机械人教育,走入校园

目前很多国家已经将机械人教育列为学校的科技教育课程,如美国、英国、法国、德国、日本等把机器人教育纳入中小学教育之中,希望在孩子中普及机械人知识。

在本地,大多数学校的机械人教育以课外活动、培训班的形式存在,未有纳入到课程,也未形成规范的机械人教学模式。

机械人几乎是伴随着人工智能所产生的。而机械人在当今社会变得越来越重要,越来越多的领域和岗位都需要机械人参与,使得机械人的研究也越来越频繁。尤其是中国,不得不说它已经进入到“机械人工程”新纪元时代。

随着人工智能成为热门话题,机械人教育也成为家长们关注的焦点。越来越多的家长将机械人作为孩子必选的兴趣班或课外活动项目之一。

机械人教育是指通过组装、搭建、编程、运行机器人,激发学生学习兴趣、培养学生综合能力,同时它也是多种学科的融合,由各种传统科目构成,如:数学、物理、化学、结构、机械、建筑、生物、信息技术、艺术等。

当孩子对一些纷繁的学科感到束手无策时,机械人教育会让孩子在轻松环境中掌握这些知识。最重要的一点,机械人教育要比传统的基本学科的内容要丰富,可以将各种学科有机的结合起来,提高孩子的综合能力。

古晋四哩半中公机械人俱乐部于2017年成立。俱乐部导师何风铃受访时透露,校方首先获得Sasbadi Learning Solutions有限公司推介EV3 Lego Mindstorms的平台,由来自吉隆坡的公司代表特地从吉隆坡飞来古晋,向学生家长讲解平台和竞赛情况。

古晋四哩半中公机械人俱乐部积极参与机械人展览。

她说,最初只有12位成员参与,以及4套EV3 Lego Mindstorms平台。一套EV3售价约为4千令吉。起初国家机器人竞赛规定每队有3名成员,因此我们没有要求每位父母购买EV3套件。只要团队成员中的一人购买一套,其他两位成员即可一起分享使用。

校方规定任何要加入俱乐部的学生须购买EV3套装,这样才能在家中专注练习。

后来,该校校长林蔚妘为俱乐部设定了新规则,即任何要加入俱乐部的学生都必须购买EV3套装,此举是为了控制成员的数量,并确保那些真正有兴趣加入俱乐部的学生,每人拥有一套平台后,可以在家中专注练习。

根据何导师透露,国家机械人竞赛是最著名的机器人竞赛之一。 大多数学校学员会为该项赛事训练一整年,希望赢得比赛并代表马来西亚参加WRO世界机械人奥林匹克竞赛的国际水平。

荣誉榜

古晋四哩半中公设有几个不同机械人俱乐部,作为课外活动的选项,现阶段各个俱乐部稳定成长,并在多项出征赛事中赢取多项标青战绩。

在2017年8月22日,该校学员参加国家机械人竞赛州级比赛,获得第二,第三,第四和第五名。

2017年的州际机械人竞赛。

同年9月19日至21日,参加在雪兰莪州加影举办的国家机械人比赛,获得14名,还有卓越奖(前16名)。

2018年在沐胶进行的砂拉越机械人竞赛。
胡椒生产过程,公开组冠军项目。
2018年在彭亨州举办的机械人竞赛,中为校长林蔚妘。

2018年6月9日,在古晋Cityone购物中心举办第一届Sumobot竞赛。同年7月8日,砂拉越RBTX资格赛,有八队获甄选晋级在莎阿南举办的决赛。8月7日至8日,在沐胶举行的国家机械人竞赛州际比赛,在专业组别里,获得第四,第七和第九名;并在公开组获得冠军。8月12日,在莎阿南举办的PetroSains国家RBTX挑战赛,其中一队晋级半决赛。在9月11日至14日,在彭亨州举办的国家机械人竞赛中,在公开组别获得第四名和最佳创新奖。

018年砂拉越RBTX资格赛,有八队获甄选晋级在莎阿南举办的决赛。前排中为古晋四哩半中公校长林蔚妘。
机械人是跨多学科知识的综合教育平台,不仅培养孩子动手能力,还有助于提升学习效率。
在古晋展开的首届机械人相扑竞赛。
现场可见识到机械人互相“殴斗扭打”的画面。

在2019年7月9日,在美里举办的国家机械人竞赛州际比赛中,在专业组别获得第七和第十名;而公开组别获得冠军。在7月14日,砂拉越RBTX资格赛,有两队进入决赛。8月24日,在莎阿南举办的PetroSains国家RBTX挑战赛,其中一队晋级半决赛。

2019年RBTX决赛在莎阿南举行。学员一年内须出征赛事3至4次。
机械人具有相对复杂性,孩子们需要面对的情况各种各样,处理方法也相应多样。

何导师说,EV3 Lego Mindstorms机械人系统可以根据需要进行升级。它涵盖了系统的本质,以使一些编程概念神秘化,并为建立科学、技术、工程、艺术和数学至关重要的想象力和创造力奠定了基础,这就是STEAM教育。

机械人的想象空间很大,创新性强,孩子的空间思维能力会逐渐变强。

“与其他机械人平台相比,它的价格昂贵,但学生可以使用该设置直至大学。他们将学习创建程序,基本编程功能,以及机械人的动作和反应的关联,并将涉及更多的计算工作,以获得更高的水平。”

她说,有了EV3,他们有信心使用硬件、软件和课外活动资源来设计、构建和编程机器人,以解决设计工程问题。学生能够对设计工程的过程进行交流,他们可以玩耍,进行实验,最重要的是,他们可以进行有趣的设计。

此外,国家机械人竞赛属于世界级的,所分配给参赛者的任务和地图设计是由一组专业工程师创建。解决起来并不容易。通常用几个月的时间来编码解决方案,并创建机械人来执行解决方案。

学员一年内出征赛事数次,校方面对难以获得赞助商支持的窘境。

“只要相关赛事即至,我的学生就会全天候工作24小时。他们可以从早上6时来训练,直至放学后一直呆到晚上10时。”

这些学生需要记住构建步骤,原因是在比赛期间,他们需要从头开始构建自己的机器人,无法参考任何笔记、书籍或照片。

“在大多数情况下,一些团队由于无法建立机械人而无法继续比赛。凡单个零件丢失就可能导致机械人运动发生变化,因此不允许有任何错误。”

在MCO期间,校方仍然使用在线应用程序Virtual Robotics Tools进行Zoom培训。但是由于互联网连接薄弱,因此带来许多难题。

“目前,我们学校的父母共购买了16套平台,但有些成员已毕业离开学校,因此今年我们还有10套,但若我们遵循公开组别的规则,将不够使用。”

望获赞助

她说,虽然早前地方政府部部长拿督斯里沈桂贤拨出一万令吉给俱乐部,但俱乐部是使用有关资金作为出征赛用的住宿及膳食费用。一般上,父母需要支付孩子的机票、住宿和交通费用,校方只是每天提供基本餐点。

“一般出行参赛至少是三天两夜的行程。我们尽力将费用削减至最经济程度,而一年内该俱乐部须出征赛事3至4次。”

在大多数国小,有关俱乐部可获取赞助商的资助,但对一般华小而言,要获得赞助商的支持非常困难,这些都是校方面对的难题。

玩与学相结合

孩子是天生的学习者,但孩子们不愿意被逼着去学习太难或过于简单的知识。在“玩”的过程中,孩子们探索、体会属于他们的世界,就会更容易掌握知识。

培养孩子发现问题、分析问题继而解决问题的能力,从小培养科学素养。

都说孩子是数据时代的原住民,孩子从小在智能设备围绕中长大。在虚拟的数字世界学编程很容易让孩子丧失学习兴趣和动力。如果能软硬结合,把编程创意变成“摸”得着,“听”得到,“看”得见的实物,不仅能教孩子学编程,还能通过认识电子元器件、机器人等跨学科的知识,让孩子学会解决物理世界中的实际问题,更容易激发孩子的动力,让孩子乐此不疲,勇于尝试。

学生由一个个分解任务驱动着,主动去理解传感器、编程、机械设计等,帮助孩子建立起学习兴趣。

当孩子们每一尝试都能看到自己作品的改进,并且最终做出会跑会唱,会依照指令行动的机器人,他们会觉得很酷,并为此感到兴奋和自豪。

报导/杨丽华

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