中职计算机教学中引入智能机器人课程的可行性研究

【摘   要】  智能机器人原本便依托于众多的计算机程序方能得以顺利运行，故将智能机器人与计算机程序之间的关联性作为中职计算机教学的切入点，而通过探讨智能机器人于计算机教学方面的实用性，不仅能对传统的教学方法予以科学、合理的创新，而且对中职计算机课程完成教学任务及目标提供诸多助力，这样能够让智能机器人课程在中职计算机教学中的应用价值充分凸显出来，更好地完成中职院校培养复合型人才的目标。

【关键词】  中职计算机;智能机器人;可行性

智能机器人早在上世纪60年代便已起步。而如今，随着全球科技的不断进步，使得智能机器人亦呈现出了飞速发展的态势。目前，诸如工业、商业、民用以及军用等众多领域均对智能机器人技术有着十分广泛的运用。不仅如此，在计算机技术不断发展的同时，使得智能机器人也拥有了更加广阔的发展平台，加之机器人仿真技术的出现又使得机器人的研发费用有了大幅降低。当然，也正是基于智能机器人及其相关技术对社会发展的重要性，故当前的许多院校已然将智能机器人纳入了必修課的范畴，并被纳入到了教学大纲之中。这也预示着中职计算机教学引进智能机器人课程的时机已然成熟。

一、认识教学适用性，发掘智能机器人教学价值

计算机与智能机器人之间原本便有着极为密切的关联。而要实现对智能机器人的完美操控，首要之务便是要熟悉计算机操作方式。而要达到熟练操作计算机的目的，关键便是要掌握计算机的相关知识与技术，这便涉及到了计算机与智能机器人之间的关系。中职计算机教学中引进智能机器人课程均具有极强的可行性。

首先，从关联性角度分析。就计算机程序与智能机器人而言，两者有着极为相似的特点，那便是两者均具备“严谨缜密”的性质。无论是计算机程序或智能机器人，两者均是采用计算机语言汇编而成，且两者得到具体运行均是基于相关指令来执行。因此，针对程序设计的每一个环节，诸如目标分析、方案设计、汇编语言选择、代码编写和程序调试等，任何一个环节存在纰漏，均将导致问题的产生，甚至于一个标点符号的格式错误将导致整个系统无法正常运行，而这还仅是情节较轻的错误，严重者还想导致设备的损毁。如针对代码的编写过程，若其中涉及到对无限循环的使用，但若程序员在运用无限循环的小数运算时未能对相关范围作出明确规定，则将导致系统陷入“死循环”状态，而在死循环状态下，将极大加剧设备的运行负担，最终导致设备崩溃。作为由多种传感、运动及控制等部门基于一体的智能机器人，则更不允许于设计研发过程中发生此类事件，否则非但无法完成预期的动作，则设备本身还容易因不同部件之间的相互干涉而导致设备损毁。诸如此类事件于现实生活中亦十分常见，如在2017年的科技展会上，某团队设计的机器人“小胖”便出现了因程序设计错误致使智能机器人脱离了工作人员控制状况，以致展会现场一片混乱。

二、采用创新教学方法，应用智能机器人教学方式

就智能机器人课程于中职计算机教学中的引进，因智能机器人课程原本便属于一门较为新型的课程，故教师也应于教学的方式方法方面予以合理创新，以此方能激起学生的学习兴趣，并深化他们对智能机器人相关技术的理解。而就计算机智能机器人课程而言，国内许多院校普遍采取的是新型课堂教学方法以及以电脑学生参与机器人竞赛这两大途径。而鉴于两大教育途径均致力于提升学生的学习主动性，故能在促进学生掌握计算机知识同时激发学生的学习兴趣。对此，中职计算机教学亦可效仿此类方法，诸如采取目标驱动法，即在实际教学过程中，教师首先向提出与学生当前能力相契合的学习任务，而后基于任务的驱动与指引来促使学生一步一步完成教师固定的动作，这样不仅能有效锻炼学生的问题分析与解决能力，且当学生完成任务时还会产生一种成就感，这对学生学习热情的激发以及创新精神的培养无疑将大有助益。以下便以中职计算机教学中，教师要求学生采用“能力风暴 VJC1.5 仿真版”来设计回家路线为例。

针对以“能力风暴 VJC1.5 仿真版”设计回家线路的学习任务：第一，教师提出任务的相关目标：即要求学生编写一套能可支撑机器人从学校返回学生家庭的运行程序。当然，在机器人“回家”途中，除了要考虑回家路段的路况之外，还需考虑到交通灯、路上行为以及转弯等因素。

第二，教师引导学生分析完成任务所需关注的重要事项：学生要想顺利完成学习任务，便必然要对以下几方面问题给予高度关注，诸如“有几条回家的路线，哪条路线最合适？”、“如何才能让机器人完成正常的行进、停止以及转弯等动作？”、“如何判断机器人到家并停止运行？”通过提出以上问题供学生思考。随后，教师再向学生讲述“能力风暴 VJC1.5 仿真版”中的地面颜色识别方法，以此帮助学生根据地面颜色来完成对机器人行进路线及动作的规划。

第三，在具体设计开始前，首先要求学生画出系统的流程图，并在组与组之间予以相互检查，以找出其他小组流程图中是否存在疏漏。

第四，利用“能力风暴 VJC1.5 仿真版”对学生最初设计的程度予以仿真模拟。

第五，基于仿真模拟结果，教师再指引学生对所设计程序予以正确的调试与修正。而鉴于此过程通常需要面临较多的难点，但也是最具价值的环节，故教师需务必带领学生对所制作程序予以重复检验，在确保程序漏洞均已弥补的前提下，方能完成最终的制作并进入到后续的实践环节。

通过对目标驱动法的运用，不仅能让学生积累到丰富的计算机实践应用的经验，且能深化学生对计算机智能技术的理解。

总之，积极将智能机器人课程引进中职计算机教学，其无论是对教学质量的提升或学生综合能力的增强均大有助益。因此，中职院校需务必对智能机器人课程的引进给予高度重视，继而为中职院校达成复合型人才培养目标提供助力。

【参考文献】

[1]王兆勇.中职计算机教学中引入智能机器人课程的可行性研究[J].中国教育技术装备，2016（9）：84-85.

[2]杨世强，傅卫平.基于行为动力学的智能机器人导航行为演化研究[J].应用力学学报，2008，25（1）：66-70.

【备注：本文为扬州市教育学会立项课题《职业学校专业课教学中渗透机器人教学的研究》的研究成果，课题批准号：yjhkykt096】

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