探究中职信息技术与机器人专业的“交点坐标”

发布时间:2018-07-01 来源: 感悟爱情 点击:


  摘要:找寻中职信息技术—C语言程序设计与机器人专业程序设计的交点坐标,有效利用这些交点坐标,通过机器人“交点坐标”相关知识点功能程序的运行创设C语言教学情景,诱导机器人专业的学生对C语言程序设计中的相关“交点坐标”知识产生兴趣,从而提高信息技术课堂教学的有效性,体现中职信息技术与专业教学相辅相成,互相促进的教学理念。
  关键词:C语言;机器人专业;交点坐标
  在中职机器人专业的信息技术教学过程中,我们信息技术教师主动寻找信息技术与该专业的“交点坐标”,经过调研调查发现,信息技术教学中的C语言程序设计这门课与机器人专业中的编程技术紧密相关。目前市场上机器人套装或完整的产品,都提供一个图形化编程界面,它使初学者不用了解计算机语言就能进行基本的机器人操控编程,汉字标识加形像的图形模块,甚至3D仿真,使界面十分友好,孩子们喜闻乐见。然而通过向行业精英调查发现,对于机器人爱好者或专业学习者而言,学好C语言是一门必修课,是一道必须跨过的坎。我们都知道C语言是目前计算机界非常普遍适用的一门计算机语言,其功能丰富,表达能力强,语言简洁明快,适应不同的计算机硬件结构。如果能实现信息技术中C语言与机器人专业的编程相融合,学会C语言程序编辑,对机器人专业每个学生后续机器人编程学习是大有益处的。在机器人专业信息技术教学中渗透和融合C语言知识,不仅打破了C语言传统教学中的理想化、抽象化枯燥情形,还能让机器人专业的学生在C语言的学习过程中能够更加直观地理解语句的功能,且编程的趣味性强,更符合我们中职学生的学情。也最大的体现了中职信息技术与专业教学相辅相成,互相促进的教学理念。
  一、寻找信息技术与机器人专业的“交点坐标”
  跨学科知识整合指的是学习者从不同学科视角对主题相关知识进行建构,从而形成对主题属性多维度重构的心理过程[1]。我作为机器人专业信息技术课教师,在教授C语言之前在课余时间我通过走捷径的方式,向我校全国机器人大赛辅导教师和学生进行了多次的深入調查和调研,在调查中我了解到我校机器人编程用的是在keil软件中进行C语言编写,以及如何用keil软件对程序进行编写、注释、编译、运行。通过调研我和该项目指导老师和参赛学生选手共同找到了C语言程序设计与机器人程序设计教学时的“交点坐标”:1.C语言的基础知识,例如标识符、变量和常量、数据类型、运算符和表达式、常量和变量以及局部变量和全局变量等;2.语句和基本控制结构,如单入口单出口的控制结构,分支结构(if语句、switch语句)以及循环结构(while语句、do-while语句、for语句);3.函数的定义和调用;4.以维数组和二维数组;5.排序算法和查找算法,如冒泡排序、顺序查找和二分查找等。掌握了以上这些“交点坐标”中的C语言知识,我们的机器人专业指导教师就可以采用以下两步完成程序的编写和运行:第一步,引领学生读懂编写好的各个子程序,利用注释和拼音进行定义的变量名读懂程序,所以理解每条程序还是非常容易的,主程序成功调用子程序并编译通过后就用stc-isp软件将程序导入到机器人的单片机芯片中,同时观察好程序执行的效果;第二步,待学生读懂并理解好每一个子程序之后,就可以放手让学生试着动手在主程序中通过调用子程序的方式完成一系列连贯的机器人动作,编译通过后即可导入到机器人的单片机芯片中实现功能所需求的机器人动作,若需求有变或者机器人运行发生变化,也可通过修改子程序中的参数来实现动作的变化。
  二、用好信息技术与机器人专业的“交点坐标”
  教育心理学的研究表明:学生在没有精神压力,没有心理负担,心情舒畅,情绪饱满的情境下,大脑皮层容易形成兴奋中心,思维最活跃,实践能力最强[2]。在日常的教学中,应该提供这样的思维环境,创设与学生生活环境、知识背景密切相关的、又是学生感兴趣的学习情境,让学生感受到在信息技术课堂上的学习成果能开启专业学习中所要遇到的技术问题钥匙。为此要想把这些“交点坐标”在信息技术—C语言教学课堂上很好的展现给机器人专业的学生,这就要求我们信息技术教师能够结合这些“交点坐标”设计出帮助学生学好C语言的教学素材,通过借助机器人运行程序指令来创设教学情景,让学生能够在信息技术—C语言程序设计的学习过程中切实感受到机器人专业编程和C语言有很大的相交性和相融性,能够切实感受到和专业编程有着异曲同工之妙,让他们意识到学好了C语言程序设计,机器人编程也就会很快上手。
  例如我在机器人专业班级讲授C语言程序设计分支结构中的IF语句和函数调用的时候,通过在学校机器人专业实验室进行调研,拍摄机器人按程序工作的场景视频,以此创设情境,如下图:
  让学生明白机器人所有的动作都是按程序中的指令执行的,通过这样的情景构建激发我们的学生对C语言程序设计的学习产生兴趣。为了创设这样的情景,我使用了一段用机器人程序编写的含有IF语句和函数调用的“拆除产品的盖板,拆除产品中的芯片,经过视觉检测放到原料区,放置位置可自行决定”程序,同时通过视频让学生直观的理解过程调用以及IF语句执行时的情景,从而吸引学生对机器人编程产生兴趣的同时也迁移性的让他们喜欢上了C语言编程,为进一步的加强和巩固C语言程序设计奠定了学情基础。机器人程序中函数调用以及IF语句执行程序如下:
  当演示完程序执行的整个过程后,我们再引入IF语句的学习和函数的调用,让学生能够直观地理解语句的功能,最终激发学生用C语言实现上述功能程序编写的兴趣。
  又例如我在C语言教学中讲授for语句、switch语句以及函数调用的时候,我就引用了一段机器人编程过的实现“根据表8,完成A03产品的芯片装配”功能的程序以及机器人在执行这段程序时候的视频作为上述知识点的教学时的情景素材,如下图:
  当演示完整个程序后,我们再引入for语句、switch语句以及函数调用,让学生能够直观地理解语句的功能,最终激发学生用C语言实现上述功能程序编写的兴趣。
  纵观以上信息技术与机器人专业的“交点坐标”,在教学过程中我们还可以展开更深层次的辐射,力争做到由点到线到面的拓展,最终实现全方面的融合。在条件适当的情况下,我们信息技术教研组应该发扬团队的精神,主动寻求与各专业课教师的合作,结合本校的专业特点,集思广益,打破传统信息技术教材的结构,建立起信息技术与各专业的“交点坐标”,最终编制出体现各专业特色的对应信息技术校本教材,成功实现信息技术与各专业之间的相互跨越,从而提高信息技术教学的有效性,突出专业所需的针对性和实用性。实践证明,学生只有在这样的学习过程中,才会感到学习具有交融性,也才会成功体验到学有所用的道理,把信息技术融入学生的生活,融入专业学习,扭转当前信息技术教学环境下“信息技术与各专业相脱离”的现状。
  参考文献:
  [1]胡卫平,张淳俊.(2007).跨学科概念图与科学创造力的关系.心理学报,39(4),697~705.
  [2]德里斯科尔.学习心理学—面向教学的取向[M].上海.华东师范大学出版社.2008.303.

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