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在美国,科学,技术,工程和数学(STEM)教育被视为确保国家成功未来的重要一步。基于现实世界中的问题开发的STEM课程,可以使课程更贴近学生和教师。对于更优质的STEM教育的迫切要求主要基于以下因素的考虑:许多职业现在需要一支能够参与STEM思维和技能的劳动力,机器人教育研究对创造力,创新,批判性思维,解决问题,信息和媒体素养的要求变得愈发重要。而STEM课程能比较好的培养这些素养,并为学生从事STEM相关领域的工作打下基础。
机器人技术被看作STEM教育的重要组成部分,因为它向学生介绍了复杂的数学和科学思维。机器人学可以成为学习应用数学概念,科学探究方法和解决问题的途径。机器人教育方案以模拟人类的运动,并允许学生发展抽象的心理表征、数学思维。此外,当学生遇到具有挑战性和复杂的学习场景时,机器人的使用可以提高学生的积极性并鼓励坚持性。
与机器人教育相关的数学和科学思维通常被称为计算思维。人工智能机器人教育中计算思维是一个涉及通过利用计算机科学的基本概念来解决问题,设计系统和理解人类行为的过程。计算思维促进了数学和科学的学习,包括抽象,问题分解,预测,和迭代,递归思维和差错检测。研究表明,计算思维从根本上有利于学生在STEM课堂上的学业表现。
然而,传统机器人课程并不能保证学生参与计算思维。只有在真实情境中呈现机器人任务时,学生最有可能参与计算思维。即,机器人教育怎么样?结合解决问题的场景和真实使用STEM技能的探索的环境。在真实情境中,学生通过测试他们的机器人编程来解决复杂问题。
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