探究中職信息技術與機器人專業的“交點坐標”

王美玲

摘要：找尋中職信息技術—C語言程序設計與機器人專業程序設計的交點坐標，有效利用這些交點坐標，通過機器人“交點坐標”相關知識點功能程序的運行創設C語言教學情景，誘導機器人專業的學生對C語言程序設計中的相關“交點坐標”知識產生興趣，從而提高信息技術課堂教學的有效性，體現中職信息技術與專業教學相輔相成，互相促進的教學理念。

關鍵詞：C語言;機器人專業;交點坐標

在中職機器人專業的信息技術教學過程中，我們信息技術教師主動尋找信息技術與該專業的“交點坐標”，經過調研調查發現，信息技術教學中的C語言程序設計這門課與機器人專業中的編程技術緊密相關。目前市場上機器人套裝或完整的產品，都提供一個圖形化編程界面，它使初學者不用了解計算機語言就能進行基本的機器人操控編程，漢字標識加形像的圖形模塊，甚至3D仿真，使界面十分友好，孩子們喜聞樂見。然而通過向行業精英調查發現，對于機器人愛好者或專業學習者而言，學好C語言是一門必修課，是一道必須跨過的坎。我們都知道C語言是目前計算機界非常普遍適用的一門計算機語言，其功能豐富，表達能力強，語言簡潔明快，適應不同的計算機硬件結構。如果能實現信息技術中C語言與機器人專業的編程相融合，學會C語言程序編輯，對機器人專業每個學生后續機器人編程學習是大有益處的。在機器人專業信息技術教學中滲透和融合C語言知識，不僅打破了C語言傳統教學中的理想化、抽象化枯燥情形，還能讓機器人專業的學生在C語言的學習過程中能夠更加直觀地理解語句的功能，且編程的趣味性強，更符合我們中職學生的學情。也最大的體現了中職信息技術與專業教學相輔相成，互相促進的教學理念。

一、尋找信息技術與機器人專業的“交點坐標”

跨學科知識整合指的是學習者從不同學科視角對主題相關知識進行建構，從而形成對主題屬性多維度重構的心理過程[1]。我作為機器人專業信息技術課教師，在教授C語言之前在課余時間我通過走捷徑的方式，向我校全國機器人大賽輔導教師和學生進行了多次的深入調查和調研，在調查中我了解到我校機器人編程用的是在keil軟件中進行C語言編寫，以及如何用keil軟件對程序進行編寫、注釋、編譯、運行。通過調研我和該項目指導老師和參賽學生選手共同找到了C語言程序設計與機器人程序設計教學時的“交點坐標”：1.C語言的基礎知識，例如標識符、變量和常量、數據類型、運算符和表達式、常量和變量以及局部變量和全局變量等;2.語句和基本控制結構，如單入口單出口的控制結構，分支結構（if語句、switch語句）以及循環結構（while語句、do-while語句、for語句）;3.函數的定義和調用;4.以維數組和二維數組;5.排序算法和查找算法，如冒泡排序、順序查找和二分查找等。掌握了以上這些“交點坐標”中的C語言知識，我們的機器人專業指導教師就可以采用以下兩步完成程序的編寫和運行：第一步，引領學生讀懂編寫好的各個子程序，利用注釋和拼音進行定義的變量名讀懂程序，所以理解每條程序還是非常容易的，主程序成功調用子程序并編譯通過后就用stc-isp軟件將程序導入到機器人的單片機芯片中，同時觀察好程序執行的效果;第二步，待學生讀懂并理解好每一個子程序之后，就可以放手讓學生試著動手在主程序中通過調用子程序的方式完成一系列連貫的機器人動作，編譯通過后即可導入到機器人的單片機芯片中實現功能所需求的機器人動作，若需求有變或者機器人運行發生變化，也可通過修改子程序中的參數來實現動作的變化。

二、用好信息技術與機器人專業的“交點坐標”

教育心理學的研究表明：學生在沒有精神壓力，沒有心理負擔，心情舒暢，情緒飽滿的情境下，大腦皮層容易形成興奮中心，思維最活躍，實踐能力最強[2]。在日常的教學中，應該提供這樣的思維環境，創設與學生生活環境、知識背景密切相關的、又是學生感興趣的學習情境，讓學生感受到在信息技術課堂上的學習成果能開啟專業學習中所要遇到的技術問題鑰匙。為此要想把這些“交點坐標”在信息技術—C語言教學課堂上很好的展現給機器人專業的學生，這就要求我們信息技術教師能夠結合這些“交點坐標”設計出幫助學生學好C語言的教學素材，通過借助機器人運行程序指令來創設教學情景，讓學生能夠在信息技術—C語言程序設計的學習過程中切實感受到機器人專業編程和C語言有很大的相交性和相融性，能夠切實感受到和專業編程有著異曲同工之妙，讓他們意識到學好了C語言程序設計，機器人編程也就會很快上手。

例如我在機器人專業班級講授C語言程序設計分支結構中的IF語句和函數調用的時候，通過在學校機器人專業實驗室進行調研，拍攝機器人按程序工作的場景視頻，以此創設情境，如下圖：

讓學生明白機器人所有的動作都是按程序中的指令執行的，通過這樣的情景構建激發我們的學生對C語言程序設計的學習產生興趣。為了創設這樣的情景，我使用了一段用機器人程序編寫的含有IF語句和函數調用的“拆除產品的蓋板，拆除產品中的芯片，經過視覺檢測放到原料區，放置位置可自行決定”程序，同時通過視頻讓學生直觀的理解過程調用以及IF語句執行時的情景，從而吸引學生對機器人編程產生興趣的同時也遷移性的讓他們喜歡上了C語言編程，為進一步的加強和鞏固C語言程序設計奠定了學情基礎。機器人程序中函數調用以及IF語句執行程序如下：

當演示完程序執行的整個過程后，我們再引入IF語句的學習和函數的調用，讓學生能夠直觀地理解語句的功能，最終激發學生用C語言實現上述功能程序編寫的興趣。

又例如我在C語言教學中講授for語句、switch語句以及函數調用的時候，我就引用了一段機器人編程過的實現“根據表8，完成A03產品的芯片裝配”功能的程序以及機器人在執行這段程序時候的視頻作為上述知識點的教學時的情景素材，如下圖：

當演示完整個程序后，我們再引入for語句、switch語句以及函數調用，讓學生能夠直觀地理解語句的功能，最終激發學生用C語言實現上述功能程序編寫的興趣。

縱觀以上信息技術與機器人專業的“交點坐標”，在教學過程中我們還可以展開更深層次的輻射，力爭做到由點到線到面的拓展，最終實現全方面的融合。在條件適當的情況下，我們信息技術教研組應該發揚團隊的精神，主動尋求與各專業課教師的合作，結合本校的專業特點，集思廣益，打破傳統信息技術教材的結構，建立起信息技術與各專業的“交點坐標”，最終編制出體現各專業特色的對應信息技術校本教材，成功實現信息技術與各專業之間的相互跨越，從而提高信息技術教學的有效性，突出專業所需的針對性和實用性。實踐證明，學生只有在這樣的學習過程中，才會感到學習具有交融性，也才會成功體驗到學有所用的道理，把信息技術融入學生的生活，融入專業學習，扭轉當前信息技術教學環境下“信息技術與各專業相脫離”的現狀。

參考文獻：

[1]胡衛平，張淳俊.（2007）.跨學科概念圖與科學創造力的關系.心理學報，39（4），697～705.

[2]德里斯科爾.學習心理學—面向教學的取向[M].上海.華東師范大學出版社.2008.303.