裤兜机器人:实物化拼图式编程学习机器人

阅读:778次       更新时间:2019-03-08 16:10:57
    2017年7月8日,中国中央政府网站发布了国发[2107]35号文件《国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知》,第一次把人工智能公开正式的提高到国家战略发展层面,用政策刺激、鼓励社会各界参与我国人工智能的建设和发展。

    人工智能其实是计算机科学的一个分支,虽然涵盖多学科,但其应用基础还是编程。国际上许多科技专家甚至预言:编程将成为未来教育的主流。发达国家都把编程教育添加到学校教育中去。美国前总统奥巴马在任期间甚至还亲自参与全民学编程一日科普活动,并亲自学编程。
    关于编程启蒙教育,我们不得不回到上述MIT人工智能实验室创办人之一的西摩尔.帕普特身上。

“海龟画图”儿童编程语言发明者:西摩尔.帕普特(1928.2.19~2017.7.31)
    六十年代后,帕普特没有放弃儿童教育的初衷,他在当时计算机还十分昂贵的年代就研发了LOGO海龟画图儿童编程语言,并在电视上演示他的儿童学编程的教具,有着悠久的儿童益智玩具生产研发历史的丹麦乐高公司的总裁在电视上看到了他的节目之后,来到美国麻省理工学院找到帕普特邀请他参与儿童教育用具的研发,多年之后,世界上第一款乐高积木式可编程机器人终于问世,到如今,不仅乐高机器人受到全球教育工作者和少儿的青睐,其他种类的全球儿童机器人和学习编程教具的研发蜂拥而起。可见儿童编程启蒙教育的重要性已经在全球得到共识。
    但是几乎所有的儿童编程学习都有一个共性——离不开电脑、平板和手机,这些电子屏媒设备给儿童学习带来了便利,但是也带来了不可忽视的负面影响。沉溺于电子屏媒设备的电子游戏、过多的在线聊天和不良信息已经成为中国家长忧心忡忡的问题。福建省机器人科教协会的教育工作者在从事儿童机器人教育实践研究活动中也同样遇到这样的问题,许多自控能力有限的儿童往往以学习机器人编程为由要家长配备电脑、平板或手机,但是常常被学习之外的信息和功能所吸引而影响正常学习,误入歧途。另外,由于一般编程学习软件需要很多繁琐的文件建立和上传程序等一系列操作过程,降低了儿童学习编程的兴趣和专注力,不利于强化逻辑能力的培养,限制了适合学习编程的儿童年龄的下限,许多低幼儿童痛失逻辑编程启蒙教育关键时期。


    建构主义学习理论认为:学习是引导孩子从原有经验出发,构建起新的经验。帕普特被认为是结构主义学习理论的践行者,他尝试让儿童在游戏中尽早体验计算机编程,获取编程经验,培养孩子们适应信息技术得到普及的未来,也给未来带去超强的创意和活力。今天,我们看到儿童编程学习的前瞻性和先进性,日本、美国、英国等发达国家都把编程教育纳入小学的课程表,可见重视儿童学习编程已经成为教育的主流意识。随着电子计算机硬件技术的迅猛发展,当初受硬件限制的人工智能才有了长足发展并形成井喷,从而影响社会经济和生活。而人才的短缺和社会的意识是大力发展人工智能的瓶颈,人工智能规划通知文件中还特别强调鼓励社会力量加强人工智能的科普教育工作。因此,重视儿童编程教育,从人工智能启蒙教育抓起,构筑人工智能战略的基石是我们教育工作者的的重要职责。
    乘着国家和社会广泛重视人工智能和编程教育的东风,福建省机器人科教协会充分发挥协会的优势,广泛采集儿童机器人教育实践中的需求信息,研发了脱离电脑等电子屏媒的儿童拼图式编程机器人——裤兜机器人。


    裤兜机器人是由一块儿童编程学习拼图板、一辆童趣智能小车、一张任务地图和一堆图形化程序指令实物印刷图片构成,这套儿童编程学习教具是福建省首款具有自主知识产权的儿童学编程机器人套装,该套装不需要电脑、平板和手机,只需了解程序模块的功能,儿童只需按照逻辑思维的架构,从简单逻辑开始学习编程的思维习惯,提炼强化他们原有的逻辑能力,在实物化游戏中验证自己的思路,从而实现思维和结果的及时互动,及时纠正思维的错误,培养正确的逻辑思维习惯。配套课程的设计运用情景教学手段,由浅入深,使抽象枯燥的编程教育变成生动活泼,充满童趣的学习过程。