机器人

• 作 者: 汪文峰
• 出 处: 发明与创新(学生版)
• 发表日期: 2013年7期
• 关键词: 机器人 学生 技术 教具 过程 机器

　　提起机器人，大家就会想起一些经典动画片里的主人公：铁臂阿童木、奥特曼、瓦力等。究竟什么是机器人？中国的科学家把它定义为：“机器人是一种自动化的机器，而且具备一些与人或生物相似的智能，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。”
　　随着科学技术的发展，机器人早已走出屏幕，出现在人们的生活中，但应用于教育领域的机器人还处于起步阶段。如何将机器人这一智能化产品应用于同样处于起步发展阶段的通用技术教学呢？笔者进行了一些思考。
　　区别于物理、生物等传统课程的教具，通用技术课程的教具需要满足如下几点要求：1.有设计和技术的体现；2.有创新和发展的承载；3.方便学生操作和体验；4.能激发学生的学习热情，营造良好的课堂学习氛围等。
　　我校自2005年建立机器人活动室以来，先后用过耐英特、中鸣等公司生产的机器人积木，用它们搭建的机器人获得过不少省、市级比赛的大奖。比赛之余，联想到通用技术课程目前面临的困难——缺乏现成的教具、学具，需要自己去开发，于是笔者有了将机器人带进通用技术课堂的想法。在教学中，我尝试了几种方法。
　　1.借用别人已经设计制作好的机器人直接展示。如在结构上，展示脚型机器人，讨论结构运动特点。
　　2.研究教材设计作品。如在控制单元，根据教材内容使用机器人套件设计出简易自动灭火装置。
　　3.让有兴趣的学生参与设计。如我校的高二学生通过研究设计并制作出能说明闭环控制及系统工作过程的“仿自动化工厂搬运机器人”（如图1）和“六脚仿生机器人” （如图2）等。
　　学生设计制作的过程是自主学习的过程，也是创新实践过程，一些学生将制作机器人的心得体会写成文章，还被刊登在杂志上，大大激发了其他同学的热情。
　　当然，将机器人应用到通用技术课时目的要明确，不能空耗课堂时间。如在系统与设计单元，有自发电手电筒的设计，目的是让学生认识系统构成的元素及其相互之间的关系及系统特点。这时只需用普通的电子元件、普通灯泡或发光二极管及一段细绳、导线即可，不必摆出机器人。
　　4.以高中常规赛主题作为一项设计实践内容，让学生在实践中学习技术与设计。
　　以电脑机器人比赛高中组常规赛为例，针对投篮机器人，我们采用耐英特公司一套件，让学生根据比赛要求，熟悉主题和老师提供的方案。但在实践活动中，学生发现一些地方不合理，如投篮结构中怎样发射乒乓球、怎样让乒乓球一个接一个顺利地到达发射点而不卡死等，在实践讨论中设计完善细节。设计放球机器人时，同学们改进了自动放球栏杆等，并使二者配合，让球成功地进篮，他们还将这些过程拍成视频在教室展示，让更多的同学得到启发。
　　在通用技术课堂上尝试引进机器人，将智能化产品“驯化”成学生学习技术知识的得力帮手，对提高学生科学探究的水平和技术素养都会大有裨益。