智能机器人学习在信息技术教学中的实践与探索
[日期:2006-09-05] 来源:教科室  作者:葛静 [字体: ]

智能机器人学习在信息技术教学中的实践与探索

葛静

为了改进和完善信息技术教学模式,优化课堂教学,20032月重庆一中开始了新的尝试,将“智能机器人”引进课堂,以研究性学习、兴趣小组以及课堂教学三种方式开展机器人学习。到现在为止,我们积累了一些经验,认为智能机器人学习能够充分渗透研究性学习的思想,体现课程整合的思路和对学生信息意识和信息能力的培养。

一.智能机器人是信息技术的充分体现。

智能机器人是技术学习领域,特别是信息技术科目的崭新平台,它有多方面的优势:

1.  技术的综合性。智能机器人是信息技术的集成体,它集中体现了信息技术的精髓,即信息的收集、处理和反馈。

2.  技术的先进性。智能机器人公认是21 世纪的技术至高点之一,在发展中不断集成了众多领域的先进技术。

3.  实践性。学生在实现智能机器人项目的过程中,充分培养了动手能力、创造能力、协作能力和进取精神。

4.  兴趣性。机器人本身就具有很大的吸引力,但并非高不可攀,只要选择的平台恰当,学生即可以由浅入深地学习,逐步获得成功的喜悦,增强学习兴趣和信心。

 

二.三种活动方式有机联系,活动得以充分展开。

我们在信息技术课堂上引入机器人学习使高一年级掀起了学习机器人的热潮。学生在课堂上积极实践,以例程和学生自己编写的小程序为主。教师则组织学生在有限的空间(室外走廊上,机器人实验室)举行机器人比赛,如障碍赛等。一个小小的比赛往往可以激起学生更大的兴趣,于是他们在反复调试的过程中,更加熟悉了各自机器人的性能(各个机器人的性能不同),也摸索出一些编程及解决问题的技巧。在长达一个月的时间里,学生的信息技术课不再限于机房,而是穿梭在走廊与机房间,常常能听到他们惊喜的笑声和热烈的讨论,这是一个很好的开端。

有了这样的基础,我们顺势而上,开展了“智能机器人”研究性学习。在各个班挑选出来的学生组成了一个研究性学习班,在这样一个环境中,学生开始更激烈的讨论、学习和实践。针对具体的项目,学生各抒己见,大家可以在很短的时间内将一个问题化繁为简,化难为易。于是学生开始动手实现设想,在一边实践一边探讨修改的过程中,又进一步完善设想。比如“机器人灭火”,一开始同学们无从下手,如何让机器人能走进每个房间,如何能够探测到火眼,如何灭火,如果用风扇灭火的话,又如何让机器人探测到火焰后把风扇对准火焰……如此种种问题,在若干次讨论之后,解决方案便逐渐变得清晰了。

就是在这样的过程中,我们发现学生对于机器人的兴趣远不止于此,应该提供一个更为广阔的平台任他们发挥,于是机器人兴趣小组诞生了。在兴趣小组中,学生不但可以接触更多的机器人平台,而且可以针对一个具体项目深入研究,直到达到参加全国比赛的水平。有部分同学就是从学习“能力风暴”开始认识了解机器人,在兴趣小组中,既而转向需要全由自己搭建、编程控制的乐高机器人。对于机器人能够收集信息——处理信息——反馈信息的过程,学生充满了好奇和无限的激情,他们渴望能把设想变成现实。充分发挥学生的主观能动性是机器人活动中应该遵循的原则。

 

三.学生的各个方面能力得以均衡发展

在整个学习研究的过程中,学生个体并不是独立存在的。学生在相互交流的过程中锻炼表达能力,养成积极思考、发现创新的习惯。我们让学生自愿组队,几个队员共同致力于一个项目的研究与开发,培养学生的团队合作精神。很多学习喜欢这样的集体,因为不但可以接触到很多新鲜的事物,也认识更多的同路人。在外出参加比赛的过程中,更是与其他城市的学生结下了深厚的友谊,开阔了眼界。

 

四.在未来机器人课程学习中应注意的几个方面

机器人知识的发展以信息技术的发展为基础。在飞速发展的信息实地,机器人产业的发展与时俱进。信息的收集已经成为这个活动发展过程中非常重要的一环,进一步培养学生的信息收集能力应该引起重视。除了目前从日常生活、相关网站及其相关的机器人公司获得信息外,我们还可以适时的组织参观相关的工厂、研究所等,因为在那里,学生可以感受到机器人技术真正的投入现实社会生产的情景,学生可以更为深刻地体会到机器人能代替人进行更精密、更危险、更高效率的工作,从关注科技与社会生产力的关系的角度出发,激发学生的创作激情。在学校机器人活动初具规模的情况下,更应该规范机器人的管理,提高其使用率,及时维修是保证正常使用的基础。

 

五.课程整合创新思路。

机器人的优势我已经提到,它是一项综合的技术,所以一旦引进学校,它就不是只能存在信息技术的课堂。实际上,机器人的结构与物理学密切相关,我们可以用机器人做出经典的物理实验,也可以用机器人高精度的传感器设计完美的化学实验,这些不但有演示,而且有数据反馈过程,可及时完成数据采集和分析过程。课程整合可以从这个角度出发,为传统的教学注入新的活力。

在全校范围内广泛的开展机器人活动是全国信息技术教育的一个趋势,北京、上海、广州都已将机器人课程领进课堂,并先后推出了机器人与信息技术整合的教材。又由于机器人技术的综合性,它同时又可以整合自然科学的多门学科。有效的利用好机器人这个平台对教育教学将有更大的促进。

 

 

录入:聂吉波 | 阅读:

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