摘要：本文介紹了“慧魚”創意模型的特點，從實驗項目的設置、培養目標、實施過程、實驗設備管理等幾個方面探索出了一種實驗教學創新模式。

　　關鍵詞：“慧魚”創意模型;實驗教學;創新能力

　　當前高等教育普遍要求提高大學生的人文素質和科學素質，必須重視培養創新能力、實踐能力。而傳統的實驗教學中內容固定、且以驗證性為主，制約了對學生實踐能力和創新能力的培養。

　　一、“慧魚”創意模型特點

　　1964年德國的阿圖.費舍爾發明“慧魚”創意模型系統(fischertechnik)，它十分的有趣、也非常有啟發性。模型硬件主要包括：拼插構件、各種類型傳感器、驅動源、智能接口板等。“慧魚”創意模型進入中國以來，在眾多高校中日益廣泛地應用，如清華大學、同濟大學、浙江大學等，用于不同專業的大學生工程實驗和技術創新活動。

　　我校就嘗試把“慧魚”創意模型引入計算機實驗課程，讓學生在“慧魚”創意模型基礎上直接運用C、VC、VB等高級語言編程。測試自己編寫的程序的效果。也可以利用“慧魚”創意模型完成一個具體的項目，訓練了小組成員的分工協作精神和良好的編程思想。

　　二、“慧魚”創意模型實驗的設置和開展過程

　　在進行實驗課程之前教師要認真思考如何利用“慧魚”創意模型讓學生發揮自己的創意。基本實驗過程分為6個部分：①項目確定;②理論預習;③模型裝配;④電路搭建;⑤程序設計;⑥實驗總結。但實驗一開始項目確定的時候，如果就讓同學發揮自己創意，往往會讓同學無所適從不知道應該做什么或者偏離實驗目標。

　　經過一些嘗試后，把”慧魚”創意模型實驗過程分成3個階段：

　　(1)裝配階段：按照對應”慧魚”創意模型實驗裝配手冊課下進行知識預習，課上的時候實驗小組(規定3-5位同學自由組成一個小組)根據裝配手冊進行模型搭建，電路布局、接線等。

　　(2)編程階段：在不改動模型，只改動電路接線情況下用C、VC、VB等高級語言編程來激活和實現的某項功能。例如運用VB中的MScomm控件對串口進行編程,通過讀串口檢與“慧魚”智能接口板發出的狀態信號,通過寫串口實現對機器人運動的控制。

　　(3)創新階段：要求實驗小組開展頭腦風暴依據現有的材料，利用手頭可以利用的工具。對當前”慧魚”創意模型進行創新。

　　下面介紹“慧魚”創意模型實驗過程(以實驗：AGV小車為例)：

　　(1)項目確定(實驗前，教師完成準備工作)：教師確定實驗項目名稱：AGV小車。并提前告訴學生。為各個小組準備筆記本電腦一臺、“慧魚”移動機器人組合包一套、智能接口電路板等。(2)理論預習(實驗前，教師課前布置題目，發布資料。同學課下預習)：確定實驗項目后，根據實驗項要求進行理論方面的學習。包括方案、結構、電路設計等。

　　(3)模型裝配(實驗進行中，難點)：實驗小組根據AGV小車裝配手冊自行裝配。(4)電路搭建(實驗進行中，容易)：在AGV小車裝配完成后，完成電路部分的搭建。(5)程序設計(實驗進行中，重點、難點)：實驗小組學生利用LLWin(LuckyLogicforWindows)軟件編程也可以在此平臺基礎上直接用C、VC、VB等高級語言編程來激活和實現的某項功能。在此過程中要根據實際情況引導和啟發學生進行創新，前文所提的編程階段和創新階段。

　　(6)實驗總結(課程結束前15分鐘)：各個小組在完成實驗項目之后，每個實驗小組委派一位同學：利用1分鐘時間展示作品、闡述作品的創新點和作用或對社會的意義、編程實現的功能等，并回答教師的提問。小組其他同學把實驗所用的物品還原，歸位。下課后，每位同學都要根據自己在小組中所承擔的任務和所做的工作完成課程實驗報告。

　　三、“慧魚”創意模型實驗室的管理

　　“慧魚”創意模型組合包種類非常多(我校有40套各類型的“慧魚”組合包)，各個零部件尺寸小，在實驗過程中一些小零件經常會丟失。而且零件種類也非常多，實驗后，整理歸類的工作要花很久時間，導致“慧魚”創意模型實驗室的設備管理十分艱難。為了解決設備管理的問題，從3個方面著手。

　　(1)以學生管理為主教師監督為輔。實驗課程時選出各實驗小組組長，小組長要負責管理設備。實驗結束時小組長檢查要上交的實驗設備有無缺失。待教師檢查無誤后才可下課。

　　(2)歸類放置。在實驗室內配備多個透明零件柜，在透明零件柜中分層分格并貼好標簽。一般在實驗課程前2/3時期按照實驗包大類存放，在實驗課程后期按零件類型存放。

　　(3)自制零件。當某些部件缺失時。教師可以利用3D打印機打印缺失的零件，打印的零件只能臨時應急使用，和原配件比較，在很多方面都有不足。

　　四、“慧魚”實驗成績的評定和管理

　　“慧魚”實驗指導教師根據實驗課程的特點制定科學合理的成績構成方案，“慧魚”實驗成績的評定分標準以實驗成績由平時成績(出勤情況、課內回答問題情況)作業成績(書寫實驗報告情況)及大項目成績組成。成績構成方案應在實驗課上課初向學生公布。

　　五、結語

　　“慧魚”創意模型在我校實驗室引進使用以來，為學生創造了一個良好學習環境。采用“慧魚”創意模型進行計算機實驗教學，在課程設置上，有動手環節又有檢驗知識環節還有創新能力展現的環節。有效地打破了原有的實驗教學模式。使書本知識與實踐能有機地結合起來，對于學生實踐能力和創新能力的培養有很大的益處。

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