探究中職信息技術(shù)與機器人專業(yè)的“交點坐標”

王美玲

摘要：找尋中職信息技術(shù)—C語言程序設(shè)計與機器人專業(yè)程序設(shè)計的交點坐標，有效利用這些交點坐標，通過機器人“交點坐標”相關(guān)知識點功能程序的運行創(chuàng)設(shè)C語言教學(xué)情景，誘導(dǎo)機器人專業(yè)的學(xué)生對C語言程序設(shè)計中的相關(guān)“交點坐標”知識產(chǎn)生興趣，從而提高信息技術(shù)課堂教學(xué)的有效性，體現(xiàn)中職信息技術(shù)與專業(yè)教學(xué)相輔相成，互相促進的教學(xué)理念。

關(guān)鍵詞：C語言;機器人專業(yè);交點坐標

在中職機器人專業(yè)的信息技術(shù)教學(xué)過程中，我們信息技術(shù)教師主動尋找信息技術(shù)與該專業(yè)的“交點坐標”，經(jīng)過調(diào)研調(diào)查發(fā)現(xiàn)，信息技術(shù)教學(xué)中的C語言程序設(shè)計這門課與機器人專業(yè)中的編程技術(shù)緊密相關(guān)。目前市場上機器人套裝或完整的產(chǎn)品，都提供一個圖形化編程界面，它使初學(xué)者不用了解計算機語言就能進行基本的機器人操控編程，漢字標識加形像的圖形模塊，甚至3D仿真，使界面十分友好，孩子們喜聞樂見。然而通過向行業(yè)精英調(diào)查發(fā)現(xiàn)，對于機器人愛好者或?qū)I(yè)學(xué)習(xí)者而言，學(xué)好C語言是一門必修課，是一道必須跨過的坎。我們都知道C語言是目前計算機界非常普遍適用的一門計算機語言，其功能豐富，表達能力強，語言簡潔明快，適應(yīng)不同的計算機硬件結(jié)構(gòu)。如果能實現(xiàn)信息技術(shù)中C語言與機器人專業(yè)的編程相融合，學(xué)會C語言程序編輯，對機器人專業(yè)每個學(xué)生后續(xù)機器人編程學(xué)習(xí)是大有益處的。在機器人專業(yè)信息技術(shù)教學(xué)中滲透和融合C語言知識，不僅打破了C語言傳統(tǒng)教學(xué)中的理想化、抽象化枯燥情形，還能讓機器人專業(yè)的學(xué)生在C語言的學(xué)習(xí)過程中能夠更加直觀地理解語句的功能，且編程的趣味性強，更符合我們中職學(xué)生的學(xué)情。也最大的體現(xiàn)了中職信息技術(shù)與專業(yè)教學(xué)相輔相成，互相促進的教學(xué)理念。

一、尋找信息技術(shù)與機器人專業(yè)的“交點坐標”

跨學(xué)科知識整合指的是學(xué)習(xí)者從不同學(xué)科視角對主題相關(guān)知識進行建構(gòu)，從而形成對主題屬性多維度重構(gòu)的心理過程[1]。我作為機器人專業(yè)信息技術(shù)課教師，在教授C語言之前在課余時間我通過走捷徑的方式，向我校全國機器人大賽輔導(dǎo)教師和學(xué)生進行了多次的深入調(diào)查和調(diào)研，在調(diào)查中我了解到我校機器人編程用的是在keil軟件中進行C語言編寫，以及如何用keil軟件對程序進行編寫、注釋、編譯、運行。通過調(diào)研我和該項目指導(dǎo)老師和參賽學(xué)生選手共同找到了C語言程序設(shè)計與機器人程序設(shè)計教學(xué)時的“交點坐標”：1.C語言的基礎(chǔ)知識，例如標識符、變量和常量、數(shù)據(jù)類型、運算符和表達式、常量和變量以及局部變量和全局變量等;2.語句和基本控制結(jié)構(gòu)，如單入口單出口的控制結(jié)構(gòu)，分支結(jié)構(gòu)（if語句、switch語句）以及循環(huán)結(jié)構(gòu)（while語句、do-while語句、for語句）;3.函數(shù)的定義和調(diào)用;4.以維數(shù)組和二維數(shù)組;5.排序算法和查找算法，如冒泡排序、順序查找和二分查找等。掌握了以上這些“交點坐標”中的C語言知識，我們的機器人專業(yè)指導(dǎo)教師就可以采用以下兩步完成程序的編寫和運行：第一步，引領(lǐng)學(xué)生讀懂編寫好的各個子程序，利用注釋和拼音進行定義的變量名讀懂程序，所以理解每條程序還是非常容易的，主程序成功調(diào)用子程序并編譯通過后就用stc-isp軟件將程序?qū)氲綑C器人的單片機芯片中，同時觀察好程序執(zhí)行的效果;第二步，待學(xué)生讀懂并理解好每一個子程序之后，就可以放手讓學(xué)生試著動手在主程序中通過調(diào)用子程序的方式完成一系列連貫的機器人動作，編譯通過后即可導(dǎo)入到機器人的單片機芯片中實現(xiàn)功能所需求的機器人動作，若需求有變或者機器人運行發(fā)生變化，也可通過修改子程序中的參數(shù)來實現(xiàn)動作的變化。

二、用好信息技術(shù)與機器人專業(yè)的“交點坐標”

教育心理學(xué)的研究表明：學(xué)生在沒有精神壓力，沒有心理負擔(dān)，心情舒暢，情緒飽滿的情境下，大腦皮層容易形成興奮中心，思維最活躍，實踐能力最強[2]。在日常的教學(xué)中，應(yīng)該提供這樣的思維環(huán)境，創(chuàng)設(shè)與學(xué)生生活環(huán)境、知識背景密切相關(guān)的、又是學(xué)生感興趣的學(xué)習(xí)情境，讓學(xué)生感受到在信息技術(shù)課堂上的學(xué)習(xí)成果能開啟專業(yè)學(xué)習(xí)中所要遇到的技術(shù)問題鑰匙。為此要想把這些“交點坐標”在信息技術(shù)—C語言教學(xué)課堂上很好的展現(xiàn)給機器人專業(yè)的學(xué)生，這就要求我們信息技術(shù)教師能夠結(jié)合這些“交點坐標”設(shè)計出幫助學(xué)生學(xué)好C語言的教學(xué)素材，通過借助機器人運行程序指令來創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景，讓學(xué)生能夠在信息技術(shù)—C語言程序設(shè)計的學(xué)習(xí)過程中切實感受到機器人專業(yè)編程和C語言有很大的相交性和相融性，能夠切實感受到和專業(yè)編程有著異曲同工之妙，讓他們意識到學(xué)好了C語言程序設(shè)計，機器人編程也就會很快上手。

例如我在機器人專業(yè)班級講授C語言程序設(shè)計分支結(jié)構(gòu)中的IF語句和函數(shù)調(diào)用的時候，通過在學(xué)校機器人專業(yè)實驗室進行調(diào)研，拍攝機器人按程序工作的場景視頻，以此創(chuàng)設(shè)情境，如下圖：

讓學(xué)生明白機器人所有的動作都是按程序中的指令執(zhí)行的，通過這樣的情景構(gòu)建激發(fā)我們的學(xué)生對C語言程序設(shè)計的學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣。為了創(chuàng)設(shè)這樣的情景，我使用了一段用機器人程序編寫的含有IF語句和函數(shù)調(diào)用的“拆除產(chǎn)品的蓋板，拆除產(chǎn)品中的芯片，經(jīng)過視覺檢測放到原料區(qū)，放置位置可自行決定”程序，同時通過視頻讓學(xué)生直觀的理解過程調(diào)用以及IF語句執(zhí)行時的情景，從而吸引學(xué)生對機器人編程產(chǎn)生興趣的同時也遷移性的讓他們喜歡上了C語言編程，為進一步的加強和鞏固C語言程序設(shè)計奠定了學(xué)情基礎(chǔ)。機器人程序中函數(shù)調(diào)用以及IF語句執(zhí)行程序如下：

當(dāng)演示完程序執(zhí)行的整個過程后，我們再引入IF語句的學(xué)習(xí)和函數(shù)的調(diào)用，讓學(xué)生能夠直觀地理解語句的功能，最終激發(fā)學(xué)生用C語言實現(xiàn)上述功能程序編寫的興趣。

又例如我在C語言教學(xué)中講授for語句、switch語句以及函數(shù)調(diào)用的時候，我就引用了一段機器人編程過的實現(xiàn)“根據(jù)表8，完成A03產(chǎn)品的芯片裝配”功能的程序以及機器人在執(zhí)行這段程序時候的視頻作為上述知識點的教學(xué)時的情景素材，如下圖：

當(dāng)演示完整個程序后，我們再引入for語句、switch語句以及函數(shù)調(diào)用，讓學(xué)生能夠直觀地理解語句的功能，最終激發(fā)學(xué)生用C語言實現(xiàn)上述功能程序編寫的興趣。

縱觀以上信息技術(shù)與機器人專業(yè)的“交點坐標”，在教學(xué)過程中我們還可以展開更深層次的輻射，力爭做到由點到線到面的拓展，最終實現(xiàn)全方面的融合。在條件適當(dāng)?shù)那闆r下，我們信息技術(shù)教研組應(yīng)該發(fā)揚團隊的精神，主動尋求與各專業(yè)課教師的合作，結(jié)合本校的專業(yè)特點，集思廣益，打破傳統(tǒng)信息技術(shù)教材的結(jié)構(gòu)，建立起信息技術(shù)與各專業(yè)的“交點坐標”，最終編制出體現(xiàn)各專業(yè)特色的對應(yīng)信息技術(shù)校本教材，成功實現(xiàn)信息技術(shù)與各專業(yè)之間的相互跨越，從而提高信息技術(shù)教學(xué)的有效性，突出專業(yè)所需的針對性和實用性。實踐證明，學(xué)生只有在這樣的學(xué)習(xí)過程中，才會感到學(xué)習(xí)具有交融性，也才會成功體驗到學(xué)有所用的道理，把信息技術(shù)融入學(xué)生的生活，融入專業(yè)學(xué)習(xí)，扭轉(zhuǎn)當(dāng)前信息技術(shù)教學(xué)環(huán)境下“信息技術(shù)與各專業(yè)相脫離”的現(xiàn)狀。

參考文獻：

[1]胡衛(wèi)平，張淳俊.（2007）.跨學(xué)科概念圖與科學(xué)創(chuàng)造力的關(guān)系.心理學(xué)報，39（4），697～705.

[2]德里斯科爾.學(xué)習(xí)心理學(xué)—面向教學(xué)的取向[M].上海.華東師范大學(xué)出版社.2008.303.