涂 俊(柳州市第二職業(yè)技術(shù)學(xué)校，545000）

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電腦智能機(jī)器人活動
——培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的新載體

涂 俊
(柳州市第二職業(yè)技術(shù)學(xué)校，545000）

摘要：電腦智能機(jī)器人活動是一種新興的、融合了眾多先進(jìn)技術(shù)的教育活動平臺，經(jīng)過本人的幾年教育實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)通過機(jī)器人活動可以培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的興趣、提高學(xué)生的思維品質(zhì)、發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐能力、促進(jìn)學(xué)生良好品德的形成。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人；科學(xué)；實(shí)踐；綜合素質(zhì)

隨著智能技術(shù)的發(fā)展，電腦智能機(jī)器人的教育已經(jīng)逐漸步入中小學(xué)課堂。電腦智能機(jī)器人技術(shù)融合了電子、造型、傳感器、機(jī)械、軟件和人工智能等技術(shù)，充分體現(xiàn)了當(dāng)今信息技術(shù)等多項(xiàng)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，是信息技術(shù)的重要內(nèi)容。智能機(jī)器人的教學(xué)內(nèi)容必將給信息技術(shù)基礎(chǔ)教育帶來新的活力。

與此同時(shí)，電腦智能機(jī)器人活動為學(xué)生提供了表現(xiàn)、思索、研究、創(chuàng)造的機(jī)會，為多出人才、早出人才創(chuàng)設(shè)了廣闊的空間，為發(fā)揮其育人功能開辟了良好的途徑。在活動中，學(xué)生不僅可以學(xué)到有關(guān)機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等技術(shù)知識，還可以培養(yǎng)多方面的能力和素養(yǎng)，如與人溝通合作的能力，合理分配、利用時(shí)間的能力等，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

1　培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的興趣

機(jī)器人活動雖然不完全屬于科學(xué)課的范疇，但它與科學(xué)活動緊密機(jī)關(guān)，是以學(xué)習(xí)科學(xué)知識為主要內(nèi)容、以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為主要目標(biāo)的綜合性活動。同科學(xué)課一樣，機(jī)器人活動也有許多理論知識需要學(xué)生理解掌握，如果過分強(qiáng)調(diào)理論知識的掌握，會使學(xué)生逐漸喪失他們天生的對科學(xué)探究的好奇心。因此，我們采取多種多樣的方法，將這種好奇心轉(zhuǎn)化為對科學(xué)的興趣，使之真正成為科學(xué)學(xué)習(xí)的動力。

如：在學(xué)生已經(jīng)能夠利用程序控制機(jī)器人行走固定路線以后，學(xué)習(xí)興趣已經(jīng)逐漸消退。這時(shí)候，我在機(jī)器人上面加裝了一個(gè)避障傳感器，并且修改了程序，使之能夠自動避開障礙物行走。學(xué)生發(fā)現(xiàn)這種情況以后立即驚奇地叫了起來，還一個(gè)勁兒地問我是怎么做到的，眼尖的學(xué)生還發(fā)現(xiàn)了我多加裝的一個(gè)傳感器。孩子們學(xué)習(xí)勁頭立刻被激發(fā)出來了，他們帶著這樣的勁頭去探索、去試驗(yàn)，效果當(dāng)然不一樣。

電腦智能機(jī)器人活動的開展進(jìn)一步發(fā)揮了科學(xué)教育的功能，擴(kuò)大了中學(xué)科學(xué)教育的涉及面，促進(jìn)了中學(xué)生科學(xué)興趣和素養(yǎng)的全面發(fā)展，使得學(xué)生更加愛科學(xué)、積極學(xué)科學(xué)、勇于用科學(xué)。

2　提高學(xué)生的思維品質(zhì)

不斷地優(yōu)化思維，不斷地強(qiáng)化思維能力，是思維本質(zhì)內(nèi)在的趨向性要求。通過電腦智能機(jī)器人這平臺，可以有效地訓(xùn)練、激活學(xué)生的各種思維素質(zhì)。

2.1運(yùn)用多種教學(xué)手段啟發(fā)學(xué)生的想象能力

想象力是創(chuàng)造活動的必要條件，在科學(xué)創(chuàng)造中具有十分重要的意義。中學(xué)生的想象力其實(shí)是很豐富的，但是在傳統(tǒng)教育的禁錮下，他們的想象力卻被無意之中束縛了。而在電腦智能機(jī)器人教學(xué)活動中，教師有義務(wù)也有可能通過各種手段激發(fā)學(xué)生的想象，啟迪學(xué)生的思維。

如：在關(guān)于“我心目中的機(jī)器人”創(chuàng)作活動中，當(dāng)我要求學(xué)生利用手中的各種零件創(chuàng)造出心目中的機(jī)器人形象，大多數(shù)學(xué)生創(chuàng)作的思維還停留在初步的認(rèn)識上，創(chuàng)作的機(jī)器人外形就是像人。于是我引導(dǎo)學(xué)生：其實(shí)機(jī)器人不一定要像人一樣，只要具有一定的自動功能，一般都可以稱之為機(jī)器人，在航天領(lǐng)域的“火星登陸車”、軍事領(lǐng)域的“爆破機(jī)器人”，甚至日常生活中的家用電器里面也有機(jī)器人的影子。在我的引導(dǎo)下，學(xué)生們又創(chuàng)作出一個(gè)個(gè)鮮活生動、別具一格的形象，如：擴(kuò)大某一器官功能的機(jī)器手、具有警衛(wèi)功能的機(jī)器狗、方便人們的生活的機(jī)器輪椅等。雖然學(xué)生創(chuàng)作的形象并不一定具有相應(yīng)的功能，但是已經(jīng)激發(fā)了的想象的火花對學(xué)生的成長有諸多益處。

2.2在程序編寫過程中訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維

我國一直有針對中小學(xué)生的信息學(xué)奧林匹克競賽，主要測試的是學(xué)生的計(jì)算機(jī)編程能力。計(jì)算機(jī)語言比數(shù)學(xué)更加能夠體現(xiàn)邏輯思維的應(yīng)用，一般的計(jì)算機(jī)編程不像科學(xué)實(shí)驗(yàn)和模型制作等實(shí)踐活動那樣能夠直觀地看到過程和結(jié)果，而是需要通過判斷、選擇、分析、循環(huán)等邏輯思維實(shí)現(xiàn)目的。所以說，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)編程可以有效地提高學(xué)生的信息素養(yǎng)尤其是邏輯思維能力。

但是，我國的信息學(xué)競賽實(shí)際上是屬于極少數(shù)尖子學(xué)生的表演舞臺，對于培養(yǎng)我國的IT業(yè)的精英固然有益處，但是提高我國全民信息素養(yǎng)應(yīng)面對大多數(shù)人，而在中學(xué)階段，除了個(gè)別尖子生，大多數(shù)學(xué)生在平時(shí)的訓(xùn)練中逐漸更新?lián)Q代了對信息學(xué)的興趣，退出了學(xué)習(xí)小組。畢竟，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)編程是比較枯燥乏味的。有什么東西既能培養(yǎng)提高學(xué)生的信息素養(yǎng)，又能使學(xué)生產(chǎn)生興趣，不至于半途而廢？那就是電腦智能機(jī)器人活動。

在日常的機(jī)器人學(xué)習(xí)活動中，學(xué)生編寫程序來驅(qū)動機(jī)器人完成預(yù)定的動作，反過來又通過機(jī)器人的反饋信息來評判程序的正確、優(yōu)劣。把程序的抽象和機(jī)器人動作的直觀緊密地結(jié)合起來，往往能取得事半功倍的效果。如：程序語言教學(xué)中，循環(huán)語句是教學(xué)的難點(diǎn)，對小學(xué)生來說，很難理解循環(huán)語句的作用和幾種循環(huán)語句的區(qū)別，而通過機(jī)器人空上平臺，學(xué)生可以直觀地看到應(yīng)用循環(huán)語句以后的效果，并且根據(jù)不同的效果隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。在循序漸進(jìn)的訓(xùn)練中，學(xué)生體會到了計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大功能，不再反感計(jì)算機(jī)編程，同時(shí)學(xué)生的邏輯思維能力也得到了培養(yǎng)。

2.3基于問題開展教學(xué)，培養(yǎng)問題意識

學(xué)生具有問題意識不僅體現(xiàn)了個(gè)體思維的靈活性和深刻性，也反映了思維的獨(dú)立性和創(chuàng)造性。因此，教師要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，提出問題。

機(jī)器人活動應(yīng)基于問題開展教學(xué)。從創(chuàng)設(shè)問題情境開始，讓學(xué)生在對問題的探究中學(xué)習(xí)、質(zhì)疑，從而生成新的更高層次的問題。如：為了讓學(xué)生明白摩擦力對機(jī)器人運(yùn)動的影響，起先我讓兩個(gè)學(xué)生互相拉著玩，然后，從游戲中讓孩子們說出自己的感覺，進(jìn)而引出問題：1、什么樣的鞋底容易滑？2、什么樣的地面容易滑？3、拉重的同學(xué)費(fèi)力還是拉輕的同學(xué)費(fèi)力？圍繞這幾個(gè)問題進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，學(xué)生通過探究初步明白了摩擦力的知識。在此基礎(chǔ)上，組織學(xué)生討論如何增強(qiáng)和減弱機(jī)器人輪子與地面的摩擦力等等，并且動手實(shí)踐，把學(xué)生探究的欲望再次提高。

3　發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐能力

實(shí)踐是指人們改造客觀世界的一切活動。當(dāng)今社會最需要的就是勇于創(chuàng)新、敢于實(shí)踐的人才。中學(xué)生好奇心很強(qiáng)，對什么都想摸摸、動動、做做，這正是我們培養(yǎng)他們的動手能力和實(shí)踐能力的心理基礎(chǔ)。

電腦智能機(jī)器人活動給孩子們開辟了廣闊天地，使他們在實(shí)踐活動中增長才干。如：指導(dǎo)教師在組織學(xué)生開展機(jī)器人走迷宮活動中，需要說明避障傳感器位置的前后對機(jī)器人行走軌跡的影響。老師事先制作三臺機(jī)器人，傳感器的位置分別是合理位置、稍微靠前位置和稍微靠后的位置。在演示過程中，學(xué)生們發(fā)現(xiàn)三臺機(jī)器人軌跡并不相同。為消除學(xué)生的疑慮，老師把三臺機(jī)器人作了比較。此刻學(xué)生的思維被激活了，各種觀點(diǎn)噴涌而出。為了驗(yàn)證自己的想法，他們迫切要求自己動手做實(shí)驗(yàn)。于是，老師把主動權(quán)交給學(xué)生，讓他們自己親手試一試。他們把傳感器的位置作了前后調(diào)整，不斷反復(fù)試驗(yàn)。結(jié)果幾乎所有學(xué)生都能把傳感器調(diào)整到最佳位置并使機(jī)器人的行進(jìn)路線達(dá)到了最佳狀態(tài)。活動氣氛十分活躍，那是因?yàn)檫@一奧妙是學(xué)生在親自動手的過程中發(fā)現(xiàn)的，使他們嘗到了成功的喜悅。

總之,能力的培養(yǎng)離不開實(shí)踐活動,離開實(shí)踐活動,我們也無從下手研究學(xué)生能力的培養(yǎng).只有在活動中學(xué)生親自實(shí)踐、親自動手，他們的能力才能形成并且得到進(jìn)一步的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉國璋，《面向全體學(xué)生的校外科技教育課程化實(shí)踐探索》，《計(jì)算機(jī)教與學(xué).現(xiàn)代教學(xué)》，2005（3）

[2] 林媛，《淺談智能機(jī)器人走入中小學(xué)課堂的幾點(diǎn)看法》，《石河子科技》．2005(3)

[3] 王英琴，《中小學(xué)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的探索與思考》，《中小學(xué)信息技術(shù)教育》。2004(4).

Computer intelligent robot activities
—— a new carrier of cultivating students' comprehensive quality

Tu Jun
(Liuzhou second vocational and technical school,545000)

Abstract：Computer intelligent robot is a kind of emerging,the fusion of the platform education activities of many advanced technologies,after several years of education practice,found by robot activities can cultivate students'interest in science,improve students'thinking quality,the development of students' practical ability, promote the formation of good moral character of students.

Keywords：robot;science;practice;comprehensive quality