以校本課程智能機器人為載體提高學生的創新能力

郭恒武

摘要：青少年科學普及教育是素質教育的重要組成部分，青少年智能機器人活動的開展，為青少年的全面發展提供了一個豐富多彩的活動平臺。隨著近幾年深圳市教育局機器人進課堂活動的開展，將智能機器人教學又推到了一個新的起點，新的發展高度，智能機器人課中教學內容的確定，課堂的組織與實施，以及相應的課堂評價方式，如何把握課堂教學與各種機器人比賽的關系等問題都需要我們思考。本文結合自己近幾年教學活動的經驗與體會，提出一點觀點和建議。

關鍵詞：智能機器人 綜合實踐活動 校本課程 信息素養

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

一、創造條件，在實踐中提高

對絕大部分信息技術教師來說，由于沒有實踐經驗，帶領學生開展機器人活動，設計和操控智能機器人，都是一項挑戰。我認為，現在市場上機器人圖形化的編程環境較為普遍，尤其是大部分機器人器材都可以使用C語言來編程，機器人編程入門已經較為簡單，就此，利用給機器人編程的機會，教師可以學以致用，提高自己的水平。

二、合理規劃，有限經費最優化

機器人活動需要特定硬件環境：活動教室要安裝遮光窗簾，盡量使用日光燈、節能燈等冷光源照明，需要配備電腦用于調試編寫機器人程序。我校特意將綜合樓六樓作為科技樓，專門設立一間教室，雖相對于開展各種機器人活動這樣的場地需求而言還不夠大，但合理規劃，一個場地做多個活動用，做到空間共享。這樣既可以騰出更多的空間，又可以讓學生養成良好的整理習慣。當然，機器人的搭建組裝和程序編寫調試盡量放在同一個地方，方便學生及時根據現場調試程序。

選購開展機器人教學活動的器材也相當重要。現在機器人教學的器材品種特別多，質量與價格，使用的方便性與性能的可靠性相差也比較大，因此，購買時，需要根據實際需要，多詢問兄弟學校和相關的主管部門。在使用過程中，我的總結是沒有最好的機器人器材，只有最合適的機器人器材。

三、細心篩選，協調好各方關系

機器人是集多種學科為一體的綜合性課程，要求活動小組成員有一定的物理、數學基礎，同時具有較好的動手實踐和合作能力。因此，組員須具有較為全面的素質，還要有穩定的心理素質。建議學校開展信息技術等比賽使參賽者對程序設計及問題處理學會把握，繼而對機械硬件問題的處置進行強化訓練。對于參加機器人競賽的選手，校方、帶隊教師還必須耐心溝通，最大限度得到家長的支持。

四、認真反思，得出幾點思考

（一）學生主體，教師輔導

機器人比賽是學生的比賽，在各級各類的競賽中，教師是不能進入競賽場地的，所有問題的解決全憑學生自己解決。因此，機器人教學中各種活動的開展必須以學生為中心，從搭建機器人到設計程序以及調試，都應該以學生為主，教師協助或指導學生完成。學生只有親手去設計制作，才能知道機器人的真正原理，進而根據活動現場調試完成各種機器人任務。

（二）分工合作，相互交流

機器人活動的開展，盡量以小組為單位，四個學生為一組，比如，機器人足球比賽項目，兩人做進攻機器人，兩人做防守機器人，其中分別是一人負責搭建機器人，一人負責編寫程序。整個活動任務的完成，需要所有小組成員分工與配合，達到默契的程度。每個小組是一個整體，不是一個人的參加，需組內每個學生合力，大家的相互交流和幫助。

（三）利用網絡，獲得幫助

通過網絡可以查找小組的創意有無前例，也可解決在機器人制作過程中遇到的新問題，例如，學生通過QQ找機器人器材廠家的專家在線給予幫助和指導。

（四）任務驅動，由易到難

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

（五）做好各種準備

程序是智能機器人的大腦，魂不附體機器人就只是“僵尸”。目前，機器人設備最大的問題是傳感器的精度和靈敏度不高，2006年10月，我校參加機器人打保齡球大賽中，我校派出三個代表隊，只有一個代表隊獲得第一名，而另外兩個隊一個因為選手的機器人受場地光線的影響以及機器人電池電能的影響，導致機器人沒有完成任務而中途退場，一個隊由于外界場地的變化影響了比賽成績。

各種機器人活動結束后，無論是參加的學生還是教師，都應該反思整個活動過程，總結經驗與不足，寫出自己參加活動的心得體會。這些寶貴財富的積累，既可以提高學生的技術，也利于培養他們良好的心理素質。還要告訴學生，各種機器人活動，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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（責編 田彩霞）