رباتیک آموزشی
رباتیک آموزشی (انگلیسی: Educational robotics) آموزش طراحی، تحلیل، کاربرد و کارکرد رباتهاست. رباتها شامل رباتهای مفصلی، رباتهای متحرک یا وسایل نقلیه خودگردان میشوند. رباتیک آموزشی میتواند از دبستان تا دورههای تحصیلات تکمیلی آموزش داده شود. رباتیک همچنین میتواند برای برانگیختن انگیزه و تسهیل آموزش موضوعات دیگر، بهویژه موضوعات پایهای مانند برنامهنویسی رایانه، هوش مصنوعی یا طراحی مهندسی بهکار گرفته شود.[۱]
آموزش و تمرین
مهندسان رباتیک رباتها را طراحی، نگهداری و برای آنها کاربردهای تازه توسعه میدهند و پژوهشهایی برای گسترش ظرفیتهای رباتیک انجام میدهند.[۲] رباتها در برخی مدارس راهنمایی و دبیرستان و همچنین در شمار زیادی از اردوهای تابستانی جوانان به ابزار آموزشی محبوبی تبدیل شدهاند و باعث افزایش علاقه دانشآموزان به برنامهنویسی، هوش مصنوعی و رباتیک شدهاند. در بسیاری از دانشگاهها، دروس سال اول علوم رایانه اکنون شامل برنامهنویسی ربات در کنار دروس سنتی مهندسی نرمافزار است.[۳]
دستهبندی رباتیک آموزشی
رباتهای آموزشی را میتوان در بیش از یک دسته جای داد. آنها را میتوان بر پایه طراحی فیزیکی، روش کدنویسی و شیوه آموزشی به چهار دسته تقسیم کرد. این دستهبندیها میتواند نوع ربات مناسب برای کلاس درس و خروجی مورد نیاز آن را مشخص کند. بهطور ملموس، رباتهای «کدنویسی فیزیکی» بهجای استفاده از صفحهنمایش، با روشهای فیزیکی کدنویسی میشوند.[۴]
ابتکارها در مدارس
«لیچیم» رباتی بود که بهعنوان معلم برنامهریزی شده بود تا محتوای درسی کلاس و همچنین برخی اطلاعات زندگینامهای مربوط به ۴۰ دانشآموز را آموزش دهد.[۵] لیچیم میتوانست با استفاده از فرآوری گفتار گفتار انسانی را بازتولید کند.[۶] این ربات در سال ۱۹۷۴ توسط Michael J. Freeman ساخته شد و در کلاس چهارم دبستانی در برانکس نیویورک آزمایش شد.[۷]
برنامههای دانشگاهی
از حدود ۱۹۶۰ تا ۲۰۰۵، آموزش رباتیک در مؤسسات آموزش عالی از طریق درسهای اختیاری، پایاننامهها و پروژههای طراحی که بخشی از رشتههای سنتی مانند مهندسی مکانیک، مهندسی برق، مهندسی صنایع یا علوم رایانه بودند، ارائه میشد.
از سال ۲۰۰۵، شمار بیشتری از دانشگاهها شروع به اعطای مدرک در رشته رباتیک بهعنوان رشتهای مستقل کردند،[۸] که معمولاً با عنوان «مهندسی رباتیک» شناخته میشوند. بر پایه یک نظرسنجی اینترنتی در سال ۲۰۱۵ از مربیان رباتیک،[۹] برنامههای تحصیلی و برآورد شمار فارغالتحصیلان سالانه آنها فهرست شدهاند. در این فهرست تنها برنامههای رسمیای ذکر میشوند که واژه «رباتیک» در مدرک یا ریزنمرات آنها درج شده است؛ در حالی که رشتههای سنتی با تمرکز درسی یا موضوع پایاننامه مرتبط با رباتیک عمداً کنار گذاشته شدهاند.
| مؤسسه | کشور | کاردانی (A.S.) | گرایش فرعی (Minor) | کارشناسی (B.S.) | کارشناسی ارشد (M.S.) | دکتری (Ph.D.) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| دانشگاه ایالتی آریزونا | ایالات متحده | – | ۲۰ | ۴۰ | ۱۰ | ۴ |
| دانشگاه کارنگی ملون | ایالات متحده | – | – | – | ۷۹ | ۱۷ |
| جورجیا تک | ایالات متحده | – | ۱۶۰ | – | – | ۱۶ |
| دانشگاه ایالتی آیداهو | ایالات متحده | ۱۲ | – | – | – | – |
| دانشگاه جانز هاپکینز | ایالات متحده | – | ۱۰ | – | ۱۰ | – |
| دانشگاه لیک سوپریور | ایالات متحده | – | ۲۰ | – | – | – |
| دانشگاه فناوری لارنس | ایالات متحده | – | – | ۱۰ | – | – |
| دانشگاه میلرسویل | ایالات متحده | – | – | ۱۰ | – | – |
| دانشگاه نورثوسترن | ایالات متحده | – | – | – | ۱۴ | – |
| دانشگاه اوربرو | سوئد | – | – | – | ۵ | ۳ |
| دانشگاه ایالتی اورگن | ایالات متحده | – | – | – | ۱۰ | ۵ |
| دانشگاه راجر ویلیامز | ایالات متحده | – | ۱۰ | – | – | – |
| مؤسسه فناوری رز-هالمن | ایالات متحده | – | ۲۰ | – | – | – |
| مدرسه معادن و فناوری داکوتای جنوبی | ایالات متحده | – | ۵ | – | ۳ | – |
| دانشگاه پلیتکنیک مادرید | اسپانیا | – | – | – | ۳۰ | ۱۰ |
| دانشگاه کالیفرنیا – سانتا کروز | ایالات متحده | – | – | ۱۰ | – | – |
| دانشگاه سنترال فلوریدا | ایالات متحده | – | ۵ | – | – | – |
| دانشگاه دیترویت مرسی | ایالات متحده | – | – | ۱۰ | – | – |
| دانشگاه جنوا | ایتالیا | – | – | – | ۳۰ | ۳۵ |
| دانشگاه لیژ | بلژیک | – | – | – | ۱۰ | ۱ |
| دانشگاه ماساچوست لوول | ایالات متحده | – | ۲۰ | – | – | – |
| دانشگاه مریلند | ایالات متحده | – | – | – | ۱۰ | – |
| دانشگاه میشیگان | ایالات متحده | – | – | – | ۱۰ | ۵ |
| دانشگاه میشیگان-دیربورن | ایالات متحده | – | – | ۱۰ | – | – |
| دانشگاه مونپلیه | فرانسه | – | – | – | ۲۰ | ۲۰ |
| دانشگاه نبراسکا-لینکلن | ایالات متحده | – | ؟ | – | – | – |
| دانشگاه اولدنبورگ | آلمان | – | – | – | ۵ | ۱ |
| دانشگاه پنسیلوانیا | ایالات متحده | – | – | – | ۴۰ | – |
| دانشگاه کالیفرنیای جنوبی | ایالات متحده | – | – | – | ۱۰ | – |
| مؤسسه پلیتکنیک ووستر | ایالات متحده | – | ۱۰ | ۹۵ | ۶۰ | ۵ |
| مجموع برنامهها | ۱ | ۱۰ | ۷ | ۱۵ | ۱۱ | |
| مجموع مدرکهای سالانه | ۱۲ | ۲۶۵ | ۱۴۰ | ۲۶۸ | ۸۳ | |
گواهینامه
Robotics Certification Standards Alliance (RCSA) یک مرجع بینالمللی گواهینامهٔ رباتیک است که گواهینامههای مختلف صنعتی و آموزشی مرتبط با رباتیک را اعطا میکند.
اردوگاه تابستانی رباتیک
چندین برنامهٔ اردوگاه تابستانی، رباتیک را بهعنوان بخشی از برنامهٔ درسی اصلی خود ارائه میدهند. علاوه بر این، برنامههای تابستانی رباتیک برای جوانان اغلب توسط موزههای معروفی مانند موزه تاریخ طبیعی آمریکا[۱۰] و The Tech Museum of Innovation در سیلیکونولی کالیفرنیا برگزار میشود.
شرکت در اردوگاههای رباتیک مزایای زیادی دارد. این اردوگاهها به دانشآموزان یاد میدهند که چگونه از کار گروهی، پایداری، انگیزه و مهارتهای تصمیمگیری استفاده کنند. بیشتر فعالیتهای اردوگاهها نیازمند همکاری گروهی هستند که کار تیمی را تقویت میکند.[۱۱] همچنین، به دلیل دشواری برنامهها، دانشآموزان پس از تکمیل آنها احساس موفقیت و توانایی میکنند که این امر انگیزه و پشتکار را افزایش میدهد.[۱۱] علاوه بر این، شرایط ویژهای به دانشآموزان داده میشود تا برای پیشبرد موقعیت خود تصمیمگیری کنند.[۱۱]
رباتیک آموزشی در آموزش ویژه
رباتیک آموزشی میتواند ابزاری مفید در آموزش ابتدایی و آموزش ویژه باشد.[۱۲]
طبق یک مقاله دربارهٔ دیدگاههای تازه در آموزش علوم، رباتیک آموزشی میتواند به رشد تواناییهایی کمک کند که خودمختاری را تقویت کرده و به ادغام دانشآموزان در جامعه یاری میرساند. همچنین مهارتهای اجتماعی و فردی از طریق رباتیک آموزشی پرورش مییابند.[۱۳]
با استفاده از Lego Mindstorms NXT، معلمان توانستند با کودکان در مقطع راهنمایی کار کنند تا برنامههایی بسازند و مهارتهای اجتماعی و فردی آنان را بهبود دهند. همچنین مهارتهای حل مسئله و خلاقیت از طریق ساخت آثار هنری و صحنههایی برای جایگذاری رباتها تقویت شدند.
پژوهشهای دیگر نشان دادهاند که رباتیک آموزشی در آموزش ویژه میتواند عملکردهای عالی شناختی مانند کارکردهای اجرایی را ارتقا دهد. این امر میتواند به افزایش توانایی در «حل مسئله، استدلال و برنامهریزی در کودکان پیشدبستانی» منجر شود.[۱۴]
در طول هشت هفته جلسههای گروهی ۴۵ دقیقهای با استفاده از Bee-Bot، افزایش علاقه، توجه و تعامل میان همسالان و بزرگسالان در کودکان مدرسهای و پیشدبستانی مبتلا به نشانگان داون مشاهده شد. این مطالعه نشان میدهد که رباتیک آموزشی میتواند باعث بهبود حافظه عملکرد دیداری فضایی و برنامهریزی ذهنی شود. همچنین، کارکردهای اجرایی در یک کودک در طول این پژوهش مشاهده شد.[۱۵]
جستارهای وابسته
منابع
- ↑ De Cristoforis, Pablo; Pedre, Sol; Nitsche, Matías; Fischer, Thomas; Pessacg, Facundo; Di Pietro, Carlos (2013). [(http://dx.doi.org/10.1109/te.2012.2220359) "A Behavior-Based Approach for Educational Robotics Activities"]. IEEE Transactions on Education. 56 (1): 61–66. Bibcode:2013ITEdu..56...61D. doi:10.1109/te.2012.2220359. hdl:11336/82666. ISSN 0018-9359. S2CID 10605482.
{{cite journal}}: Check|url=value (help) - ↑ [(http://www.princetonreview.com/careers.aspx?cid=139) "Career: Robotics Engineer"]. Princeton Review. 2012. Retrieved 2012-01-27.
{{cite web}}: Check|url=value (help) - ↑ Major, L; Kyriacou, T; Brereton, O.P. (16 November 2012). [(http://romisatriawahono.net/lecture/rm/survey/software%20engineering/Software%20Construction/Major%20-%20teaching%20novices%20programming%20using%20robots%20-%202012.pdf) "Systematic Literature Review: Teaching Novices Programming using Robots"]. IET Software. IEEE. 6 (6): 502–513. doi:10.1049/iet-sen.2011.0125. Retrieved April 8, 2017.
{{cite journal}}: Check|url=value (help) - ↑ Anwar, Saira; Bascou, Nicholas Alexander; Menekse, Muhsin; Kardgar, Asefeh (2019-07-08). "A Systematic Review of Studies on Educational Robotics". Journal of Pre-College Engineering Education Research. 9 (2). doi:10.7771/2157-9288.1223. ISSN 2157-9288. S2CID 199082624.
- ↑ ["1960) - Rudy the Robot - Michael Freeman (American)". cyberneticzoo.com (به انگلیسی). 2010-09-13. Retrieved 2019-05-23.
{{cite web}}: Check|url=value (help) - ↑ [The) Futurist (به انگلیسی). World Future Society. 1978. pp. 152, 357, 359.
{{cite book}}: Check|url=value (help) - ↑ [New) York Magazine (به انگلیسی). New York Media, LLC. 1979-07-30.
{{cite book}}: Check|url=value (help) - ↑ Hannaford, Blake; Rosen, Jacob; Friedman, Diana W.; King, Hawkeye; Roan, Phillip; Cheng, Lei; Glozman, Daniel; Ma, Ji; Kosari, Sina Nia; White, Lee (April 2013). "Raven-II: An Open Platform for Surgical Robotics Research". IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 60 (4): 954–959. Bibcode:2013ITBE...60..954H. doi:10.1109/TBME.2012.2228858. ISSN 1558-2531. PMID 23204264. S2CID 14844311.
- ↑ Esposito, Joel M. (September 2017). "The State of Robotics Education: Proposed Goals for Positively Transforming Robotics Education at Postsecondary Institutions". IEEE Robotics & Automation Magazine. IEEE. 24 (3): 157–164. Bibcode:2017IRAM...24c.157E. doi:10.1109/MRA.2016.2636375. S2CID 31886273.
- ↑ Education at American Museum of Natural History بایگانیشده در ۲۰۱۱-۰۱-۰۲ توسط Wayback Machine
- 1 2 3 "Camps | After School Activities".
- ↑ Di Battista, Silvia; Pivetti, Monica; Moro, Michele; Menegatti, Emanuele (September 2020). "Teachers' Opinions towards Educational Robotics for Special Needs Students: An Exploratory Italian Study". Robotics (به انگلیسی). 9 (3): 72. doi:10.3390/robotics9030072. hdl:10446/178485. ISSN 2218-6581.
- ↑ Pixel (2018-03-19). Conference proceedings. New perspectives in science education 7th edition (به انگلیسی). libreriauniversitaria.it Edizioni. ISBN 9788862929769.
- ↑ Bargagna, S.; Castro, E.; Cecchi, F.; Cioni, G.; Dario, P.; Dell’Omo, M.; Di Lieto, M. C.; Inguaggiato, E.; Martinelli, A. (2018-06-16). "Educational Robotics in Down Syndrome: A Feasibility Study". Technology, Knowledge and Learning (به انگلیسی). 24 (2): 315–323. doi:10.1007/s10758-018-9366-z. ISSN 2211-1670. S2CID 150049028.
- ↑ Miller, David P.; Nourbakhsh, Illah (2016), Siciliano, Bruno; Khatib, Oussama (eds.), "Robotics for Education", Springer Handbook of Robotics, Springer Handbooks (به انگلیسی), Springer International Publishing, pp. 2115–2134, doi:10.1007/978-3-319-32552-1_79, ISBN 9783319325521
- مشارکتکنندگان ویکیپدیا. «Educational robotics». در دانشنامهٔ ویکیپدیای انگلیسی، بازبینیشده در ۲۸ اوت ۲۰۲۵.
پیوند به بیرون
