拓展計算思維 培養創新能力

朱建峰

《綜合實踐活動課程指導綱要》指出，“在不具備實物機器人的情況下，可以利用機器人仿真環境來模擬機器人的運動和調試使用流程圖編制的簡單的控制程序；初步感受利用程序解決問題的一般過程”。IRobotQ3D機器人在線仿真平臺是基于網絡互動模式設計，以強大的物理引擎作為技術支撐，以機器人為載體的科技創新平臺。利用IRobotQ3D機器人在線仿真平臺，便于組織機器人活動，能讓更多的學生有接觸機器人的機會，同時也有利于競爭交流。本文基于“汽車總動員”項目教學，對其中涉及的學生計算思維的培養方面作了一些思考。

● 情境創設，培養學生計算思維的基石

IRobotQ3D機器人在線仿真平臺提供了“汽車總動員”項目。該項目的任務是：在一個虛擬的物理環境下，要求學生自己設計搭建機器人，并讓機器人在規定的時間內從隨機選取的賽道的起點抵達終點。在賽道中還設置了得分標記、快速過彎、飛車路段、能量補充站等，學生完成的得分動作越多，用時越少，得分就越高。

學生在面對這個任務時，首先會問：完成這個項目需要解決多少問題？解決這些問題困不困難？怎樣才是最佳的解決方法？因此，在汽車總動員設置的情境中，要完成任務就需要學生運用計算機科學的基礎概念去求解問題和設計方案。學生會根據自己的實際情況去搭建自己的小車，考慮用怎樣的傳感器。不同的學生搭建的小車是不一樣的，使用的傳感器也是不一樣的，即使傳感器一樣，其安裝的角度也是不一樣的，正是由于這么多的不一樣，學生才會產生思維的碰撞，才能不斷改進。……