中職“智能機器人”課程的教學探究

王晨

摘要：本文根據智能機器人的教學發展現狀，結合中職的具體特點，總結了在本校開展教學的模式和方法.通過積極開展機器人教學活動，激發了學生的學習熱情，對于專業建設和創新能力培養十分有益。

關鍵詞：中職院校；智能機器人；教學實踐

中圖分類號：G424文獻標志碼：A文章編號：2095-9214（2016）08-0180-01

創新是國家民族進步的靈魂，因此培養具有創新意識的人才非常重要。智能機器人涉及電子、計算機、機械工程和自動控制等多個學科。通過智能機器人的教學，可以培養學生的動手能力和創新意識。近年，隨著機器人技術的發展和競賽普及，機器人活動越來越受到家長和同學們的認可。但由于受其實踐場地、設備等原因影響，學校多以興趣小組或選學課形式教學，將其納入正規課程的很少。廈門信息學校作為全國重點中專，以培養初、中級應用型人才為出發點，在07年開辦機器人社團接觸智能機器人競賽的研究。并于09年首次開設《智能機器人制作與編程》課程，作為專業基礎課面向機電專業高一學生。由于機器人教學多面向高校，所以在中職開設正規教學幾乎沒有經驗，如何教，教什么是擺在所有任課老師前面的難題。

筆者結合幾年對本課程教學的實踐與探索，著重從教學現狀、模式、方法三個方面進行探究，提出一些可行的建議與措施：

一、中職智能機器人教學現狀

中職的生源是初中畢業生，絕大多數沒有接觸過編程。課程安排在高一上半學期，對于只接觸過初中物理的同學來講，無論從知識內容還是編程思維都處于“零基礎”狀態。單純依托課程，學生理解起來有一定難度，只能做到“知其然而不知其所以然”。譬如理解識別條碼機器人的光電傳感器，紅外避障機器人的紅外傳感器等，不利于教學。建議最早在高一下半年，有一定電工電子和計算機基礎后再學習應用，效果會事半功倍。

教材方面，正規機器人教材主要面向高校，以工業機器人為主，適用中職教學的教材幾乎沒有。筆者在教學部老師們的大力幫助下，結合社團競賽的輔導經驗，加上自己的摸索，編寫出適應中職學生理論薄弱，動手實踐能力強等特點的校本教材。

二、中職智能機器人教學模式

1.理論實踐結合

由于實訓場地限制，教學采用理論實踐穿插，時間各半。理論學習圖形編程語言、電子、傳感器和機械有關知識。實踐動手做實驗，進一步理解鞏固理論學的知識，隨著理解的深入，適當加大難度，鍛煉學生動手實踐能力，培養學生獨立思考的創新精神。

2.結合課程特點，加大師資力量，采取小班式教學模式

智能機器人課程作為專業課，小班化教學很有優勢。以前面對50名同學的班級力不從心，輔導顧此失彼，效率很低。實施小班化教學，每班不超過25人，分配給每位同學的時間更多了。通過小班化教學更有效的利用現有教學條件，充分發揮優勢，方便老師輔導，提高課堂質量。

3.小組合作

傳統課堂老師很難滿足所有同學對知識的需求。有的同學感興趣、動手能力強，對知識需求量大。有的同學理論薄弱但動手能力強，有的同學擅長死記硬背理論學習但缺乏獨立動腦思考能力等等，學生個體的差異導致對知識需求量不統一。為此我們在小班教學的基礎上開展小組合作學習模式，不同層次的學生兩到三人一組，學生之間優勢互補，通過自主、合作、探究共同完成任務。

三、中職智能機器人教學方法

1.項目教學法主導

智能機器人是一門實踐性很強的綜合性課程，為了讓學生更好的掌握所學的知識，實現教學目標。我們參考并采用VJC15仿真軟件、中鳴機器人套裝，組織并設計一系列由易到難的教學項目，包括（1）倒計時（2）公共交通燈（3）安全路閘（4）搬運機器人（5）導盲避障（6）紅外避障（7）趨光機器人（8）巡線機器人等。

課程采用項目式教學，教師以任務的方式交給學生，讓學生帶著任務學習。在教師指導下，將任務分解成若干小任務由易入難，逐級提高。學生按本組學習能力自主選擇基本實訓、提高實訓、創新實訓等不同難度完成。這樣既避免造成能力差的同學完不成，能力強的同學又感覺簡單的局面，讓每個學生都學有所得。項目教學法“以項目為主線、教師為引導、學生為主體”，改變了“教師講，學生聽”的被動教學模式，創造了學生主動參與、自主協作、探索創新的新型教學模式。

例如，導盲避障機器人。設計一個能幫助盲人遇到障礙物時引導避開的機器人，將任務分解為三部分。任務一：用“觸碰檢測”模塊和“顯示”模塊判斷機器人是否碰到障礙。任務二：機器人前進，碰到障礙物停止。任務三：機器人前進，碰到障礙物后避開障礙物繼續前進。將任務分解，逐步解決。任務一、二為基礎模塊全部同學都要掌握，任務三為提高模塊70%的同學需要掌握。最后針對避障靈敏度的調試屬于創新模塊范疇，供學有余力的同學研究探索。

2.信息化教學支持

智能機器人教學離不開信息化支持。在教學中廣泛應用多媒體、極域電子教室、JVC仿真等輔助教學，有利于教學環境的創設，使課堂生動有趣。信息化教學提高學生的主動性、積極性，有利于培養學生的創新能力。學生針對任務要求先在仿真軟件上編程調試，完成調試后，進入機器人快車軟件下載到搭建好的機器人中，觀察功能完成情況再進行調整。在智能機器人教學中采用信息化手段使教師在教學中的控制支配地位降低，而學生探索性學習空間變得更廣闊。

3.分層次教學考核

考慮學生個體差異，改變傳統考核標準單一的方式。在教學和考核中，提出不同層次的考核目標，指導學生根據實際水平自主選擇考核難度。減少理論考核比重，側重學生動手能力培養，力求考出滿意的成績，同時激勵了學生實踐和創新的熱情。

實踐證明實施項目教學法，輔以信息化教學手段，進行分層次考核因材施教。使教師教學變得輕松，學生參與實踐主動性提高，動手能力增強，創新意識也得到培養。

將智能機器人教學引入中職院校電子信息類基礎課，學生通過對課程的學習和實踐，激發了學生學習興趣和熱情，改善職校生學習風氣和學習態度。隨著中職院校教學改革與課程改革的深入發展，智能機器人教學走進課堂是一種必然發展的方向。有關中職院校智能機器人教學也會越來越成熟，希望本文能給同在教學中摸索的同仁一點參考。

（作者單位：廈門信息學校）

參考文獻：

[1]張宏彬.高職院校開展智能機器人教學的探索[J].職業教育研究，2009，（1）.

[2]洪智.智能機器人中學教學研究[J].新校園，2012，（7）.