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教育機器人是一類應(yīng)用于教育領(lǐng)域的機器人,它一般具備以下特點:首先是教學(xué)適用性,符合教學(xué)使用的相關(guān)需求;其次是具有良好的性能價格比,特定的教學(xué)用戶群決定了其價位不能過高;再次就是它的開放性和可擴展性,可以根據(jù)需要方便地增、減功能模塊,進行自主創(chuàng)新;此外,它還應(yīng)當有友好的人機交互界面。
機器人的發(fā)明、研究及應(yīng)用實踐是以科學(xué)研究和社會生產(chǎn)為需求的,進入到教育是其領(lǐng)域的擴大與發(fā)展。但是,由于它所涉及知識的廣泛性和涉及技術(shù)的綜合性,這都使得機器人對教育而言具有更多的價值。根據(jù)有關(guān)機器人教育專家的研究與實踐,機器人教育的應(yīng)用可以分為五種類型。
第一種方式:機器人學(xué)科教學(xué)(RobotSubjectInstrucTIon,簡稱RSI)
機器人學(xué)科教學(xué),是指把機器人學(xué)看成是一門科學(xué),在各級各類教育中,以專門課程的方式,使所有學(xué)生普遍掌握關(guān)于機器人學(xué)的基本知識與基本技能。其教學(xué)目標如下。
(1)知識目標:了解機器人軟件工程、硬件結(jié)構(gòu)、功能與應(yīng)用等方面的基本知識。
(2)技能目標:能進行機器人程序設(shè)計與編寫,能拼裝多種具有實用功能的機器人,能進行機器人及智能家電的使用維護,能自主開發(fā)軟件控制機器人。
(3)情感目標:培養(yǎng)對人工智能技術(shù)的興趣,真正認識到智能機器人對社會進步與經(jīng)濟發(fā)展的作用。
機器人教育成為學(xué)科課程,尤其對中小學(xué)而言師資、器材、場地及活動經(jīng)費、教學(xué)經(jīng)驗等都具有很大的挑戰(zhàn)。
第二種方式:機器人輔助教學(xué)(Robot-AssistedInstrucTIon,簡稱RAI)
機器人輔助教學(xué)是指師生以機器人為主要教學(xué)媒體和工具所進行的教與學(xué)活動。與機器人課程比較起來,機器人輔助于教學(xué)的特點是它不是教學(xué)的主體,是一種輔助。即充當助手、學(xué)伴、環(huán)境或者智能化的器材,起到一個普通的教具所不能有的智能性作用。
第三種方式:機器人管理教學(xué)(Robot-ManagedInstrucTIon,簡稱RMI)
機器人管理教學(xué)是指機器人在課堂教學(xué)、教務(wù)、財務(wù)、人事、設(shè)備等教學(xué)管理活動中所發(fā)揮的計劃、組織、協(xié)調(diào)、指揮與控制作用。機器人管理是從組織形式、組織效率等進行發(fā)揮其自動化、智能性的特點,即屬于一種輔助管理的功能。
第四種方式:機器人代理(師生)事務(wù)(Robot-RepresentedRouTIne,簡稱RRR)
機器人具有人的智慧和人的部分功能,完全能代替師生處理一些課堂教學(xué)之外的其他事務(wù)。比如機器人代為借書,代為作筆記,或者代為頂餐、打飯等。利用機器人的代理事務(wù)功能,目的是提高與學(xué)習相關(guān)的,能夠促進學(xué)習效率、質(zhì)量的提高。
第五種方式:機器人主持教學(xué)(Robot-DirectedInstruction,簡稱RDI)
機器人主持教學(xué)(RDI)是機器人在教育中應(yīng)用的最高層次。在這一層次中,機器人在許多方面不再是配角,而是成為教學(xué)組織、實施與管理的主人。機器人成為我們學(xué)習的對象,這好像是遙不可及的事,但是人工智能結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)、多媒體技術(shù)等讓它成為實現(xiàn)并非太難,只是如何要越來越符合教育的發(fā)展才是更重要的。
機器人技術(shù)綜合了多學(xué)科的發(fā)展成果,代表了高技術(shù)的發(fā)展前沿,機器人涉及到信息技術(shù)的多個領(lǐng)域,它融合了多種先進技術(shù),沒有一種技術(shù)平臺會比機器人具有更為強大的綜合性。引入教育機器人的教學(xué)將給中小學(xué)的信息技術(shù)課程增添新的活力,成為培養(yǎng)中小學(xué)生綜合能力、信息素養(yǎng)的優(yōu)秀平臺。