“机器人”相信大家都不陌生，国际国内大赛里见过机器人行走，见过机器人踢足球，可是您没见过“机器人钢琴”吧！周三机器人实践课上，四年级学生就成功地创造了一架“机器人钢琴”，它虽简陋，却有着琴的简易功能，有8个琴键，分别能发出dou、ruai、mi、fa、sao、la、xi、dou八个音，音质纯净，可以弹奏简单的乐曲，比如“两只老虎”，因为有了“人机交互”的功能，这架钢琴很快成了校园创新的焦点，许多同学闻讯前来观看，即兴弹奏一曲，对学生的发明创造都惊喜不已。那这钢琴是怎么诞生的呢？听我慢慢道来。
课例推出背景：
自04年起，机器人实践课逐渐成为我校科技选修课的一个亮点，校代表队参加全国青少年机器人竞赛广州市、广东省选拔赛，连续三年获得多个项目的奖励，这与他们每周的定期训练是分不开的，今天又有机器人选修课，学生一来就兴奋地问我：“老师，今天编什么程序，昨天我们组已经完成了屏障机器人、智能路灯，是四星级了”！看着学生自豪的样子，我想，“这批新生自我挑战意识还挺强，今天就来个难点的吧”！我说：“编个会唱歌的机器人”。
当时，我想起了那个“会唱歌的小丑机器人”……那是去年科技英语节上，机器人六年级组的同学，用了三天的时间完成了。它是用中鸣机器人设备组装成的，有头，有手，有腿。使用伺服马达，设计了三个自由度，所以小丑会做操，抬抬手臂，踢踢腿，头还会向两边歪。最妙的是小丑自己还会唱歌，“两只老虎，两只老虎，跑得快，跑得快，一个没有耳朵，一个没有脑袋，真奇怪，真奇怪”。伴着乐曲小丑机器人在桌子上一会儿象个“大”字，一会儿象个竖着的“一”字，非常可笑。今天就来试试四年级的同学，看看他们的编程潜质。
课堂实况：
拿出事先准备好的音乐简谱，写在黑板上，提示学生使用发音模块编程，具体怎么设置，分小组研究。有了前几次课的实战训练，学生开始熟练地添加组件，设置参数，编起了程序……社会科技组（这是学生给自已组取得名字）组长曹子扬同学，进度最快，首先碰到了问题，“老师，怎么设置dou\ruai\mi\fa……？”接着，火影组、海星牙组、名探柯南组、烈空组、皮卡丘组也相继受阻，于是实验进入讨论区。黄超亮同学找来参考书，发现里面有发音模块的频率与音阶对应的参数，受到了启发，大家开始分头调试，个个都目不转睛地盯着屏幕，生怕疏漏了哪个关键的环节，嘴里默念着，想是相当用心记了。
“社科”组这边先是由于每个音拖得太长，不好听，大家有些沮丧。我就提示，能不能将延时由一秒改为了半秒，听听声音就不会太“粘”了。后又因为每句之间太连贯了，听着旋律感不强，测试一次不行，有人建议加了停顿，几次反复的编程、调试、下载、运行之后，终于成功了。当这边响起了机器人有点嘶哑又悦耳的音乐时，其它组好是羡慕啊。组长曹子扬得意地说：“我的机器人会唱歌了，”接着又加了一句“但是得用这本书！”惹得大家哈哈大笑——没听说，机器人唱歌，还得用书——原来那上面写着必要的参数啊，我趁热打铁，引导学生，“频率参数不同，发出的音，就高低不同，这是物理中声音的振动原理，”这与科学课上学到的知识又一次重现在学生脑海中，学生一致回答，“老师，我们明白了”，“原来，这就是机器人再聪明，也得靠我们啊！”
教学目标达到了，效果还不错。但接下来发生的，是我事先没有预料到的。
“名探柯南组，他们怎么找了那么多环境光模块”？，“还摆成一排，一共8个”！学生一下子围了上去。原来，那组同学在黄斌老师的启发下，突发奇想，能不能编个钢琴，想唱什么，就弹什么嘛！这个想法挺大胆，可这太难了吧！大家都拭目以待。张锐升同学已经把组件都搭好，一个发音模块，做喇叭，8个环境光模块，就是8个琴键，还真象一个小钢琴。看，程序也写了一半了，但接下来，如何让机器人一人一个地检测，再判断，最后做出反应，达到手按哪个键，发音模块唱出相应的音阶呢？嗯，得好好想想，大家开始出主意，“用循环吧，要不断地检测，才可能做出发音反应”。“用条件判断吗？条件表达式怎么写？如何定义变量？要不要用if嵌套呢？经过一再讨论，我们决定用顺序结构，即if模块的else项为空就行了，这样附合编程序原则，简练，易读。
“人类历史上又一个划时代的创造就要开始了！“小家伙们都屏气凝神……第一次运行，怎么只有一个duo啊？原来大家太紧张了，下载程序前忘了编译了，少了不步，让计算机如何明白呢！再来一次，这下成功了，dou、ruai、mi、fa、sao、la、xi、dou……sao、dou，太棒了！钢琴诞生了！大家欢呼起来。
做事要精益求精，“加入间歇吧，这样有点停顿”，有人建议，“可以”。“每个音唱短点，这样弹起来，更灵活些”，“好，改进”，最后我们又把环境光判断的参照闵值调大了，这样只要手指轻轻一碰“键子”，“喇叭”就响起来了，“真是没想到，机器人钢琴真得可以弹了！”
效果影响：
不久，这个消息不胫而走，许多同学都来亲自体验“机器人钢琴”的魅力，即兴弹上一曲。他们看到的不是黑白色的琴键，而是电子器件、机械器件的组合，机器人为学生们揭开了高科技神秘的外衣，深一层的认知，感叹科技的无穷创造力。
一节课时间过得太快了，学生意犹未尽，恋恋不舍地将机器人放回展架，这次的创意做得比六年级的都好，思路打开了，思维有创新，看来他们编程序不仅入门了，还灵活得多了。接下来的几节课，学生又不断有创意出来，利用积木板搭建出弧线条的台面，对应琴键的前端，有指示灯，利用C语言让音阶升高的同时，批示灯也依次闪亮，营造出美伦美焕的声光效果。与些同时，“会舞蹈的机器人”、“警车110”、“超级计算机”等，在即将推出，成为“庆六一“——机器人编程大赛的主角。
教学反思：
我回顾编程实例课，反思我们的教学活动，对于三、四年级的学生，面对程序设计这么复杂、专业的技能，如何掌握的得心应手，他们的思维如此在短短两个月的训练后，就能编程设计，就能创出新招？有几点做法，是值得肯定的：
一、先“硬”后“软”、“软、硬件”结合，引导学生联系生活，分析问题，设法提出解决方案。
二、注重营造主题教学的趣味性，让课堂由易入手，逐步设定难度梯度，牵着学生向高处攀登，符合学生的认知发展规律。
三、玩中做，做中学，让学生自己发现，主动探究，使学生迷上“机器人”编程。
四、开展小组合作、相互竞争的策略，促进创新发展。
新课程倡导学习方式从单一到个性化、多元化转变。让学生在读、玩、做、听、思中学习，但并不是用自主学习代替指导学习，不是用合作学习代替个体学习，也不是用探究学习代替接受学习，而是要在接受与发现之间寻求到一个新的平衡点。机器人让课堂变成学习计算机控制、信息技术与机器人知识的“动手做”实验室，我们坚信，在实践新课程的道路上，机器人一定会成为我们的得力助手，期待更多老师参与其中，在探索的路上，让我们一路同行。
学校：北大附中广州实验学校
作者：张菊红
