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全国青少年机器人技术等级考试开始报名啦!

发布时间: 2021-12-22 16:23:20

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为了促进青少年机器人教育体系的健康发展,打造一个权威、公开、专业的青少年机器人的评价体系,中国电子学会2015年推出了“全国青少年机器人技术等级考试标准”。同时,依托标准建立起了在线考评系统、测评模型、理论知识库、实操案例库、档案查询系统等一整套完整的服务体系。

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全国青少年机器人技术等级考试是什么

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什么是机器人技术等级考试

全国青少年机器人技术等级考试是由中国电子学会发起的面向青少年机器人技术能力水平的社会化评价项目。中国电子学会是工业和信息化部直属事业单位,是中国科学技术协会的团体会员单位。

全国青少年机器人技术等级考试面向青少年群体的年龄为8-18周岁,学级为小学1年级至高中3年级。

全国青少年机器人技术等级考试设有独立的标准工作组、教材编写组和考试服务组。考试采用在线计算机考试与动手实际操作考试相结合的方式。考试标准汲取国内外高校的人才选拔标准,支持创客教育的实践与工程化理念,全面考察青少年在机械结构、电子电路、软件编程、智能硬件应用、传感器应用、通信等方面的知识能力和实践能力。

等级考试不指定任何机器人器材品牌型号,全面体现考试标准的公正性、权威性与前沿性。

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技术发展背景

机器人技术是当今全球工业现代化进程中必不可少的关键技术。无论是“工业4.0”还是“中国制造2025”,都离不开机器人技术的研发、应用和推广。国务院总理在2015年的政府工作报告中提出,中国推动产业结构迈向中高端,要实施“中国制造2025”,坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展,加快从制造大国转向制造强国。

高端制造业的发展,对未来人才队伍的建设提出了更高的要求和挑战。在我国规模庞大的青少年群体中,及早准备,提前布局,打造具有相关理论知识、技术能力和创造能力的机器人青少年群体,对于在“十三五”到“十四五”期间,我国顺利实现制造业转型升级,获取未来10至20年的国家人才竞争力,至关重要。

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考试项目背景

1. 机器人技术与产业应用已经成为中国迈向未来工业和服务业创新发展的关键技术领域;

2. 机器人技术是融合机械、电子、计算机、智能控制、互联网、通信、人工智能等诸多技术的生态综合体,对未来学科启蒙意义重大;

3. 国家考试制度改革,中小学通用技术课教学比重日益加重,目前中国中小学开设以机器人为载体的新一代信息技术课程的愿景更加丰富和明确;

4. 目前在高考过程中,高校与考生双方存在对现代电子信息专业认知的误区,在双向选择中,缺乏公正权威的第三方科技评价体系来辅助供需双方合理评估考生的专业水平、兴趣爱好、技术特长,间接影响未来学业和发展;

5. 在高考功利化趋势下,社会培训以补课为主,科技活动欠缺,培养体系不系统,急待完善;

6. 中国电子学会拥有全球知名的国家级机器人专业品牌(世界机器人大会-WRC);并以强大的学术、技术、专家、渠道资源承担着中国机器人相关团体标准的制定和发布职能;作为中国工程教育加入《华盛顿协议》的重要支撑单位,和中国政府职能转移的重点承担单位,10余年以来承担着大量电子信息专业技术人员的水平评价工作;

7. 2015年起,中国电子学会启动了面向青少年(6-18岁)级别的机器人技术等级考试项目,并得到了来自于政、产、学、研、用多方的响应和支持,2016年由中国电子学会发起成立的“全国青少年电子信息科普创新联盟”宣告成立,并启动了新一版全国青少年机器人技术等级考试标准的修改和升级工作。

8.2015年底,全国青少年机器人技术等级考试试点工作启动,首批13名学生参加了等级考试,通过率在62%;2016年全年等级考试人数超过3000人,综合通过率达到80%以上。

 

9.2016年起,全国各地教育主管单位陆续发文参与和支持全国青少年机器人技术等级考试工作。山东、吉林、河北、辽宁、江苏、福建、包头等省市十几个教育局、电教馆、教育学会等部门在当地组织等级考试工作,十几家机器人生产和服务企业加入支持等级考试标准。

机器人行业现状及发展

2003年以来,我国工业机器人销量增速始终快于全球,2016年国内市场实现机器人销量8.7万台,同比增长26.9%,快于全球增速15.9%11个百分点,占全球销量的30%。据IFR(国际机器人联合会)估计,2017年实现销量11.1万台,增速27.59%,增速连续三年扩大。

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与销量增长相应,我国机器人产量也在快速攀升,2017年国内产机器人13万台,同比大增81%。

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根据IFR预测,2020年全球机器人销量将达到52万台,我国销量达到21万台,占比超过40%。按照机器人均价15万元计算,市场规模将超300亿元。

据中国《机器人产业发展规划(2016~2020)》,到2020年我国工业机器人密度要达到150台以上。据IFR统计,2017年我国机器人密度为68台。按此测算,近三年复合增长率将超30%。

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工业互联网是一种物品、机器、计算机和人的互联网,是链接工业全系统、全产业链、全价值链,支撑工业智能化发展的关键基础设施。

工业互联网包含三大要素:数据采集(边缘层)、工业PaaS(平台层)和工业APP(应用层)。边缘层是基础,用来构建一个精准、实时、高效的数据采集体系,采集数据并通过协议转换和边缘计算,一部分在边缘侧进行处理并直接返回到机器设备,一部分传导云端进行综合利用分析,进一步优化形成决策。平台层是核心,用来构建一个可扩展的操作系统,为工业APP应用开发提供基础平台。应用层是关键,形成满足不同行业、不同场景的应用服务,并以APP形式呈现出来。

自动化设备是工业数据产生的源头,是工业互联网的基础。没有自动化设备,数据的互联就无从谈起。机器人是自动化设备的代表,反映了一个国家自动化发展水平。虽然近年来我国机器人产销量增长迅速,但从机器人密度来衡量仍处于较低水平。据IFR统计,我国2017年机器人密度仅为68台/万人,低于全球平均水平74,仅为韩国的11%,新加坡的14%,德国的22%,仍有很大空间有待弥补。

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人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门技术科学。它可以模拟人的意识、思维,被称为“二十一世纪三大尖端技术”(基因工程、纳米科学、人工智能)之一。

我国适龄劳动人口高峰已过,从2011年开始在总人口占比进入趋势性下降区间。且劳动者对于工作环境、报酬的要求逐步提升,据我们产业链调研,由于新一代年轻工人已不愿选择高温、噪声大、污染重的工作岗位,每年春节过后、夏季、秋季都会出现阶段性的用工荒。2017年部分地区甚至出现了“介绍工人给万元奖励”的极端情况。

 招工成本的上升和工人高流动性造成制造业企业用工成本的快速上升,对本就低利润率的制造业企业来说造成了很大困扰,企业从降低成本的角度,大力采用机器人。

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机器人是一门综合性学科,涉及机械、电力电子、力学、材料等多个学科,对于人才素质和工业基础都提出了较高要求。随着我国高等教育普及,我国本科以上学历人口占比逐年上升,理工科研究生人数增长,为机器人产业发展奠定了人才基础。

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我国劳动力成本优势逐步丧失,低端制造业向东南亚等国家转移,迫使制造业升级。以汽车、消费电子为代表的先进制造业对于质量一致性、精度、可靠性等要求提高,普通人力难以胜任,必须使用机器人完成。

机器人三大核心零部件:精密减速器、运动控制器、伺服驱动电机等占机器人制造成本的70%。

以上数据来源公开资料整理。

参加全国青少年机器人技术等级考试的作用

检验学习成果

全国青少年机器人等级考试考核标准汲取了国内外高校的人才选拔标准,支持创客教育的实践与工程化理念,可以全面考察学生在机械结构、电子电路、软件编程、智能硬件应用、传感器应用、通信等方面的知识能力和实践能力。

增强自信心

全国青少年机器人等级考试给学生提供了一个展示自我的平台。学生在考试过程中,不仅开阔了视野,在与老师、同学的互动中,还锻炼了表达能力与逻辑思维能力,增强了学习的自信心和驱动力。

为成长加分

参加全国青少年机器人等级考试通过的学生,可以获得由中国电子学会颁发的权威证书,该证书对今后的升学考试评定具有参考价值。

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等级考试证书

目前国家大力发展人工智能的大趋势势必使高校的自主招生更侧重对孩子的科技综合素质的考量。由中国电子学会主办的“全国青少年机器人技术等级考试”项目,已经获得了清华大学等国内多所重点大学的认可,可作为这些 学校自主招生报考的关键要素之一。

另外,从长远角度看拿到六级及六级以上证书的学生可以与中国电子学会全国电子信息专业技术资格认证(QCEIT)衔接,进入人力资源和社会保障部认可的电子信息工程师职称考试序列。

参加全国青少年机器人技术等级考试的条件

参加考试的对象

8-18岁的在校小学、初中、高中生、高职、中专、技校学生。

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考试场景展示

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考试形式

总共分为八级,需逐级进行考取。

一级:8-18岁首次参加考试的学生;

二级:一级考试通过的学生;

三级:二级考试通过的学生;

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考试由低到高分为一级至八级。六级及以上与中国电子学会全国电子信息专业技术资格认证(QCEIT)衔接,进入电子信息工程师序列。考试从力学、机械原理、电子信息和软件技术的入门实践出发,引导青少年建立工程化、系统化的逻辑思维,使青少年机器人技术等级考试更具科普性、趣味性和实践性。

考试时间

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考试标准

一级标准

科目:机器人搭建、机器人常用知识。

形式:机器人搭建采用实际操作的形式,机器人常用知识采用上机考试形式。

结构件:能够满足考试要求的结构件均可。

考核内容:

(一) 实践

1. 基本结构认知

2. 知道六种简单机械原理(杠杆,轮轴,滑轮,斜面,楔,螺旋)

3. 齿轮和齿轮比

4. 传动链

5. 机器人常用底盘

(二) 知识

1. 了解主流的机器人影视作品及机器人形象

2. 会分辨稳定结构和不稳定结构

3. 会计算齿轮组的变速比例

4. 能够区分省力杠杆和费力杠杆

5. 能够区分哪种滑轮会省力

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一级实操作品:手动风扇

二级标准

科目:机器人搭建、机器人常用知识。

形式:机器人搭建采用实际操作的形式,机器人常用知识采用上机考试形式。

结构件:能够满足考试要求的结构件均可。

电子部分:包含可控制电源通断的电池盒及电机即可。

考核内容:

(一) 实践

1. 使用电池盒类型的遥控器控制电机运转

2. 能够连接独立的电池盒、开关以及电机

3. 完成凸轮、滑杆、棘轮、曲柄、连杆等特殊结构模型制作

4. 驱动电机完成一定任务

(二) 知识

1. 了解中国及世界机器人领域的重要历史事件

2. 知道机器人领域重要的科学家

3. 知道重要的机器人理论及相关人物

4. 知道凸轮、滑杆、棘轮、曲柄等特殊结构在生活中的应用

图片二级实操作品:缝纫机

三级标准

科目:电子电路搭建、机器人常用知识。 

形式:电子电路搭建采用基于面包板的实际操作形式,机器人常用知识采用上机考试形式。 

器材及软件: 

核心控制板:开源硬件控制板,包含硬件的原理图、引导程序(如果含)、操作系统(如果含)、开源的开发环境及源码。

目前支持的控制板种类及型号,请至官方网站查询。 

电子部分:与核心控制板配套的电子元件或模块。 

开发软件:能够完成开源硬件控制板程序开发的免费软件即可。 

目前支持的软件种类及版本,请至官方网站查询。 

考核内容: 

(一)  知识 

 1.  掌握电流、电压、电阻、导体、半导体等概念 

 2.  掌握串联、并联的概念 

 3.  了解模拟量、数字量、I/O 口输入输出等概念 

 4.  了解电子电路领域的相关理论及相关人物 

 5.  了解二极管的特性 

 6.  掌握程序的三种基本结构  

 7.  掌握程序流程图的绘制 

 8.  掌握图形化编程软件的使用 

 9.  掌握变量的概念和应用 

 10.了解函数的定义 

 (二)   电子电路 

 1.  掌握简单的串联、并联电路的连接 

 2.  掌握搭建不同的 LED 显示效果电路的内容 

 3.  掌握处理按键类型的开关输入信号的内容 

 4.  掌握使用光敏电阻搭建环境光线检测感应电路的内容 

 5.  掌握通过可调电阻控制 LED 的亮度变化的内容 

 6.  掌握控制蜂鸣器发声的内容。

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四级标准

科目:机器人搭建、机器人常用知识。 

形式:机器人搭建采用实际操作的形式,机器人常用知识采用上机考试形式。 

器材及软件: 

结构件:能够满足考试要求的结构件均可。 

核心控制板:开源硬件控制板,包含硬件的原理图、引导程序(如果含)、操作系统(如果含)、开源的开发环境及源码。目前支持的控制板种类及型号,请至官方网站查询。 

电子部分:与核心控制板配套的电子元件或模块。 

开发软件:能够完成开源硬件控制板程序开发的免费软件即可。 

目前支持的软件种类及版本,请至官方网站查询。

 

考核内容: 

四级内容标准是对前面三级内容的一个综合应用,相同的考核内容未在此列出。 

(一)知识 

1.掌握数学(加减乘除)、比较(大于小于等于)及逻辑(与或非)运算 

2.了解数值在二进制、十进制和十六进制之间进行转换  

3.掌握驱动电机或伺服电机运转的内容 

4.掌握已有的一些传感器功能函数的使用 

5.熟练通过编程实现选择结构和循环结构 

6.掌握函数的应用,能够完成自定义的函数 

7.了解类库的概念 

8.了解自律型机器人的行动方式 

9.了解细分领域的机器人理论及相关人物 

10.掌握较为合理的使用变量和自定义函数的内容 

(二)机器人搭建 

这部分实践操作主要是搭建能够完成指定任务的机构,与语言程序设计中的内容有部分交叉 

1.掌握使用输出数字信号的传感器的内容,如灰度传感器、接近开关、触碰传感器 

2.掌握使用输出模拟量信号的传感器的内容,如光线强度传感器 

3.掌握使用输出数字脉冲信号的传感器的内容,如超声波测距传感器、红外遥控信号接收传感器 

4.  掌握驱动电机或伺服电机运转的内容 

5.  掌握数学(加减乘除)、比较(大于小于等于)及逻辑(与或非)运算 

6.  熟练应用控制器 I/O 口实现数字量输出 

7.  掌握控制机器人平台移动的内容 

8.  了解利用三极管完成控制电路通断的电路 

9.  掌握简单的自律型机器人制作(比如简单避障、单线条巡线) 

10.   熟练通过编程实现选择结构和循环结构 

11.   掌握函数的应用,能够完成自定义的函数 。

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如何报名

直接到优才教育清华少年科学家前台,或通过加老师的微信报名。

需准备:

1.学员身份证号

2.家长联系方式

3.学员标准一寸蓝底或红底证件照电子档

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“优才教育少年科学家”是针对3—16岁少年儿童以科学探究为目标的科学综合素质,是国内领先的以培养青少儿科学素质、科学能力、科学情感、科学知识、科学习惯为目标,培养学生自信心、创造力、语言表达、团队合作、专注力、好奇心、成就感、逻辑思维、数学思维、行为习惯、学习习惯等综合能力为目的的“机器人编程课程”和“创客实验课程”。

 

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电话:0744-8255776

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