機(jī)器人教學(xué)中計(jì)算思維的培養(yǎng)

熊國(guó)全

近年來(lái)，由于機(jī)器人比賽的蓬勃發(fā)展，機(jī)器人教學(xué)正從“為技術(shù)而教”轉(zhuǎn)變?yōu)椤盀樗季S而教”，它已成為培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力的新平臺(tái)。下面，筆者結(jié)合IRobotQ 3D虛擬機(jī)器人汽車總動(dòng)員項(xiàng)目教學(xué)實(shí)踐，談?wù)勅绾卧跈C(jī)器人教學(xué)中滲透計(jì)算思維的諸要素，從而提高學(xué)生的計(jì)算思維能力。

● 對(duì)比求解，激發(fā)計(jì)算思維意識(shí)

培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維首先在于激發(fā)其計(jì)算思維意識(shí)。因此在教學(xué)中，我們應(yīng)有意引導(dǎo)學(xué)生用計(jì)算思維的方式求解問(wèn)題，使其體會(huì)計(jì)算思維的優(yōu)勢(shì)，從而激發(fā)他們主動(dòng)利用計(jì)算思維去解決問(wèn)題的意識(shí)。

例如，《賽車搶分》這節(jié)課的教學(xué)要求是：在沿著賽道行駛的過(guò)程中，被限制大小的機(jī)器人小車盡可能地獲取路邊的得分物。一開(kāi)始，學(xué)生沒(méi)有系統(tǒng)思考如何獲取路邊的得分物，他們看到機(jī)器人小車在行駛過(guò)程中，靠自身結(jié)構(gòu)獲取路邊的得分物，就一直在想如何加寬機(jī)器人小車車身，結(jié)果機(jī)器人小車重心不穩(wěn)，行駛狀態(tài)很不穩(wěn)定，有時(shí)還會(huì)遺漏得分物，嚴(yán)重影響后來(lái)的成績(jī)。因此，我展示了一個(gè)方案：給機(jī)器人安裝兩只手臂，這樣它在沿著賽道行走的同時(shí)，能直接獲取一路上的得分物。學(xué)生對(duì)此方案感到很驚奇，我便借機(jī)引導(dǎo)他們用計(jì)算思維的方式去思考如何完成任務(wù)。

首先，將這個(gè)任務(wù)分解成若干子問(wèn)題：如何判別機(jī)器人到達(dá)得分物附近？機(jī)器人如何獲取路邊的得分物？機(jī)器人在獲取路邊得分物的過(guò)程中，是否會(huì)影響到行駛狀態(tài)？……