中学机器人iPad版有何教学优势?

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这不仅仅是一个App,而是一个结合了硬件、软件、课程和竞赛的完整生态系统,旨在激发中学生对科学、技术、工程、艺术和数学的兴趣,它通常由乐高、Makeblock等知名教育机器人公司推出。

中学机器人iPad版有何教学优势?-第1张图片-广州国自机器人
(图片来源网络,侵删)

下面我将从几个方面为您全面解析:


什么是“中学机器人iPad版”?

它是一个专为中学生设计的、在iPad上运行的机器人控制和学习平台,学生通过这个App,可以:

  1. 连接和控制机器人:通过蓝牙或Wi-Fi连接他们搭建的实体机器人。
  2. 图形化编程:使用拖拽式的积木块(类似Scratch)来编写控制机器人的程序,无需复杂的代码。
  3. 学习编程概念:在有趣的项目中学习变量、循环、条件判断、传感器应用等核心编程思想。
  4. 进行项目学习:完成从设计、搭建、编程到调试的全过程,培养解决实际问题的能力。
  5. 参与竞赛和挑战:内置官方竞赛任务和课程,为参加机器人比赛做准备。

主流产品及特点

目前市场上最主流、最适合中学生的机器人iPad版App主要有以下几款:

乐高 MINDSTORMS® Education EV3 App (LEGO MINDSTORMS® Education EV3)

这是乐高教育为其中学机器人套装 LEGO MINDSTORMS® Education EV3 配套的官方App。

中学机器人iPad版有何教学优势?-第2张图片-广州国自机器人
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  • 特点

    • 图形化编程:界面直观,积木块功能强大,可以精确控制电机的转速、角度,读取传感器的数据(颜色、陀螺仪、超声波等)。
    • 模块化设计:程序由不同的功能模块(如“移动”、“等待”、“循环”)组成,逻辑清晰。
    • 硬件集成度高:与EV3主机、传感器和电机完美匹配,稳定性好。
    • 丰富的课程资源:乐高教育提供配套的官方课程和教材,内容严谨,符合STEM教育理念。
    • 竞赛支持:是 FLL (FIRST LEGO League) 乐高机器人竞赛的官方指定平台之一。
  • 适合人群:对机器人有浓厚兴趣,希望系统学习机器人技术,并计划参加FLL竞赛的中学生。

  • 配套硬件:乐高MINDSTORMS Education EV3套装 (通常包含EV3智能主机、大型电机、伺服电机、各种传感器和结构件)。

Makeblock mBlock 5

Makeblock是一个全球知名的 STEAM 教育解决方案提供商,其核心产品是 mBotUltimate 等机器人套件,配套的iPad App是 mBlock 5

  • 特点

    • 双平台编程:最大的亮点是支持从图形化编程无缝切换到Python代码编程,学生在拖拽积木的同时,可以实时看到对应的Python代码,是学习Python的绝佳工具。
    • 硬件兼容性强:除了自家套件,还支持Arduino等开源硬件,扩展性强。
    • 社区和项目库:拥有一个非常活跃的全球用户社区,可以分享和下载各种有趣的项目和代码。
    • 丰富的传感器:套件通常包含多种传感器(如巡线、避障、光敏等),玩法多样。
    • 竞赛体系:支持 VEXMakeX 等多个主流机器人竞赛。
  • 适合人群:不仅想学机器人,还想提前接触和学习Python编程的中学生,对创客文化感兴趣,喜欢自己动手改造和扩展硬件的学生。

  • 配套硬件:mBot系列、Ultimate系列等。

Sphero EDU

Sphero以其球形机器人闻名,其iPad App Sphero EDU 同样非常出色,尤其适合初学者和艺术、数学结合的项目。

  • 特点

    • 极简设计:机器人本身就是一个球体,通过iPad控制其在地面滚动,玩法简单有趣。
    • 强大的绘图功能:可以在iPad上画一条线,机器人就会沿着线精确行驶,非常适合学习路径规划和坐标几何。
    • JavaScript支持:除了图形化编程,也支持使用JavaScript进行更高级的控制。
    • 跨学科应用:非常适合将编程与绘画、物理、数学等学科结合,用机器人画出梵高的《星空》,或者模拟行星运动。
  • 适合人群:机器人编程的初学者,希望将编程与艺术、数学等学科融合的学生,以及对硬件外观和玩法有新奇想法的学生。

  • 配套硬件:Sphero系列球形机器人 (如Sphero BOLT, SPRK+)。


如何选择?(对比表格)

特性 乐高 EV3 App Makeblock mBlock 5 Sphero EDU
核心优势 系统性强,竞赛权威,经典稳定 图形化与Python无缝切换,扩展性强 极简有趣,艺术与数学结合
编程方式 图形化为主 图形化 + Python 图形化 + JavaScript
硬件形态 传统机器人(带履带/轮子) 传统机器人(带轮子) 球形机器人
学习曲线 中等,需要一定的搭建能力 中等,硬件搭建相对简单 非常低,易于上手
适用竞赛 FLL (FIRST LEGO League) VEX, MakeX Sphero自己的挑战赛
价格 较高 中等 中等
一句话总结 系统学习,走向竞赛 学机器人,也学Python 玩着学,激发创意

中学生使用iPad版机器人App的好处

  1. 降低编程门槛:图形化编程让没有编程基础的学生也能快速上手,建立信心。
  2. 即时反馈:编写代码后,可以立即在实体机器人上看到效果,这种“所见即所得”的体验非常有成就感。
  3. 培养计算思维:在解决机器人如何完成任务的过程中,学生不自觉地学会了分解问题、抽象、模式识别和算法设计。
  4. 提升动手能力:从零开始搭建一个能动的机器人,极大地锻炼了学生的空间想象力和精细操作能力。
  5. 激发创新精神:没有标准答案,学生可以自由发挥,设计出独特的机器人功能和外观。

总结与建议

对于中学生来说,“中学机器人iPad版”是一个极佳的科技启蒙和创造力培养工具。

  • 如果你是初学者,或者对编程和艺术的结合感兴趣,可以从 Sphero EDU 开始,它简单有趣,能快速给你带来乐趣。
  • 如果你想系统、深入地学习机器人技术,并计划参加FLL等权威竞赛乐高EV3 是不二之选,它的生态系统和课程资源最为完善。
  • 如果你不仅想学机器人,还想提前掌握当下热门的Python语言,并喜欢自己“折腾”硬件Makeblock mBlock 5 是最合适的选择,它能为你打开更广阔的创客世界。

建议家长和老师在选择时,除了考虑App本身,也要结合学生的兴趣方向未来规划(例如是否参加竞赛),并配合相应的硬件套件,这样才能获得最佳的学习体验。

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