中职“智能机器人”课程的教学探究

王晨

摘要：本文根据智能机器人的教学发展现状，结合中职的具体特点，总结了在本校开展教学的模式和方法.通过积极开展机器人教学活动，激发了学生的学习热情，对于专业建设和创新能力培养十分有益。

关键词：中职院校；智能机器人；教学实践

中图分类号：G424文献标志码：A文章编号：2095-9214（2016）08-0180-01

创新是国家民族进步的灵魂，因此培养具有创新意识的人才非常重要。智能机器人涉及电子、计算机、机械工程和自动控制等多个学科。通过智能机器人的教学，可以培养学生的动手能力和创新意识。近年，随着机器人技术的发展和竞赛普及，机器人活动越来越受到家长和同学们的认可。但由于受其实践场地、设备等原因影响，学校多以兴趣小组或选学课形式教学，将其纳入正规课程的很少。厦门信息学校作为全国重点中专，以培养初、中级应用型人才为出发点，在07年开办机器人社团接触智能机器人竞赛的研究。并于09年首次开设《智能机器人制作与编程》课程，作为专业基础课面向机电专业高一学生。由于机器人教学多面向高校，所以在中职开设正规教学几乎没有经验，如何教，教什么是摆在所有任课老师前面的难题。

笔者结合几年对本课程教学的实践与探索，着重从教学现状、模式、方法三个方面进行探究，提出一些可行的建议与措施：

一、中职智能机器人教学现状

中职的生源是初中毕业生，绝大多数没有接触过编程。课程安排在高一上半学期，对于只接触过初中物理的同学来讲，无论从知识内容还是编程思维都处于“零基础”状态。单纯依托课程，学生理解起来有一定难度，只能做到“知其然而不知其所以然”。譬如理解识别条码机器人的光电传感器，红外避障机器人的红外传感器等，不利于教学。建议最早在高一下半年，有一定电工电子和计算机基础后再学习应用，效果会事半功倍。

教材方面，正规机器人教材主要面向高校，以工业机器人为主，适用中职教学的教材几乎没有。笔者在教学部老师们的大力帮助下，结合社团竞赛的辅导经验，加上自己的摸索，编写出适应中职学生理论薄弱，动手实践能力强等特点的校本教材。

二、中职智能机器人教学模式

1.理论实践结合

由于实训场地限制，教学采用理论实践穿插，时间各半。理论学习图形编程语言、电子、传感器和机械有关知识。实践动手做实验，进一步理解巩固理论学的知识，随着理解的深入，适当加大难度，锻炼学生动手实践能力，培养学生独立思考的创新精神。

2.结合课程特点，加大师资力量，采取小班式教学模式

智能机器人课程作为专业课，小班化教学很有优势。以前面对50名同学的班级力不从心，辅导顾此失彼，效率很低。实施小班化教学，每班不超过25人，分配给每位同学的时间更多了。通过小班化教学更有效的利用现有教学条件，充分发挥优势，方便老师辅导，提高课堂质量。

3.小组合作

传统课堂老师很难满足所有同学对知识的需求。有的同学感兴趣、动手能力强，对知识需求量大。有的同学理论薄弱但动手能力强，有的同学擅长死记硬背理论学习但缺乏独立动脑思考能力等等，学生个体的差异导致对知识需求量不统一。为此我们在小班教学的基础上开展小组合作学习模式，不同层次的学生两到三人一组，学生之间优势互补，通过自主、合作、探究共同完成任务。

三、中职智能机器人教学方法

1.项目教学法主导

智能机器人是一门实践性很强的综合性课程，为了让学生更好的掌握所学的知识，实现教学目标。我们参考并采用VJC15仿真软件、中鸣机器人套装，组织并设计一系列由易到难的教学项目，包括（1）倒计时（2）公共交通灯（3）安全路闸（4）搬运机器人（5）导盲避障（6）红外避障（7）趋光机器人（8）巡线机器人等。

课程采用项目式教学，教师以任务的方式交给学生，让学生带着任务学习。在教师指导下，将任务分解成若干小任务由易入难，逐级提高。学生按本组学习能力自主选择基本实训、提高实训、创新实训等不同难度完成。这样既避免造成能力差的同学完不成，能力强的同学又感觉简单的局面，让每个学生都学有所得。项目教学法“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”，改变了“教师讲，学生听”的被动教学模式，创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式。

例如，导盲避障机器人。设计一个能帮助盲人遇到障碍物时引导避开的机器人，将任务分解为三部分。任务一：用“触碰检测”模块和“显示”模块判断机器人是否碰到障碍。任务二：机器人前进，碰到障碍物停止。任务三：机器人前进，碰到障碍物后避开障碍物继续前进。将任务分解，逐步解决。任务一、二为基础模块全部同学都要掌握，任务三为提高模块70%的同学需要掌握。最后针对避障灵敏度的调试属于创新模块范畴，供学有余力的同学研究探索。

2.信息化教学支持

智能机器人教学离不开信息化支持。在教学中广泛应用多媒体、极域电子教室、JVC仿真等辅助教学，有利于教学环境的创设，使课堂生动有趣。信息化教学提高学生的主动性、积极性，有利于培养学生的创新能力。学生针对任务要求先在仿真软件上编程调试，完成调试后，进入机器人快车软件下载到搭建好的机器人中，观察功能完成情况再进行调整。在智能机器人教学中采用信息化手段使教师在教学中的控制支配地位降低，而学生探索性学习空间变得更广阔。

3.分层次教学考核

考虑学生个体差异，改变传统考核标准单一的方式。在教学和考核中，提出不同层次的考核目标，指导学生根据实际水平自主选择考核难度。减少理论考核比重，侧重学生动手能力培养，力求考出满意的成绩，同时激励了学生实践和创新的热情。

实践证明实施项目教学法，辅以信息化教学手段，进行分层次考核因材施教。使教师教学变得轻松，学生参与实践主动性提高，动手能力增强，创新意识也得到培养。

将智能机器人教学引入中职院校电子信息类基础课，学生通过对课程的学习和实践，激发了学生学习兴趣和热情，改善职校生学习风气和学习态度。随着中职院校教学改革与课程改革的深入发展，智能机器人教学走进课堂是一种必然发展的方向。有关中职院校智能机器人教学也会越来越成熟，希望本文能给同在教学中摸索的同仁一点参考。

（作者单位：厦门信息学校）

参考文献：

[1]张宏彬.高职院校开展智能机器人教学的探索[J].职业教育研究，2009，（1）.

[2]洪智.智能机器人中学教学研究[J].新校园，2012，（7）.