En la reciente conferencia GTC, el cofundador de NVIDIA, Jensen Huang, mostró dos robots llamados "Little Orange" y "Little Green" a una audiencia global. Ambos robots están equipados con el primer chip de inteligencia artificial de NVIDIA diseñado específicamente para robots, Jetson. Esta notable demostración no sólo destaca los destacados logros de NVIDIA en el campo de la computación con inteligencia artificial, sino que también abre nuevas direcciones para la tecnología y la educación en robótica. Con el advenimiento de la era de la robótica, muchos padres y profesores están empezando a centrarse en cómo implementar la educación en robótica en el hogar o en las escuelas. Este artículo le proporcionará algunas sugerencias útiles.
¿Qué es la educación en robótica?
En primer lugar, comprendamos qué es la educación en robótica. En pocas palabras, la educación en robótica implica enseñar a los estudiantes cómo diseñar, programar y operar robots para cultivar sus habilidades de innovación, pensamiento lógico y trabajo en equipo. Este enfoque educativo se caracteriza por su interactividad y practicidad, que pueden estimular el interés de los estudiantes en el aprendizaje y mejorar su calidad general.
Contenido de aprendizaje de la educación en robótica
La robótica es un proyecto de aprendizaje integral que abarca conocimientos de múltiples disciplinas y sirve como un importante vehículo de educación STEAM. Por lo tanto, en la educación en robótica, es importante enfatizar la integración con otras disciplinas, guiando a los estudiantes a pensar desde múltiples perspectivas y cultivando sus habilidades integrales. Aquí, dividimos el contenido de aprendizaje de robótica en cuatro módulos principales:
Programación informática: el alma del comportamiento de los robots
La programación informática es el núcleo del aprendizaje de robots. A través de la programación podemos dotar a los robots de diversas funciones y comportamientos, posibilitando la interacción con ellos. Actualmente, los lenguajes de programación más utilizados en la educación en robótica incluyen Scratch, Python y C. Los principiantes prefieren Scratch y Python debido a su sintaxis intuitiva y sus ricas funciones de biblioteca. El lenguaje C, por otro lado, es más profesional y adecuado para estudiantes con cierta experiencia en programación. Durante el proceso de aprendizaje de programación, los estudiantes no sólo pueden dominar el lenguaje de programación en sí, sino también ejercitar su pensamiento lógico, sus habilidades de resolución de problemas y su pensamiento innovador.
Circuitos electrónicos: el sistema nervioso de los robots
Los circuitos electrónicos son un componente importante de los robots, responsables de convertir la energía eléctrica en movimiento y capacidades de detección de los robots. En la educación en robótica, los estudiantes deben aprender conocimientos básicos de circuitos electrónicos, como resistencias, condensadores, inductores y otros conceptos básicos, y cómo utilizar componentes electrónicos para construir circuitos. A través del aprendizaje de circuitos electrónicos, los estudiantes pueden profundizar su comprensión de los principios de funcionamiento de los robots, sentando las bases para el futuro diseño y producción de robots.
Diseño estructural: el esqueleto y la apariencia de los robots
El diseño estructural es otro módulo importante de la educación en robótica. En esta parte, los estudiantes deben aprender a diseñar la apariencia y estructura de los robots para que sean estéticamente agradables y prácticos. Los estudiantes deben dominar los principios mecánicos básicos y los conocimientos de diseño estructural, como la mecánica de materiales, la cinemática, etc. Además, los estudiantes también deben aprender a utilizar el software CAD para el modelado de robots. A través del aprendizaje del diseño estructural, los estudiantes no solo pueden mejorar sus habilidades estéticas y prácticas, sino también cultivar habilidades de diseño innovador y trabajo en equipo.
Inteligencia artificial: la magia de dotar de inteligencia a los robots
La inteligencia artificial es una de las tecnologías centrales de la robótica y también un contenido importante de la educación en robótica. En este módulo, los estudiantes aprenderán cómo hacer que los robots tengan comportamientos inteligentes como percepción, aprendizaje, razonamiento y toma de decisiones. Los estudiantes deben dominar tecnologías de inteligencia artificial como el aprendizaje automático, el aprendizaje profundo, el procesamiento del lenguaje natural, etc. A través del aprendizaje de la inteligencia artificial, los estudiantes pueden obtener una comprensión más profunda de la naturaleza inteligente de los robots, brindando un fuerte apoyo para futuras investigaciones y aplicaciones de robots.
Plan de ACCION
Después de comprender el contenido de aprendizaje específico, quizás ahora comprendamos mejor cómo llevar a cabo la educación en robótica. A continuación, profundicemos en cómo actuar y guiar a los niños para que se embarquen en el viaje del aprendizaje con robots. Estas sugerencias de acción no están estrictamente ordenadas y la clave es comenzar a actuar.
Construya una base sólida de conocimientos básicos
La base de la educación en robótica radica en la comprensión de los principios y componentes básicos de los robots. Para los niños, la experiencia práctica y la observación pueden permitirles comprender los principios de funcionamiento de los robots de forma intuitiva. Si los niños están interesados en las fábricas inteligentes, podemos comprar algunos kits de brazos robóticos para que los monten y experimenten de primera mano el proceso de trabajo de los brazos robóticos de las fábricas. Para los niños interesados en la conducción autónoma, la compra de un kit de coche inteligente con funciones automáticas de seguimiento de líneas y evitación de obstáculos puede permitirles obtener una comprensión más profunda de la tecnología de conducción autónoma.
Además, al utilizar recursos, kits y libros en línea, podemos guiar a los niños para que aprendan sobre robótica. Por ejemplo, al ver vídeos didácticos en línea, leer libros relacionados con la robótica y participar en debates en línea, los niños pueden tener una comprensión más completa de los robots. Al mismo tiempo, también podemos organizar interesantes competiciones o actividades de robots para estimular el entusiasmo de los niños por el aprendizaje de los robots.
Crear un entorno de aprendizaje de apoyo
Para que los niños aprendan mejor robótica, debemos crear un entorno de aprendizaje que los apoye. Instalar un "minilaboratorio" en casa equipado con herramientas y materiales básicos para experimentos científicos, como kits de aprendizaje Arduino, puede proporcionar a los niños una plataforma para la práctica. En este "minilaboratorio STEM", los niños pueden aprender conocimientos básicos como sensores, módulos y diseño de circuitos completando pequeños experimentos STEM, sentando una base sólida para el futuro aprendizaje de robots.
Además, podemos alentar a los niños a utilizar los recursos que los rodean, como materiales de desecho y electrodomésticos viejos, para remodelaciones y reutilizaciones creativas. Esto no sólo ayuda a cultivar la conciencia ambiental de los niños sino que también les permite practicar habilidades prácticas y pensamiento innovador.
Haga un buen uso de los recursos educativos para ayudar al aprendizaje
Hay muchas plataformas en línea de alta calidad y recursos educativos disponibles para la educación en robótica. Por ejemplo, plataformas como Khan Academy y Scratch proporcionan ricos recursos gratuitos de aprendizaje de robótica y programación, que pueden ayudar a los niños a aprender los conceptos básicos de programación y los principios de control de robots. Para los niños interesados en la electrónica, podemos guiarlos para que se unan a comunidades de hardware de código abierto como Arduino o Raspberry Pi para aprender tecnología electrónica y habilidades de programación a través de la práctica.
Además, podemos animar a los niños a participar en algunos cursos o talleres de programación en línea o fuera de línea para aprender e intercambiar ideas con sus compañeros. Estos cursos o talleres suelen estar guiados por mentores profesionales que pueden ayudar a los niños a dominar mejor la programación y las habilidades de control de robots.
Exploración y curiosidad de Spark
La curiosidad y el espíritu de exploración son fuerzas impulsoras importantes para el aprendizaje de los niños. Podemos organizar "días de ciencia" familiares y seleccionar un tema científico cada semana para realizar experimentos y exploración con los niños. Por ejemplo, construir un ventilador inteligente o un pequeño proyecto de humidificador puede permitir a los niños resolver problemas prácticos mediante la práctica. Estas actividades no sólo estimulan la creatividad y la imaginación de los niños, sino que también les permiten aprender conocimientos y habilidades científicos a través de la práctica.
Además, podemos llevar a los niños a visitar museos de robótica o museos STEM para que experimenten el encanto de la tecnología de primera mano. A través de la interacción con profesionales, los niños pueden obtener una comprensión más profunda del desarrollo y las perspectivas de aplicación de la robótica y campos relacionados.
Colaboración entre padres e hijos para crear proyectos
Establecer objetivos de proyectos pequeños junto con los niños y completarlos en colaboración es una forma importante de mejorar las relaciones entre padres e hijos y desarrollar las habilidades de los niños. Podemos empezar con proyectos sencillos, como hacer un pequeño coche impulsado por energía solar o un sencillo juego electrónico. Aunque esto puede ser un desafío para los padres sin experiencia en ciencias y programación, el proceso de investigación de materiales, discusión de direcciones de proyectos y construcción práctica entre padres e hijos puede cultivar el trabajo en equipo y las habilidades de resolución de problemas de los niños. Estas experiencias son beneficiosas para el aprendizaje de futuros proyectos de robots de los niños y otros aspectos del desarrollo.
Sugerencias de vías de aprendizaje
Si está buscando una ruta de aprendizaje recomendada para el aprendizaje de robots de los niños, lea atentamente el plan de aprendizaje formulado por nuestro equipo después de discusiones en profundidad. Este plan tiene como objetivo ayudar a los niños a dominar gradualmente la tecnología robótica y realizar un aprendizaje específico de acuerdo con sus intereses y habilidades.
Camino para principiantes
Para los niños que recién comienzan a explorar la tecnología robótica, recomendamos comenzar con conocimientos básicos. Los niños pueden aprender algunos conceptos fundamentales de programación, como variables, bucles, declaraciones condicionales, etc. Además, comprender los principios y componentes básicos de los robots es fundamental. Mediante la construcción de modelos de robots simples, los niños pueden familiarizarse gradualmente con las operaciones básicas y los métodos de control de los robots. Kits recomendados para principiantes: Arduino, Micro:bit, ESP32.
Camino Intermedio
Una vez que los niños han establecido una base sólida en la etapa principiante, pueden pasar a la etapa intermedia para profundizar en habilidades de programación y tecnologías robóticas más complejas. En esta etapa, los niños pueden aprender conceptos avanzados de programación como programación orientada a objetos, estructuras de datos, algoritmos, etc. Al mismo tiempo, pueden comenzar a explorar proyectos de robots más complejos como navegación autónoma, reconocimiento de voz, procesamiento de imágenes, etc. Para ayudar a los niños a dominar mejor estas tecnologías, los padres pueden alentarlos a participar en competencias o proyectos de robots desafiantes, como partidos de fútbol de robots o presentaciones de baile de robots. Kits recomendados para intermedios: serie Inventor, serie de coches robóticos.
Camino Avanzado
Los niños que ya hayan adquirido una cierta base en la tecnología robótica pueden optar por avanzar a la etapa de alto nivel para explorar áreas de vanguardia de la tecnología robótica. En esta etapa los niños pueden aprender tecnologías avanzadas como inteligencia artificial, aprendizaje automático, etc., y aplicarlas a proyectos de robots. Pueden intentar desarrollar robots con capacidades de aprendizaje y toma de decisiones autónomas, como automóviles de conducción autónoma, robots domésticos inteligentes, etc. Además, los niños pueden participar en proyectos innovadores de investigación de robots y colaborar con profesionales para avanzar en el desarrollo de la tecnología robótica. Kits recomendados para estudiantes avanzados: kits Raspberry Pi.
Conclusión
En conclusión, la educación en robótica es crucial para mejorar las cualidades integrales de los estudiantes en la era de la robótica. Al seleccionar plataformas de robótica apropiadas, mejorar las habilidades, centrarse en la práctica e integrar el conocimiento interdisciplinario, los padres y maestros pueden crear un entorno educativo de robótica favorable en el hogar y la escuela, sentando una base sólida para el desarrollo futuro de los niños.
