浅析初中阶段社团视角下人工智能(机器人)的实践操作与探究

发表时间:2021/7/13   来源:《中国教师》2021年3月第8期   作者:袁珊
[导读] 人工智能操作是一门实践性很强的科学,需要鼓励学生多动手
        袁珊
        贵州省遵义市习水县思源中学           564600

        摘要:人工智能操作是一门实践性很强的科学,需要鼓励学生多动手,勤动脑,有创新,有立意。因此,通过社团课程总结出比较有效果的辅导模式,每次在活动过程中给学生一个任务,在任务驱动下限时完成操作,并且做好操作步骤的笔记,这样不仅锻炼了学生的动手能力,同时也让驱动性的任务从被动变为主动,拉近了师生间的互动,提高了学生的认知水平。很多学生在面对真正的竞技比赛时不会过度慌张,出现怯场的环节。
关键词:人工智能   社团    实践操作    
        机器人制作是一种新兴的青少年科技教育手段,对培养青少年科技创新意识和提高青少年的实践能力具有极大帮助,学生通过参与科技学习和锻炼、体验实际动手能力,形成创新的意识和习惯,同时也给学生提供了一个了解最新技术、开拓视野和展示创新成果的平台。初中学生对未知世界越来越有兴趣,机器人社团正是我校为学生创新精神和拓展学生综合能力而建立的一个意趣社团组织。通过机器人社团的组建平台对于学生实践操作有较大的帮助,我有以下几点简单的体会:
一、有计划的实施社团活动内容、方式及训练方案。
        为了让学生了解、掌握乐高机器人、机器人程序编制的基本方法,对机器人程序编制有更为系统、全面的认识,采取讲练结合的方式,加强基础训练,环环相扣时能顺利流畅。对程序编写的要求规范、准确,程序编写的格式、变量设置、函数要求准确。
        在社团活动过程中,我们采用了教师带学生、老带新、同一流程不同教师从不同视角进行讲授的方法。教学过程中,多鼓励社团成员,循序渐进,让每个学生都能尽最大可能发挥出在机器人设计和制作方面的潜质。尽可能详尽分析社团成员的优劣势,使他们能在以后的社团活动中进一步发挥自己的特长。
        在程序编制过程中让社团成员逐步体验程序的严密性、科学性。并且让成员分析有问题的程序、结构差的程序,从而学到更多的实践操作技能。
二、程序和实践操作相辅相成
        经过两年的社团程序练习,社团成员的程序编制水平明显提高。学习机器人的工作原理,认识机器人的执行机构、驱动装置、检测装置、控制系统等,以某一主题任务为导向,设计和组装出某一特定机器人,通过图形化编程技术,编写机器人运行程序,让机器人具有思想,通过添加各种传感器(如红外传感器、光敏传感器、声音传感器等)和编写传感器控制程序,使机器人和周围环境互动,在机器人执行机构和驱动装置协同工作下,完成特定任务。同时在掌握机器人工作原理、设计组装、编程、运行调试的基础上,以机器人完成某项复杂的工程任务为导向,自行创意、设计、组装能完成该项任务的工程机器人,在机器人运行和反复调试过程中,不断改进结构设计、改变动力装置、优化控制程序,分析出现的各类问题,提出合理有效的解决方案,最终让机器人圆满完成工程挑战任务。
三、利用“任务驱动”的辅导方法鼓励学生进行实战演练
   人工智能操作是一门实践性很强的科学,需要鼓励学生多动手,勤动脑,有创新,有立意。

因此,通过社团课程总结出比较有效果的辅导模式,每次在活动过程中给学生一个任务,在任务驱动下限时完成操作,并且做好操作步骤的笔记,这样不仅锻炼了学生的动手能力,同时也让驱动性的任务从被动变为主动,拉近了师生间的互动,提高了学生的认知水平。很多学生在面对真正的竞技比赛时不会过度慌张,出现怯场的环节。
四、在各类比赛中锻炼了动手能力,提高了操作水平。
        社团成立以来,培养了一支8人的学生团队,总计社团活动80余节次,其中参加贵州省人工智能大赛荣获人工智能机器人比赛二等奖、三等奖,以及少年硅谷等赛事。在竞技比赛的过程中增进了师生间的合作、互助,增加了学生间的友谊,并且在比赛中让学生开动脑筋、攻坚克难,动手能力得到锻炼,程序编制也提高不少,所有社团成员获益良多。
        
五、整合教学资源,及时总结,查找短板。
    在社团环境下,人工智能机器人竞赛辅导要敢于放开学生,让他们动手去做,敢创新、敢实践。譬如,当学生确立了自己的程序和要搭建的结构时,社团成员要积极展开细致的研讨,使用什么方法,怎样简便、可行,更加符合实际,更具有可操作性等。这些都要在每个环节进行实战、分析。让学生认识到实践的重要性,当发生分歧时,实际操作的实践经验就是检验真理的唯一标准。从而培养学生的分析、探究问题的能力。
     随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深,机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗透、扩散。现代机器人从外观上已经远远脱离了最初仿人型机器人和工业机器人的形状,更加符合各种不同应用领域的要求,其功能和智能程度也大大加强,从而为机器人技术开辟出更加广阔的发展空间。
        同时,机器人社团的实践操作与探究,给老师提供了新的机遇与挑战:
        1.提升了教师课程研究的理论水平,让人工智能(机器人)在日常的生活、学习中发挥较大的作用,教师身体力行,不断探究自己未知的空间和领域;提高了教师的人工智能机器人教学能力,得心应手的教学让自己有了一个新的教学高度,并且能够形成好的授课氛围。
        2.形成了我校的科技类特长项目, 有正规的人工智能机器人课程体系, 提升学生的自我创新与兴趣社团能力, 良好的团队合作意识。
        3.提升了学生的机器人竞赛能力。通过社团活动,以竞赛为契机,学生能够通过刻苦的训练,掌握人工智能机器人的操作流程、编程设计,这样给更多的学生展示自我的机会,
        4.对学生的知识基础及后期学习能力进行调查。在学生行动研究中不断地探索、改进和解决在实践操作中的实际问题。观察学生在学习人工智能机器人操作中的能力提升情况。
        通过两年的机器人社团实践,异地扶贫搬迁的学生从走出大山,到走进人工智能课堂,这对于他们来说是一次机会,同时也是一种挑战。孩子们用他们聪明的头脑,千百次的实践操作证实了只有不断的向上才能开启梦想的大门。

参考文献:

1. 任  锦,彭  玮. 浅析人工智能技术.
2.丁  莹. 人工智能研究的新途径.
3.钟义信. 人工智能的突破与科学方法的创新.??
4.张凯斐. 人工智能的应用领域与未来展望.山西:离石.吕梁学院.
5.胡  勤. 人工智能概述.安徽:安庆,白云中学.
        
       
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