电脑智能机器人活动——培养学生综合素质的新载体

涂 俊(柳州市第二职业技术学校，545000）



电脑智能机器人活动
——培养学生综合素质的新载体

涂 俊
(柳州市第二职业技术学校，545000）

摘要：电脑智能机器人活动是一种新兴的、融合了众多先进技术的教育活动平台，经过本人的几年教育实践，发现通过机器人活动可以培养学生对科学的兴趣、提高学生的思维品质、发展学生的实践能力、促进学生良好品德的形成。

关键词：机器人；科学；实践；综合素质

随着智能技术的发展，电脑智能机器人的教育已经逐渐步入中小学课堂。电脑智能机器人技术融合了电子、造型、传感器、机械、软件和人工智能等技术，充分体现了当今信息技术等多项领域的先进技术，是信息技术的重要内容。智能机器人的教学内容必将给信息技术基础教育带来新的活力。

与此同时，电脑智能机器人活动为学生提供了表现、思索、研究、创造的机会，为多出人才、早出人才创设了广阔的空间，为发挥其育人功能开辟了良好的途径。在活动中，学生不仅可以学到有关机械、电子、计算机等技术知识，还可以培养多方面的能力和素养，如与人沟通合作的能力，合理分配、利用时间的能力等，全面提高学生的综合素质。

1　培养学生对科学的兴趣

机器人活动虽然不完全属于科学课的范畴，但它与科学活动紧密机关，是以学习科学知识为主要内容、以培养创新精神和实践能力为主要目标的综合性活动。同科学课一样，机器人活动也有许多理论知识需要学生理解掌握，如果过分强调理论知识的掌握，会使学生逐渐丧失他们天生的对科学探究的好奇心。因此，我们采取多种多样的方法，将这种好奇心转化为对科学的兴趣，使之真正成为科学学习的动力。

如：在学生已经能够利用程序控制机器人行走固定路线以后，学习兴趣已经逐渐消退。这时候，我在机器人上面加装了一个避障传感器，并且修改了程序，使之能够自动避开障碍物行走。学生发现这种情况以后立即惊奇地叫了起来，还一个劲儿地问我是怎么做到的，眼尖的学生还发现了我多加装的一个传感器。孩子们学习劲头立刻被激发出来了，他们带着这样的劲头去探索、去试验，效果当然不一样。

电脑智能机器人活动的开展进一步发挥了科学教育的功能，扩大了中学科学教育的涉及面，促进了中学生科学兴趣和素养的全面发展，使得学生更加爱科学、积极学科学、勇于用科学。

2　提高学生的思维品质

不断地优化思维，不断地强化思维能力，是思维本质内在的趋向性要求。通过电脑智能机器人这平台，可以有效地训练、激活学生的各种思维素质。

2.1运用多种教学手段启发学生的想象能力

想象力是创造活动的必要条件，在科学创造中具有十分重要的意义。中学生的想象力其实是很丰富的，但是在传统教育的禁锢下，他们的想象力却被无意之中束缚了。而在电脑智能机器人教学活动中，教师有义务也有可能通过各种手段激发学生的想象，启迪学生的思维。

如：在关于“我心目中的机器人”创作活动中，当我要求学生利用手中的各种零件创造出心目中的机器人形象，大多数学生创作的思维还停留在初步的认识上，创作的机器人外形就是像人。于是我引导学生：其实机器人不一定要像人一样，只要具有一定的自动功能，一般都可以称之为机器人，在航天领域的“火星登陆车”、军事领域的“爆破机器人”，甚至日常生活中的家用电器里面也有机器人的影子。在我的引导下，学生们又创作出一个个鲜活生动、别具一格的形象，如：扩大某一器官功能的机器手、具有警卫功能的机器狗、方便人们的生活的机器轮椅等。虽然学生创作的形象并不一定具有相应的功能，但是已经激发了的想象的火花对学生的成长有诸多益处。

2.2在程序编写过程中训练学生的逻辑思维

我国一直有针对中小学生的信息学奥林匹克竞赛，主要测试的是学生的计算机编程能力。计算机语言比数学更加能够体现逻辑思维的应用，一般的计算机编程不像科学实验和模型制作等实践活动那样能够直观地看到过程和结果，而是需要通过判断、选择、分析、循环等逻辑思维实现目的。所以说，学习计算机编程可以有效地提高学生的信息素养尤其是逻辑思维能力。

但是，我国的信息学竞赛实际上是属于极少数尖子学生的表演舞台，对于培养我国的IT业的精英固然有益处，但是提高我国全民信息素养应面对大多数人，而在中学阶段，除了个别尖子生，大多数学生在平时的训练中逐渐更新换代了对信息学的兴趣，退出了学习小组。毕竟，学习计算机编程是比较枯燥乏味的。有什么东西既能培养提高学生的信息素养，又能使学生产生兴趣，不至于半途而废？那就是电脑智能机器人活动。

在日常的机器人学习活动中，学生编写程序来驱动机器人完成预定的动作，反过来又通过机器人的反馈信息来评判程序的正确、优劣。把程序的抽象和机器人动作的直观紧密地结合起来，往往能取得事半功倍的效果。如：程序语言教学中，循环语句是教学的难点，对小学生来说，很难理解循环语句的作用和几种循环语句的区别，而通过机器人空上平台，学生可以直观地看到应用循环语句以后的效果，并且根据不同的效果随时进行调整。在循序渐进的训练中，学生体会到了计算机的强大功能，不再反感计算机编程，同时学生的逻辑思维能力也得到了培养。

2.3基于问题开展教学，培养问题意识

学生具有问题意识不仅体现了个体思维的灵活性和深刻性，也反映了思维的独立性和创造性。因此，教师要引导学生发现问题，提出问题。

机器人活动应基于问题开展教学。从创设问题情境开始，让学生在对问题的探究中学习、质疑，从而生成新的更高层次的问题。如：为了让学生明白摩擦力对机器人运动的影响，起先我让两个学生互相拉着玩，然后，从游戏中让孩子们说出自己的感觉，进而引出问题：1、什么样的鞋底容易滑？2、什么样的地面容易滑？3、拉重的同学费力还是拉轻的同学费力？围绕这几个问题进行探究学习，学生通过探究初步明白了摩擦力的知识。在此基础上，组织学生讨论如何增强和减弱机器人轮子与地面的摩擦力等等，并且动手实践，把学生探究的欲望再次提高。

3　发展学生的实践能力

实践是指人们改造客观世界的一切活动。当今社会最需要的就是勇于创新、敢于实践的人才。中学生好奇心很强，对什么都想摸摸、动动、做做，这正是我们培养他们的动手能力和实践能力的心理基础。

电脑智能机器人活动给孩子们开辟了广阔天地，使他们在实践活动中增长才干。如：指导教师在组织学生开展机器人走迷宫活动中，需要说明避障传感器位置的前后对机器人行走轨迹的影响。老师事先制作三台机器人，传感器的位置分别是合理位置、稍微靠前位置和稍微靠后的位置。在演示过程中，学生们发现三台机器人轨迹并不相同。为消除学生的疑虑，老师把三台机器人作了比较。此刻学生的思维被激活了，各种观点喷涌而出。为了验证自己的想法，他们迫切要求自己动手做实验。于是，老师把主动权交给学生，让他们自己亲手试一试。他们把传感器的位置作了前后调整，不断反复试验。结果几乎所有学生都能把传感器调整到最佳位置并使机器人的行进路线达到了最佳状态。活动气氛十分活跃，那是因为这一奥妙是学生在亲自动手的过程中发现的，使他们尝到了成功的喜悦。

总之,能力的培养离不开实践活动,离开实践活动,我们也无从下手研究学生能力的培养.只有在活动中学生亲自实践、亲自动手，他们的能力才能形成并且得到进一步的发展。

参考文献

[1] 刘国璋，《面向全体学生的校外科技教育课程化实践探索》，《计算机教与学.现代教学》，2005（3）

[2] 林媛，《浅谈智能机器人走入中小学课堂的几点看法》，《石河子科技》．2005(3)

[3] 王英琴，《中小学机器人实验室建设的探索与思考》，《中小学信息技术教育》。2004(4).

Computer intelligent robot activities
—— a new carrier of cultivating students' comprehensive quality

Tu Jun
(Liuzhou second vocational and technical school,545000)

Abstract：Computer intelligent robot is a kind of emerging,the fusion of the platform education activities of many advanced technologies,after several years of education practice,found by robot activities can cultivate students'interest in science,improve students'thinking quality,the development of students' practical ability, promote the formation of good moral character of students.

Keywords：robot;science;practice;comprehensive quality