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阿什伍德学校的数码宠物

做一个区别

年F-10

这所P-12专业学校使用数字宠物(机器人)来区分数字技术课程。

无人驾驶飞机俱乐部

我们学校

Ashwood School是维多利亚州的学校,智力和中等老年学生,具有轻微的智力障碍。十博登录阿什伍德十博登录的所有学生都有一个个人学习计划(ILP),这些计划在整个学年中不断审查。我们使用发展维多利亚时代的课程来指导我们的教学,我们专注于每个学生准备学习而不是年龄的年龄。随着维多利亚时代的数字技术课程主要来自澳大利亚数字技术课程,我们还参考了第二个指导文件进行了想法如何教授这个重要的学习领域。

在阿什伍德,一个典型的班级规模是10到12名学生,他们的能力和技能涵盖了课程的所有学习领域。十博登录大多数学生十博登录认为抽象概念具有挑战性,因此我们通过使用精心挑选的具体材料和视觉教具来支持学习。为了确保所有学生都能接触到数字技术课程十博登录,我们需要既直观又能满足各种能力的教学资源。

在阿什伍德学校教授数字技术课程

在阿什伍德学校,我们通过三种方式成功地实施了数字技术课程:

  • 我们为6-10年级的学生提供专业的数字科技课程十博登录
  • 我们每周为每节课安排45分钟的电脑实验时间
  • 我们将关键概念从我们的计划中整合了来自数字技术课程的关键概念。例如,通过进行视觉计划,我们“遵循,描述和代表牧区类中的一系列步骤和决策”(澳大利亚课程内容描述符ACTDIP004)。

介绍COZMO机器人

Cozmo的图像机器人

数字宠物机器人Cozmo已经在阿什伍德学校成功地应用,让学生们学习数字技术课程中的一些关键概念。十博登录Cozmo与其他机器人(如Beebots或Ozobots)略有不同,因为“他”有一种可编程的“个性”,可以对其直接的环境做出反应并与之互动(Rollings & Adams, 2003)。Cozmo高8厘米,长9厘米,带有3个数字立方体(块)用于游戏。他看起来就像是皮克斯动画电影《机器人总动员》(Wall-E)和《星球大战》(EVE)的结合体。Cozmo通过数字“脸”表达情感,还有一个可以说话和唱歌的计算机“声音”。机器人现在正成为会说话、会玩游戏、会表现出高兴、悲伤和愤怒等情绪的玩伴。

Cozmo由一个可以在iOS和Android设备上运行的专用应用程序管理。这款应用允许用户在不同层次上与他互动,从要求Cozmo说话,到像无线电控制汽车一样“驾驶”他,再到向他发送编码指令。具体来说,你可以通过三个不同层次的思考与Cozmo进行互动:父母的照顾,有趣的互动, 和明确的操纵。这些中的每一个都可用于使数字技术课程适应您的教室。


父母的照顾

每天,你都希望“唤醒”Cozmo,'喂'他,和他一起玩游戏,并执行维护任务,让他保持健康'。这些任务不仅是参与和暗示Cozmo是一个生活实体,而且还提供了仔细处理Cozmo并满足他的需求的奖励和反馈。例如,如果Cozmo有打嗝,那么您预计将他颠倒,直到他们停止。你以三种方式照顾Cozmo:

  1. 喂养-为了有“能量”可以玩,Cozmo喜欢时不时地被喂食。要输入Cozmo,从主屏幕上选择输入并按照说明操作。图像显示喂养Cozmo机器人的步骤。步骤1是抓住任何带有圆圈的蓝灯的立方体。步骤2是摇动该立方体,直到所有灯都发光。第3步是将Cozmo能够看到的立方体,所以他可以养活自己。

    图1:Feed Cozmo

  2. 调高-为了确保Cozmo正常工作,偶尔你需要在主屏幕上选择Tune Up,它会显示Cozmo的一个、两个或所有三个部分需要调好。为此,选择每个红色三角形。Cozmo机器人的不同部位可能需要调整。这包括需要调整的机头、需要校准的升降或需要校准的履带。

    图2:调整主屏幕显示出现在机器人的待处理符号的装饰图像是校准和调谐的。

    图3:调优排序活动—重复代码调优Cozmo在调试完成后,显示需要校准的机器人部件的图像。根据屏幕显示,已经调整了机头,调整了升力,但是踏板还需要调整。

    图4:调整后调整主屏幕

    这是一项稍微困难一些的任务,用户需要输入一系列向上和向下的箭头(见图5)。这涉及到更高水平的协调,一些学生需要额外的练习来完成这一任务。十博登录因此,当我在小组中使用Cozmo时,我倾向于让更有能力的学生来调整排序活动,而能力较差的学生则通过晃动方块来提供信息。十博登录在做出这些有意的选择时,各种能力的学生都可以贡献和帮助Cozmo,而不会感十博登录到困惑或无聊。

  3. - Cozmo提供多种交互方式。这包括三款预装的游戏(见下文),以及人脸识别、用户输入内容的说出、表演技巧和歌曲的能力。行动中的机器人图像。有一个iPad设置了Cozmo应用程序。在一个桌子上有三个立方体已经被激活,按照前面的说明,还有Cozmo机器人。

    图5:Cozmo标识一个人。©Ashwood学校


有趣的互动

游戏可以让一两个学生同时和Cozmo一起玩,非常适合学习轮流说话和十博登录社交技巧。Cozmo还会唱歌、玩躲猫猫和识别人脸。例如,对十博登录于患有自闭症的学生来说,社交游戏会导致焦虑,Cozmo可以帮助他们调节同伴之间的互动。Cozmo预装的三款游戏包括几个排序任务、精细运动任务和匹配任务。

  1. Keepaway这是一个简单的小动作游戏,玩家用一个立方体戏弄Cozmo。如果Cozmo在用户抽离前轻击它,他将获得一分,否则玩家也将获得一分。先得5分就赢。两个学生用iPad控制Cozmo机十博登录器人。

    图6:Leepaway游戏。©Ashwood学校

  2. 内存匹配:这个游戏使用所有三个多维数据集,每个都以不同的颜色点亮,其中两个或多个立方体闪存并创建模式。玩家和Cozmo轮流重复模式,而第一个得到的模式错了三次失去了游戏。

  3. Quicktap:这个游戏可以由一个或两个玩家和Cozmo一起玩。当方块上的颜色匹配时,第一个轻拍方块的玩家(或Cozmo)赢得一分。先到5分的赢。

    从我自己的经验来看,学生们最喜欢Keepaway(十博登录可能是因为它是最容易的)。十博登录反应时间好的学生喜欢Quicktap,并和同学一起玩得很开心。记忆匹配,需要记住一个序列,对一些学生来说要困难得多。十博登录然而,记忆匹配可以用来教授和练习排序,这是数字技术课程的一部分。

可以使用代码实验室解锁,安装或创建更多游戏。


显式操作

使用移动电话或平板设备,Cozmo可以被指导执行特定的任务。该应用程序带有可视化编程功能,可以为Cozmo执行特定的响应排序。此外,使用Python编码语言和计算机,可以编写代码并上传到Cozmo来执行特定的功能。学生使用可视化界面编程Cozmo

图7:学生使用可视化界面编程Cozmo。©Ashwood学校

使用Cozmo教授数字技术课程

当Cozmo首次介绍给我们的学生时,他们被他们的新微型朋友兴奋了。十博登录当他说话和发出有趣的噪音时,这种兴奋只会增加。就像一个新的小猫或小狗一样,学生就是他搬家的方式,以及他如何与他的十博登录环境互动。然后他们想知道他们可以用Cozmo做什么,所以我向他们展示了应用程序中的一些游戏和活动。Cozmo机器人的编程屏幕图像。屏幕上显示“嘿!让我们编个故事给科兹莫表演吧!”

图8:Cozmo可以用作识字课的一部分

Cozmo可以通过以下四种方式来教授数字技术:

  1. 数字系统:数字系统调查使用硬件和软件来执行任务。Cozmo需要运行Android或iOS操作系统的手机或平板电脑设备。当用户在iPad上选择任务时,他们可以清楚地看到机器人的响应。

  2. 数据表示:数据可以在许多表单中表示,Cozmo的主屏幕显示有关他的“健康”的信息。Cozmo有一台相机,因此您可以看到Cozmo通过应用程序看到的内容。十博登录学生还可以监控和观察Cozmo并记录他的运动和行为的数据。

  3. 计算思维:思维技能是整个技术课程中的主要主题;和计算思维是关于代码,算法和排序。除了上面讨论的调谐任务之外,Cozmo还具有类似于划痕的简单视觉编程语言。COZMO可以通过在视觉组织器中排序块来编程,与环境进行移动,说话和交互。COZMO也可以通过ANKI提供的免费软件开发套件(SDK)使用Python进行编程。

  4. 解决问题:识别问题并提出(数字)解决方案的能力是该课程所提倡的另一项21世纪技能。作为一个物理对象的好处是,科兹莫,因为他的“个性”,可能会陷入麻烦——从桌子上摔下来,输掉比赛,或者走神。十博登录学生可以为他建造障碍和有问题的情境,然后设计物理(环境变化)和数字(编码一系列动作)的解决方案。

人工智能

在学校学习人工智能(AI)的兴趣正在获得势头。例如,存在不同的AI级别,如果能够实现复杂的目标,可以认为系统具有狭义识别 - 虽然是非常具体的目标。Cozmo实现了这种类型的AI功能 - 它使用对象识别和机器愿景来查找多维数据集并识别面孔。这使得Cozmo能够使用面部表情(他的两个数字眼睛),语音音和“身体”语言来传达情感。据制造商称,科兹莫可以识别并响应五个基本的人类情绪:愤怒,厌恶,恐惧,幸福,悲伤和惊喜。显示cozmo在想什么和cozmo看到什么的图像。

图9:关于Cozmo是“思考”的反馈

确认

阿什伍德学校要感谢DigiTech start - start Initiative(维多利亚教育部),它支持购买调查该课题所需的硬件和软件。请注意我们没有收到任何推广Cozmo的奖励。关于这个产品的观点是作者自己的观点,是基于在特殊教育教室中使用机器人的经验。

参考文献

Anki:带回家Cozmo

Anki:生活Cozmo

Freedman, 2014年,”Anki Cozmo点评:一个可爱的编码机器人伙伴,网络博客文章

GadgetSyrup.com(2017年10月20日)。Anki Cozmo收藏家版审查和应用更新

皮亚杰,J 1954,孩子的数量概念纽约诺顿

罗林斯,A & Adams, E 2003,Andrew Rollings和Ernest Adams谈游戏设计波士顿的新骑手队

斯坦,2016年,”Anki Cozmo的机器人玩具价值180美元,具有迪士尼电影的灵魂,网络博客文章

韦斯特伍德,2002页,适用于有特殊教育需要的儿童的常识性方法(第四版),劳特利奇,伦敦