以校本課程智能機(jī)器人為載體提高學(xué)生的創(chuàng)新能力

郭恒武

摘要：青少年科學(xué)普及教育是素質(zhì)教育的重要組成部分，青少年智能機(jī)器人活動(dòng)的開展，為青少年的全面發(fā)展提供了一個(gè)豐富多彩的活動(dòng)平臺。隨著近幾年深圳市教育局機(jī)器人進(jìn)課堂活動(dòng)的開展，將智能機(jī)器人教學(xué)又推到了一個(gè)新的起點(diǎn)，新的發(fā)展高度，智能機(jī)器人課中教學(xué)內(nèi)容的確定，課堂的組織與實(shí)施，以及相應(yīng)的課堂評價(jià)方式，如何把握課堂教學(xué)與各種機(jī)器人比賽的關(guān)系等問題都需要我們思考。本文結(jié)合自己近幾年教學(xué)活動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)與體會，提出一點(diǎn)觀點(diǎn)和建議。

關(guān)鍵詞：智能機(jī)器人 綜合實(shí)踐活動(dòng) 校本課程 信息素養(yǎng)

智能機(jī)器人作為中小學(xué)信息技術(shù)教育的一部分，可以全面提高學(xué)生的信息素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。我校的智能機(jī)器人校本課程一直深受學(xué)生的喜愛，自2001年9月始，每年都有接近上百人報(bào)名參加，但受器材、場地的限制，只能選取一部分學(xué)生以小組形式開展活動(dòng)。但即使如此，我校在各種比賽中仍獲佳績：創(chuàng)意比賽、足球比賽獲得廣東省智能機(jī)器人大賽一等獎(jiǎng)，常規(guī)比賽獲得區(qū)科技節(jié)、市智能機(jī)器人比賽一等獎(jiǎng)。

一、創(chuàng)造條件，在實(shí)踐中提高

對絕大部分信息技術(shù)教師來說，由于沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，帶領(lǐng)學(xué)生開展機(jī)器人活動(dòng)，設(shè)計(jì)和操控智能機(jī)器人，都是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。我認(rèn)為，現(xiàn)在市場上機(jī)器人圖形化的編程環(huán)境較為普遍，尤其是大部分機(jī)器人器材都可以使用C語言來編程，機(jī)器人編程入門已經(jīng)較為簡單，就此，利用給機(jī)器人編程的機(jī)會，教師可以學(xué)以致用，提高自己的水平。

二、合理規(guī)劃，有限經(jīng)費(fèi)最優(yōu)化

機(jī)器人活動(dòng)需要特定硬件環(huán)境：活動(dòng)教室要安裝遮光窗簾，盡量使用日光燈、節(jié)能燈等冷光源照明，需要配備電腦用于調(diào)試編寫機(jī)器人程序。我校特意將綜合樓六樓作為科技樓，專門設(shè)立一間教室，雖相對于開展各種機(jī)器人活動(dòng)這樣的場地需求而言還不夠大，但合理規(guī)劃，一個(gè)場地做多個(gè)活動(dòng)用，做到空間共享。這樣既可以騰出更多的空間，又可以讓學(xué)生養(yǎng)成良好的整理習(xí)慣。當(dāng)然，機(jī)器人的搭建組裝和程序編寫調(diào)試盡量放在同一個(gè)地方，方便學(xué)生及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試程序。

選購開展機(jī)器人教學(xué)活動(dòng)的器材也相當(dāng)重要。現(xiàn)在機(jī)器人教學(xué)的器材品種特別多，質(zhì)量與價(jià)格，使用的方便性與性能的可靠性相差也比較大，因此，購買時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際需要，多詢問兄弟學(xué)校和相關(guān)的主管部門。在使用過程中，我的總結(jié)是沒有最好的機(jī)器人器材，只有最合適的機(jī)器人器材。

三、細(xì)心篩選，協(xié)調(diào)好各方關(guān)系

機(jī)器人是集多種學(xué)科為一體的綜合性課程，要求活動(dòng)小組成員有一定的物理、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，同時(shí)具有較好的動(dòng)手實(shí)踐和合作能力。因此，組員須具有較為全面的素質(zhì)，還要有穩(wěn)定的心理素質(zhì)。建議學(xué)校開展信息技術(shù)等比賽使參賽者對程序設(shè)計(jì)及問題處理學(xué)會把握，繼而對機(jī)械硬件問題的處置進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練。對于參加機(jī)器人競賽的選手，校方、帶隊(duì)教師還必須耐心溝通，最大限度得到家長的支持。

四、認(rèn)真反思，得出幾點(diǎn)思考

（一）學(xué)生主體，教師輔導(dǎo)

機(jī)器人比賽是學(xué)生的比賽，在各級各類的競賽中，教師是不能進(jìn)入競賽場地的，所有問題的解決全憑學(xué)生自己解決。因此，機(jī)器人教學(xué)中各種活動(dòng)的開展必須以學(xué)生為中心，從搭建機(jī)器人到設(shè)計(jì)程序以及調(diào)試，都應(yīng)該以學(xué)生為主，教師協(xié)助或指導(dǎo)學(xué)生完成。學(xué)生只有親手去設(shè)計(jì)制作，才能知道機(jī)器人的真正原理，進(jìn)而根據(jù)活動(dòng)現(xiàn)場調(diào)試完成各種機(jī)器人任務(wù)。

（二）分工合作，相互交流

機(jī)器人活動(dòng)的開展，盡量以小組為單位，四個(gè)學(xué)生為一組，比如，機(jī)器人足球比賽項(xiàng)目，兩人做進(jìn)攻機(jī)器人，兩人做防守機(jī)器人，其中分別是一人負(fù)責(zé)搭建機(jī)器人，一人負(fù)責(zé)編寫程序。整個(gè)活動(dòng)任務(wù)的完成，需要所有小組成員分工與配合，達(dá)到默契的程度。每個(gè)小組是一個(gè)整體，不是一個(gè)人的參加，需組內(nèi)每個(gè)學(xué)生合力，大家的相互交流和幫助。

（三）利用網(wǎng)絡(luò)，獲得幫助

通過網(wǎng)絡(luò)可以查找小組的創(chuàng)意有無前例，也可解決在機(jī)器人制作過程中遇到的新問題，例如，學(xué)生通過QQ找機(jī)器人器材廠家的專家在線給予幫助和指導(dǎo)。

（四）任務(wù)驅(qū)動(dòng)，由易到難

各種機(jī)器人活動(dòng)的開展，都應(yīng)該由易到難，在教學(xué)中，教師應(yīng)該教會學(xué)生如何分解任務(wù)，按照先易后難的原則，逐漸完成任務(wù)。如滅火機(jī)器人活動(dòng)的開展，這個(gè)任務(wù)可以分解成很多小的任務(wù)，例如，左手走機(jī)器人、右手走機(jī)器人、尋光機(jī)器人、滅火機(jī)器人等小任務(wù)，再引導(dǎo)學(xué)生先完成單一1號房的滅火任務(wù)、1號和2號房滅火任務(wù)，直到學(xué)生完成整個(gè)任務(wù)。學(xué)生在逐步增加難度的過程中，逐步編寫出完整的滅火程序，熟悉機(jī)器人滅火的過程和細(xì)節(jié)。最后不斷改進(jìn)、調(diào)試機(jī)器人。

（五）做好各種準(zhǔn)備

程序是智能機(jī)器人的大腦，魂不附體機(jī)器人就只是“僵尸”。目前，機(jī)器人設(shè)備最大的問題是傳感器的精度和靈敏度不高，2006年10月，我校參加機(jī)器人打保齡球大賽中，我校派出三個(gè)代表隊(duì)，只有一個(gè)代表隊(duì)獲得第一名，而另外兩個(gè)隊(duì)一個(gè)因?yàn)檫x手的機(jī)器人受場地光線的影響以及機(jī)器人電池電能的影響，導(dǎo)致機(jī)器人沒有完成任務(wù)而中途退場，一個(gè)隊(duì)由于外界場地的變化影響了比賽成績。

各種機(jī)器人活動(dòng)結(jié)束后，無論是參加的學(xué)生還是教師，都應(yīng)該反思整個(gè)活動(dòng)過程，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)與不足，寫出自己參加活動(dòng)的心得體會。這些寶貴財(cái)富的積累，既可以提高學(xué)生的技術(shù)，也利于培養(yǎng)他們良好的心理素質(zhì)。還要告訴學(xué)生，各種機(jī)器人活動(dòng)，無論他們小組成功或失敗，都不要輕易放棄、勇于拼搏。

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（責(zé)編 田彩霞）