機器人

汪文峰

提起機器人，大家就會想起一些經典動畫片里的主人公：鐵臂阿童木、奧特曼、瓦力等。究竟什么是機器人？中國的科學家把它定義為：“機器人是一種自動化的機器，而且具備一些與人或生物相似的智能，如感知能力、規劃能力、動作能力和協同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機器。”

隨著科學技術的發展，機器人早已走出屏幕，出現在人們的生活中，但應用于教育領域的機器人還處于起步階段。如何將機器人這一智能化產品應用于同樣處于起步發展階段的通用技術教學呢？筆者進行了一些思考。

區別于物理、生物等傳統課程的教具，通用技術課程的教具需要滿足如下幾點要求：1.有設計和技術的體現；2.有創新和發展的承載；3.方便學生操作和體驗；4.能激發學生的學習熱情，營造良好的課堂學習氛圍等。

我校自2005年建立機器人活動室以來，先后用過耐英特、中鳴等公司生產的機器人積木，用它們搭建的機器人獲得過不少省、市級比賽的大獎。比賽之余，聯想到通用技術課程目前面臨的困難——缺乏現成的教具、學具，需要自己去開發，于是筆者有了將機器人帶進通用技術課堂的想法。在教學中，我嘗試了幾種方法。

1.借用別人已經設計制作好的機器人直接展示。如在結構上，展示腳型機器人，討論結構運動特點。

2.研究教材設計作品。如在控制單元，根據教材內容使用機器人套件設計出簡易自動滅火裝置。

3.讓有興趣的學生參與設計。如我校的高二學生通過研究設計并制作出能說明閉環控制及系統工作過程的“仿自動化工廠搬運機器人”（如圖1）和“六腳仿生機器人” （如圖2）等。

學生設計制作的過程是自主學習的過程，也是創新實踐過程，一些學生將制作機器人的心得體會寫成文章，還被刊登在雜志上，大大激發了其他同學的熱情。

當然，將機器人應用到通用技術課時目的要明確，不能空耗課堂時間。如在系統與設計單元，有自發電手電筒的設計，目的是讓學生認識系統構成的元素及其相互之間的關系及系統特點。這時只需用普通的電子元件、普通燈泡或發光二極管及一段細繩、導線即可，不必擺出機器人。

4.以高中常規賽主題作為一項設計實踐內容，讓學生在實踐中學習技術與設計。

以電腦機器人比賽高中組常規賽為例，針對投籃機器人，我們采用耐英特公司一套件，讓學生根據比賽要求，熟悉主題和老師提供的方案。但在實踐活動中，學生發現一些地方不合理，如投籃結構中怎樣發射乒乓球、怎樣讓乒乓球一個接一個順利地到達發射點而不卡死等，在實踐討論中設計完善細節。設計放球機器人時，同學們改進了自動放球欄桿等，并使二者配合，讓球成功地進籃，他們還將這些過程拍成視頻在教室展示，讓更多的同學得到啟發。

在通用技術課堂上嘗試引進機器人，將智能化產品“馴化”成學生學習技術知識的得力幫手，對提高學生科學探究的水平和技術素養都會大有裨益。