摘要：本文介紹了“慧魚”創(chuàng)意模型的特點(diǎn)，從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置、培養(yǎng)目標(biāo)、實(shí)施過程、實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理等幾個(gè)方面探索出了一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新模式。

　　關(guān)鍵詞：“慧魚”創(chuàng)意模型;實(shí)驗(yàn)教學(xué);創(chuàng)新能力

　　當(dāng)前高等教育普遍要求提高大學(xué)生的人文素質(zhì)和科學(xué)素質(zhì)，必須重視培養(yǎng)創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力。而傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中內(nèi)容固定、且以驗(yàn)證性為主，制約了對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

　　一、“慧魚”創(chuàng)意模型特點(diǎn)

　　1964年德國的阿圖.費(fèi)舍爾發(fā)明“慧魚”創(chuàng)意模型系統(tǒng)(fischertechnik)，它十分的有趣、也非常有啟發(fā)性。模型硬件主要包括：拼插構(gòu)件、各種類型傳感器、驅(qū)動(dòng)源、智能接口板等。“慧魚”創(chuàng)意模型進(jìn)入中國以來，在眾多高校中日益廣泛地應(yīng)用，如清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、浙江大學(xué)等，用于不同專業(yè)的大學(xué)生工程實(shí)驗(yàn)和技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)。

　　我校就嘗試把“慧魚”創(chuàng)意模型引入計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課程，讓學(xué)生在“慧魚”創(chuàng)意模型基礎(chǔ)上直接運(yùn)用C、VC、VB等高級(jí)語言編程。測(cè)試自己編寫的程序的效果。也可以利用“慧魚”創(chuàng)意模型完成一個(gè)具體的項(xiàng)目，訓(xùn)練了小組成員的分工協(xié)作精神和良好的編程思想。

　　二、“慧魚”創(chuàng)意模型實(shí)驗(yàn)的設(shè)置和開展過程

　　在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程之前教師要認(rèn)真思考如何利用“慧魚”創(chuàng)意模型讓學(xué)生發(fā)揮自己的創(chuàng)意。基本實(shí)驗(yàn)過程分為6個(gè)部分：①項(xiàng)目確定;②理論預(yù)習(xí);③模型裝配;④電路搭建;⑤程序設(shè)計(jì);⑥實(shí)驗(yàn)總結(jié)。但實(shí)驗(yàn)一開始項(xiàng)目確定的時(shí)候，如果就讓同學(xué)發(fā)揮自己創(chuàng)意，往往會(huì)讓同學(xué)無所適從不知道應(yīng)該做什么或者偏離實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。

　　經(jīng)過一些嘗試后，把”慧魚”創(chuàng)意模型實(shí)驗(yàn)過程分成3個(gè)階段：

　　(1)裝配階段：按照對(duì)應(yīng)”慧魚”創(chuàng)意模型實(shí)驗(yàn)裝配手冊(cè)課下進(jìn)行知識(shí)預(yù)習(xí)，課上的時(shí)候?qū)嶒?yàn)小組(規(guī)定3-5位同學(xué)自由組成一個(gè)小組)根據(jù)裝配手冊(cè)進(jìn)行模型搭建，電路布局、接線等。

　　(2)編程階段：在不改動(dòng)模型，只改動(dòng)電路接線情況下用C、VC、VB等高級(jí)語言編程來激活和實(shí)現(xiàn)的某項(xiàng)功能。例如運(yùn)用VB中的MScomm控件對(duì)串口進(jìn)行編程,通過讀串口檢與“慧魚”智能接口板發(fā)出的狀態(tài)信號(hào),通過寫串口實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的控制。

　　(3)創(chuàng)新階段：要求實(shí)驗(yàn)小組開展頭腦風(fēng)暴依據(jù)現(xiàn)有的材料，利用手頭可以利用的工具。對(duì)當(dāng)前”慧魚”創(chuàng)意模型進(jìn)行創(chuàng)新。

　　下面介紹“慧魚”創(chuàng)意模型實(shí)驗(yàn)過程(以實(shí)驗(yàn)：AGV小車為例)：

　　(1)項(xiàng)目確定(實(shí)驗(yàn)前，教師完成準(zhǔn)備工作)：教師確定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：AGV小車。并提前告訴學(xué)生。為各個(gè)小組準(zhǔn)備筆記本電腦一臺(tái)、“慧魚”移動(dòng)機(jī)器人組合包一套、智能接口電路板等。(2)理論預(yù)習(xí)(實(shí)驗(yàn)前，教師課前布置題目，發(fā)布資料。同學(xué)課下預(yù)習(xí))：確定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)要求進(jìn)行理論方面的學(xué)習(xí)。包括方案、結(jié)構(gòu)、電路設(shè)計(jì)等。

　　(3)模型裝配(實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中，難點(diǎn))：實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)AGV小車裝配手冊(cè)自行裝配。(4)電路搭建(實(shí)驗(yàn)進(jìn)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(shè)計(jì)(實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中，重點(diǎn)、難點(diǎn))：實(shí)驗(yàn)小組學(xué)生利用LLWin(LuckyLogicforWindows)軟件編程也可以在此平臺(tái)基礎(chǔ)上直接用C、VC、VB等高級(jí)語言編程來激活和實(shí)現(xiàn)的某項(xiàng)功能。在此過程中要根據(jù)實(shí)際情況引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新，前文所提的編程階段和創(chuàng)新階段。

　　(6)實(shí)驗(yàn)總結(jié)(課程結(jié)束前15分鐘)：各個(gè)小組在完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之后，每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組委派一位同學(xué)：利用1分鐘時(shí)間展示作品、闡述作品的創(chuàng)新點(diǎn)和作用或?qū)ι鐣?huì)的意義、編程實(shí)現(xiàn)的功能等，并回答教師的提問。小組其他同學(xué)把實(shí)驗(yàn)所用的物品還原，歸位。下課后，每位同學(xué)都要根據(jù)自己在小組中所承擔(dān)的任務(wù)和所做的工作完成課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

　　三、“慧魚”創(chuàng)意模型實(shí)驗(yàn)室的管理

　　“慧魚”創(chuàng)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(gè)零部件尺寸小，在實(shí)驗(yàn)過程中一些小零件經(jīng)常會(huì)丟失。而且零件種類也非常多，實(shí)驗(yàn)后，整理歸類的工作要花很久時(shí)間，導(dǎo)致“慧魚”創(chuàng)意模型實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備管理十分艱難。為了解決設(shè)備管理的問題，從3個(gè)方面著手。

　　(1)以學(xué)生管理為主教師監(jiān)督為輔。實(shí)驗(yàn)課程時(shí)選出各實(shí)驗(yàn)小組組長(zhǎng)，小組長(zhǎng)要負(fù)責(zé)管理設(shè)備。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)小組長(zhǎng)檢查要上交的實(shí)驗(yàn)設(shè)備有無缺失。待教師檢查無誤后才可下課。

　　(2)歸類放置。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)配備多個(gè)透明零件柜，在透明零件柜中分層分格并貼好標(biāo)簽。一般在實(shí)驗(yàn)課程前2/3時(shí)期按照實(shí)驗(yàn)包大類存放，在實(shí)驗(yàn)課程后期按零件類型存放。

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

　　四、“慧魚”實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定和管理

　　“慧魚”實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)課程的特點(diǎn)制定科學(xué)合理的成績(jī)構(gòu)成方案，“慧魚”實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定分標(biāo)準(zhǔn)以實(shí)驗(yàn)成績(jī)由平時(shí)成績(jī)(出勤情況、課內(nèi)回答問題情況)作業(yè)成績(jī)(書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告情況)及大項(xiàng)目成績(jī)組成。成績(jī)構(gòu)成方案應(yīng)在實(shí)驗(yàn)課上課初向?qū)W生公布。

　　五、結(jié)語

　　“慧魚”創(chuàng)意模型在我校實(shí)驗(yàn)室引進(jìn)使用以來，為學(xué)生創(chuàng)造了一個(gè)良好學(xué)習(xí)環(huán)境。采用“慧魚”創(chuàng)意模型進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在課程設(shè)置上，有動(dòng)手環(huán)節(jié)又有檢驗(yàn)知識(shí)環(huán)節(jié)還有創(chuàng)新能力展現(xiàn)的環(huán)節(jié)。有效地打破了原有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。使書本知識(shí)與實(shí)踐能有機(jī)地結(jié)合起來，對(duì)于學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有很大的益處。

　　計(jì)算機(jī)方向論文投稿刊物：經(jīng)小編查詢：計(jì)算機(jī)仿真是中文核心刊物，2019版復(fù)合影響因子：0.942，2019版綜合影響因子：0.735，是計(jì)算機(jī)方向的優(yōu)秀期刊。該刊物主要接收：仿真網(wǎng)絡(luò)化，交通體系與工具仿真，能源領(lǐng)域仿真，仿真應(yīng)用研究，信息仿真等方向的論文，是計(jì)算機(jī)方向從者投稿可參考刊物，