手感都不好,心情比較緊張,情緒波動大,一旦有沙包難拾取時就顯得很慌張。隨著時間的推移,每次訓練時啟用錄像回放技術、呼吸控制情緒方法、小組商量策略后有些學生能迅速找到自己的弱點并及時克服。由于每個人手感、情緒控制能力、知識理解接受能力存在差異,在大約四周時間訓練后學生拾取沙包數量開始出現有比較大的差距,情緒控制好的學生能充分放松肌肉與緩解緊張心情,遙控器操控的手感比較好,拾取沙包數量就會多,相反心情緊張情緒波動大的學生手感就不好,拾取沙包數量自然就比較少。
有了第一階段的基礎,在第二階段兩周訓練期間,學生表現進一步出現分化現象,能比較好利用呼吸調節情緒法去訓練自己的學生在操控上開始顯得很從容,身體肌肉、手指能充分放松,使用遙控器的手感開始形成,也開始慢慢學習戰術策略技巧,會優先拾取高分沙包,整體得分數量都在上升。
在第三階段兩周訓練期間,由于是面對機器人反向操控,難度增加,有些學生適應能力不夠,開始時整體分數都在下降,但有些綜合素質強的同學,在每次訓練后反復觀看自己的視頻回放情況,然后小組一起商量解決辦法,能迅速調整自己的狀態,最終能達到第二階段拾取沙包的數量,能力遜色的學生反向操控逆向思維與情緒控制方面則始終進步不明顯。
經過三個階段的訓練,最終將挑選八位綜合能力較好學生做最終的正式訓練與比賽,八個學生分成兩個小組與老選手進行對抗練習。女生整體上對機器人的操控能力遜色于男生。
技巧、戰術綜合訓練階段
1)計劃目標:在小組內考核每個人適合擔任的角色;確認小組分工后整體的技巧、戰術實戰配合綜合演練。
2)方案實施時間:三個月,每周進行五天訓練,每次1.5小時。
3)具體訓練方法:本階段著重是有關戰術策略、模擬演練、抗干擾應變能力的實戰演練,在前幾種訓練方法的基礎上,結合以下兩種方法一起綜合訓練。
①模擬對手的多種戰術法,針對不同的假想對手,設計不同的進攻、防守戰術策略進行模擬演練(老選手模擬假想對手),在比賽中就能根據不同對手靈活采用各種有效的戰術策略。
②因素干擾法,比賽中存在各種可控制與不可控制因素干擾比賽[2]89,盡量模擬比賽賽程混亂、裁判不公、場地不規則、機器人出故障等干擾因素,訓練學生碰到任何干擾因素都能在較短時間內冷靜分析問題,準確判斷,做出合理的決策,調控比賽朝著有利于自己方向發展。
4)具體行動內容
①小組分工。把八名新學生分成兩個新小組與兩個老選手小組進行對抗訓練,以舊帶新,新小組內兩個人擔任操作手,一個人擔任指揮官,一人擔任后勤保障手負責進行報時、錄像、細節提醒、機器維護等操作。如圖2所示,比賽每方有兩臺機器進行二對二的四臺機器對抗訓練,每次訓練都是先小組內商量后再開始進行,每人每次訓練105秒,每天登記對抗的輸贏結果。
②分階段訓練。
第一階段(一個月),新小組內角色輪流擔任,在老選手的幫助下學會各種技巧、戰術配合內容,并觀察考核新小組中每人適合擔任何種角色。
第二階段(一個月),新生在老選手的幫助下逐漸學習機器人的設計、搭建、編程,最終每個新小組有兩臺機器人使用,每臺機器人的維護、維修工作由學生自己解決,遇到大困難時才由指導老師解決。
第三階段(一個月),在新小組內固定角色后重新進行新、舊小組戰術模擬對抗練習,期間增加各種干擾因素進行各種對手、戰術模擬實戰訓練。增強賽前心理輔導訓練。
③訓練效果與分析
由表2可以看到,首先是新選手個人能力方面存在差異,在每個角色輪流扮演中,有些人適合擔任操作手但不適合擔任指揮官,有些人適合擔任指揮官但不適合擔任操作手(帶*號在班里擔任班干的學生指揮能力相對強),綜合能力出眾的學生只有1~2個。其次是以前都是一對一的對抗訓練,戰術策略相對比較陌生,在本次訓練的第一、二階段(兩個月)新選手之間缺少相互配合進行進攻、防守、協防、卡位等有效戰術,比較喜歡獨來獨往,操作手與指揮官之間配合需要磨合,小組合作有所欠缺。結果是他們在與老選手對抗前期基本是輸多贏少,后來通過相互小組合作學習綜合能力逐漸增加,贏的機會也慢慢增多。經過兩個月的訓練后每個人的角色大概能確定下來,為最后綜合訓練打下基礎。此表也可以看出新2小組的綜合能力強過新1小組。
第三階段(一個月)主要是進行賽前心理輔導訓練與運用各種戰術策略、應對干擾因素的綜合實戰訓練。老選手在綜合能力、應變能力、比賽經驗方面稍微好一點,新2小組隨著經驗、能力的增加,對抗次數增加,輸的次數在減少,綜合能力在不斷提高,最終能基本達到比賽的要求。
參加各級比賽 新生與舊生平時訓練中各種能力達到什么樣的水平需要在真實的各級比賽中進行檢驗。學生通過賽前訓練,賽后總結經驗教訓,查找自身的優缺點,不斷提高了綜合能力。
5 方案實施成效
此訓練方案在近幾年實踐檢驗中顯示較有成效,在國家―省―市各級比賽中都取得不錯成績,具體如表3所示。
6 研究結論及后續研究
科學有效的訓練策略、訓練方法是培養學生綜合能力的重要保障 科學有效的訓練策略、方法結合有效的實踐經驗,配合相應理論指導對培養學生的綜合能力是十分有效的,由此形成的訓練方案一年一個循環,即新選手的培養與篩選―學生相關知識的學習―在實戰中戰術策略與能力的培養―賽前心理輔導―賽后總結完善方案―新學年再循環,每一次循環實踐都是一次總結提高完善的過程。流程圖如圖3所示。
學生綜合能力遷移是后續研究的重要內容 如何把訓練與比賽中形成的能力轉化遷移到學習、生活中,有助于學生綜合素質與學習的提高[3],這是以后需要仔細研究探討的問題。學生參與訓練、比賽只是能力培養的一種手段,在比賽中形成的各種綜合能力讓學生終身受益才是教育的目的。
參考文獻
[1]胡衛平.青少年科學創造力的發展與培養[M].北京:北京師范大學出版社,2003:32.
機器人培訓總結范文6
關鍵詞:人形機器人;初中;課堂應用
中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 論文編號:1674-2117(2015)15/16-0187-03
人形機器人的概況及應用研究
人形機器人的研究開始于20世紀60年代后期,解決人形機器人通過雙足進行行走是當時的主要目標?,F階段,人形機器人主要有兩個發展方向:一是追求其外形上與真實人類的各種特征相似,二是使機器人的功能更接近人類,能完成與人類相似的思維和動作。
人形機器人一般由伺服電機、控制主板、鋰電池、金屬框架、與控制主板相配套的軟件組成,這樣構建的機器人主要應用于教育領域。例如,ROBOT?X人形機器人,在機器的各活動關節的配置多達17個伺服舵機,具有17個自由度,身手自由便捷,更能完成諸如手臂后擺90度的高難度動作??刂浦靼孱愃朴谌诵螜C器人的腦部,通過自身的智能編程軟件便能自動地完成所有動作。鋰電池為人形機器人進行活動提供了能量。金屬框架類似于人形機器人的骨骼,對整個機器人起著支撐作用。由這些部件組合起來的人形機器人能在音樂的伴奏中完成起舞、行走、起臥、武術等表演,甚至還能完成翻跟斗等雜技以及各種奧運競賽動作。
現如今,人形機器人不僅大量應用于工業技術中,也逐漸走進了課堂教學中。機器人教育是指學習、利用機器人,優化教育效果及師生勞動方式的理論和實踐。人形機器人用于課堂教學,可以實現主持教學、輔助教學、管理教學甚至可以處理教學事務等諸多功能。
人形機器人引入初中教育的必要性
初中生的身心發展具備一定的典型特征,如果處理不當,這些特征勢必會影響學生的學習與發展,因此教育必須與學生身心發展特征相適應。這些特征主要表現為:①在生理上,生長發育迅速,第二特征開始出現,生理上的特點要求教育不應給予學生過重的課業負擔,在學習之余必須適當開展有益他們身體生長發育的學習活動。②初中生的感知日漸靈敏,記憶力有了極大發展,同時情感外露不理智,自控能力并不強,這就需要教師在課堂中注重學生綜合能力的培養。
然而,與之相對,目前我國初中教育具有如下特性:①教學資源良莠不齊。由于地區、學校間的教學資源分配不平衡,學生所占據的教學資源并不統一,教學資源貧乏地區的學生可能無法接受到良好的教育。②教學模式枯燥單一。目前,在初中課堂中,教師主導的教學模式依舊是主流,學生的學習較被動。③課業負擔較為沉重。在當今應試教育的巨大壓力下,初中學生面臨中考這一巨大負擔。另外,在學校學習中,以作業為主的學習方法也使得他們小小年紀就背負上了沉重的課業負擔。
因此,為了適應初中學生年齡結構特點,改變初中課堂中的陳規陋習,我們將人形機器人引入初中課堂并探究其應用效果。
人形機器人應用在教育中的特點和價值
1.特點
(1)教學性
學校應用人形機器人是為了主持教學、輔助教學、管理教學甚至可以處理教學事務,我們應按教育工作者的特殊職業要求來賦予人形機器人教育特色、具備教學特性。
(2)人機友好性
人形機器人要被師生喜愛,必須具備人形化的人機界面,只有當人機信息交流無障礙,操作使用靈巧的時候才能方便教學工作的開展。對于師生的提問和要求,需要設定程序來實現其關懷和耐心,這樣,才能起到耐心教育、傳道解惑的目的。
(3)高智能性
人形機器人必須具有較強的思維力、記憶力、觀察力、注意力,在教學事務中,對師生的狀態能及時、準確判斷并迅速做出較正確的反應。
(4)多功能性
人形機器人應具有輔助教學、管理教學、處理日常事務等多種功能。
(5)專業性
人形機器人不需要做到萬能,也不需要精通各個科目,它只需要精通自己被賦予的功能,具備專業特色,能夠實現專門職責。此時,如果注意加強各學科教學機器人之間的協調,就能夠實現人形機器人的全方位發展。
(6)安全性
機器人三原則對機器人的安全性做出了規定,安全性是人形機器人必須具備的首要特性:①不能漏電,不能因電器短路而發生毀損和爆炸。②不能程序混亂失去理智。③應有應急安全措施。
基于以上特點,我們開展了人形機器人進入初中課堂的教學活動。這一活動具備改善教學的效果、改善教師與學生的工作和學習的方式兩個作用。
2.創新價值
(1)普及人形機器人知識
通過加強人形機器人教學,普及人形機器人知識,可以消除大眾對機器人的神秘感,提高全社會對機器人的認識度。通過教育領域的應用,我們可以將人形機器人拓展到其他領域,促進機器人在社會各領域的應用。
(2)提高人形機器人應用能力
人形機器人應用需要具備非常高的專業水準,它涉及編程控制、管理維護、人機關系等許多有待發掘和探索的內容。作為操作者,我們必須了解人形機器人的原理、結構、功能、使用方法、注意事項,才能提高應用水平,更好地進行機器人研究。
(3)提高人形機器人研制能力
機器人的研制,依托于一大批精于多門類學科知識的專門人才,因此,需要不斷學習、研究最新成果。而這一切的基礎有賴于多形式多層次的機器人教育。
(4)深入開展信息技術教育
如今信息技術教育存在一系列弊端,開展人形機器人教育有助于克服弊端。一方面,避免“重軟”“輕硬”、重模仿輕創新、重實踐輕理論的通病。另一方面,要避免片面強調軟件工具應用技能的學習而造成的程序設計思維素質培養的缺失。
3.教育價值
(1)從社會學角度看
人形機器人在教育系統中由于功能特殊,具備了教師、學習伙伴、助手等多個角色的特征,它們以此為范本,各自發揮著相應的教育作用。
(2)從文化學角度看
人形機器人教學采用了新型信息傳播方式,為教學信息的傳播帶來了變革。
(3)從心理學角度上看
人形機器人教學可以發揮激發興趣、促進感知、加深理解、鞏固記憶等多種作用。這些作用綜合起來,可以激發學生的學習興趣,提高學生學習的效率。
人形機器人在初中課堂的應用現狀
當前人形機器人在教學中主要充當五種角色:主持教學、輔助教學、單一學科教學、管理教學、事務等。
我國中小學機器人教育課程主要有:選修課、綜合實踐活動課(競賽活動課)、信息技術課等。然而,人形機器人教育還是沒有被足夠引起重視。雖然人形機器人教育還沒有正式進入教學課程層面。但目前已有許多中小學校開展了各種課外學習活動,在興趣班中引入了機器人教學,而且從總體的調查研究來看,機器人課程也進入了我國的一些教學先進地區,如北京、上海、廣東、山東、湖北、黑龍江等省市大部分學校已經開展機器人教育。與此同時,香港在初級高級課程改革中,也不斷增設各種機器人課程。種種例子都表明,我國中小學機器人教育課程正迎來一個快速普及的時期。
然而經過十多年的發展,傳統的小車形機器人教育遇到了難以逾越的瓶頸,因為技術的發展更新,比賽中不得通過不降低電池電壓、減少電機數量等技術手段來保證比賽的公正性,機器人教學也是過多地關注硬件技術的更新,對學生創新能力的培養漸漸弱化。因此,我們也要承認國內機器人教育中的不足之處。與國外相比,我們開展的課堂形式與其相差不多,但是普及深度和廣度還存在較大問題,在文化與社會積淀方面也存在著較大差距。相對來說,短期內,我們需要加強軟件、硬件投入來解決軟硬件投入不足問題,但從長久來看,師資力量的不足是一個更需要關注的問題。
人形機器人課堂教學在我校的開展情況
我校使用的泰山版的信息技術教材在第三冊下就安排了機器人的課程,不過教材中的教學內容還是以傳統的小車形機器人為主。而近幾年各種電影、小說以及媒體報道中的機器人的形象都是可以兩足獨立行走的人形機器人,為了更好地順應時展的潮流,2014年初,我校購買了兩臺人形雙足機器人。經過培訓后信息技術教師基本掌握了該型號機器人的使用方法,并輔導學生制作了機器人舞蹈節目,在學校元旦晚會上演出后激起了師生的學習熱情。
經過一年的使用,在了解了人形機器人的基本原理和編程調試技巧后,學校將湖州愛創公司的人形機器人用于課堂教學,這款人形機器人,編程界面簡單并且集成了語音識別功能,舵機控制板帶有舵機保護功能,比較適合課堂教學。我校通過全面開設人形機器人課程,激發學生的學習積極性,選拔了一批優秀的學生,在2015年山東省機器人比賽中取得了優異的成績。
總結與反思
我們要全面看待人形機器人進入初中課堂的效果:一方面人形機器人在初中教育中具備種種優勢和眾多教育價值、創新價值。另一方面人形機器人在教育領域的發展相對于其他領域的機器人而言起步較晚,在技術上尚未成熟,又因為未得到教育部門的足夠重視,現在的發展模式依舊存在許多弊端,亟待改善。
1.人形機器人的發展處在起步階段,技術上較為原始
世界上廣泛使用的機器人主要是工業機器人,特別是面向制造業的工業機器人,工業機器人和教育機器人的發展不協調導致了其發展步調不統一,分別發展的人形機器人在各方面上都存在著一定弊端。
2.人形機器人的應用沒引起教育部門的重視,宣傳和引導也較乏力
隨著科技的發展,人形機器人逐漸進入小學、中學和高校課堂。機器人比賽中也有眾多學生參加。然而,機器人價格昂貴、維修保養費錢費力等缺點導致了現如今機器人教育無法得以大力推廣,眾多學校只是以課外活動、興趣班、培訓班的形式開展機器人教育活動。
3.在硬件上,資金投入不足
人形機器人的配件有別于傳統的車形機器人,其主要部件舵機損壞后很難維修,購買新的部件又是一筆不菲的開銷。同時,購買的各種品牌人形機器人硬件設備之間通用性較差,即使使用的是同一型號的舵機,也因為固定位置、軟件等原因很難通用,希望國家教育部門盡快推出教育行業人形機器人規范,制訂出統一的標準,以利于人形機器人教育事業的良好發展。
隨著教育系統對教育的投入不斷增加和越來越多應用于教育的人形機器人生產廠家參與到生產和競爭中,相信在不久的將來,將會改變現在只有少數學生接受人形機器人教育的現狀,人形機器人可以廣泛進入初中課堂,為教育模式的創新起到越來越重要的作用。
參考文獻:
[1]李紅,鄭劍春.從機器人項目的開展與評價看中美兩國機器人教育的差異[J].調查思考,2009.
[2]張劍平,.機器人教育:現狀、問題與推進策略[J].中國電化教育,2006.
[3]姚艷秋,王曉光.中學機器人教學的認識與實踐[J].吉林省教育學院學報,2009.
[4]彭紹東.論機器人教育[J].電化教育研究,2002.
[5]秦健崔,鑫治,李曉剛.我國機器人教育研究現狀與我校校本課程建設[J].中國信息技術教育,2011.