將智能機器人課程引入高中信息技術課堂的方法探究
技術在線
作者：張偉偉
摘 要 結合教學實踐，針對如何將智能機器人課程引入中小學信息技術課堂，分三個階段進行探究。
關鍵詞 智能機器人課程；信息技術課堂；校本課程
中圖分類號：G633.67 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2015）17-0040-02
近年來，機器人已廣泛應用於機械製造業並逐漸進入醫療輔助業以及家用服務業等與人們的學習、生活密切相關的領域，改變著人們的生活、生產方式，越來越受到人們的重視。智能機器人課程是一門集電子、自動化、物理、計算機等學科於一體的新型綜合課程，具有知識性、實踐性和啟發性等特點。學生通過課程的學習充分鍛煉他們的邏輯思維和創新思維，培養動手實踐能力，展示他們對知識的綜合應用，有助於提高學生的整體素質和信息素養，該課程越來越受到中小學校的重視。如何在信息技術課堂中引入該課程仍存在很多問題和爭議。現就該問題結合教學實踐，進行以下幾個方麵的探究。
1 依托社團活動，優先開展電腦機器人社團活動
因為電腦機器人設計綜合了包括傳感器、編程技術、電子設計、物理線路及力學的多種知識[1]，因此對學生的綜合知識及動手技能的要求較高，在高一年級，全體學生進行信息技術必修課程的同時，可利用課外時間組織一部分對機器人興趣比較濃厚、同時綜合技能比較強的同學，參加由教師進行統一輔導的機器人社團。
該社團主要是由競賽驅動的。首先選擇2～3個適合的競賽項目，由學校提供資金支持，來統一配備機器人設備，然後社團內成員按照組間同質、組內異質的原則進行分組，每組3名成員，並設立1名組長，每個項目由三個獨立的小組承擔。組內進行明確的分工，同時又要共同合作，組間同樣要有分工合作。集體的智慧很重要，在機器人製作、比賽和訓練過程中小組隊員的合作狀態直接影響比賽效果，有了良好的合作能力，對同一個項目進程多層麵、多角度的探究，才能消除個人的思維角度的狹隘性，在滿足學生獨立學習願望的同時，能夠顯著增強學生的合作意識與團隊精神。參賽之前，每個項目選擇一個最優的小組參賽，這樣也可激發小組之間的競爭意識。
學生的綜合類知識得到鞏固和擴充。智能機器人設計是一門集成了數學、物理、電子、計算機硬件和軟件、人工智能等眾多領域的科學與技術知識，是一種高度綜合的技術平台。在機器人設計製作的過程中，每增加機器人的一種功能，都需要學生進行主機控製器部件的擴充，在擴充接口的過程中需要不斷去擴充學生自己有關數字電路方麵的知識；機器人動作的控製需要為機器人編寫圖形化程序或者是直接編寫代碼，這就要求學生自學計算機編程語言、算法的知識，通過反複的編程和調試程序可鍛煉科學而高效的思維方式、嚴謹的邏輯判斷能力。整個項目的完成都要經過所有成員反複的設計—調試—修改，這對青少年的規劃能力以及設計能力都是一個不小的挑戰。在這一過程中，學生慢慢將機器人的神秘麵紗揭去，使他們創造力、解決問題的能力，自信心、甚至空間思維能力、邏輯思維能力、嚴謹的學習習慣等都得到了很好的鍛煉和提升，這無疑為學生健康成長提供了源動力，讓我們的學生站到了一個更高、更廣闊的平台上去自由發展[2]。
2 師生共同構建智能機器人知識網絡框架，開發校本課程
由於機器人學習資料比較有限，社團起步時，可以充分利用機器人廠家的活動指南和產品說明書，認識機器人每一部分的功能，它的設計原理和編程規則，以及常見問題的解決方案。整個備賽和參賽的過程中，學生的興趣都很濃厚，積極性非常高，大家都主動參與、樂於探究；這個過程也充分地培養了學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力，教師和學生都有很大收獲。