垃圾“智能”分类 美化校园环境 ——岳阳楼区利用“人工智能”实施垃圾分类教育

      “哇塞，机器人真厉害，连垃圾也能分拣！”只见智能机器人不停地挥动手臂，将倒入的垃圾分拣到不同颜色的垃圾桶里面。10月14日和15日，岳阳楼区信息技术名师工作室分别在在岳城小学1803班和红日学校四年级132班开展人工智能编程普及教学活动。3节课连上的大班、大课校本教学实践活动中，《垃圾分类机器人》主题智能机器人编程成果激起了同学们浓厚的动手动脑兴趣，让同学们直呼过瘾。

      为了增强授课实效，教师结合当前文明卫生城市创建和“争当环境小卫士”主题，引导学生了解了垃圾分类的重要性、垃圾分类的种类，对人工智能实施垃圾分类教育进行了预热。同学们就垃圾分类各抒己见，有说设置分类垃圾桶的，有说分工值日的，有些“灵活”的学生直接叫起来“用智能机器人”。老师微笑首肯他的答案，并随机展示智能机器人垃圾分拣的效果动画，提示同学们欣赏机器人的“智慧”“智能”判断能力。

      本次大课活动，全班分为8组，每组1套乐高可编程机器人套件（LEGO Education Spike Prime）、1台笔记本电脑。教师首先引导同学们认识了几种常见的积木如黑销、蓝销（长销）、梁、面包板、舵机、视声光传感器、主板等，展示了四个垃圾桶和机器人主座板联成一体的积木搭建示意图，让同学们动手搭建。然后，介绍了主舵机相当于机器人的身子，负责左右转动，小舵机负责手臂垃圾槽板上下运动，并演示了组装方法，展示了垃圾分类智能机器人的最终搭建效果图，让同学们完成搭建。接着，就是传感器的安装，给机器人按上智慧的眼睛，让它有识别代表有害垃圾、厨余垃圾、可回收垃圾和其他垃圾的“红色、绿色、蓝色、黄色”能力。

      为了让机器人识别判断垃圾的种类，学生在教师指导下给机器人安装上“大脑”——微型主机盒，将主舵机、次舵机和视频声光传感器的三根排线插入主机盒的D型USB接口上。学生们打开电脑，连上对应主机盒上的蓝牙，传感器就亮起了。打开LEGO Education Spike可视化编程平台，就可以把人的“智慧”赋予这台机器人了。同学们通过拖曳上面的控件，按照老师的讲解提示，率先实现了，开始运行时机器人初始化归位，遇到蓝色时身子逆时针转40度、手臂逆时针垃圾曹转25度、等待1秒、归位到初始状态。这样，就让机器人识别并分拣出了“可回收”垃圾。

      由于1套机器人套件多人共用。老师设计了分组分时合作机制，两人一小组完成编程实现一种垃圾的分类。前面一组实现了“可回收”垃圾的处理，下一组、再下一组来实现“有害”垃圾、“厨余”垃圾、“其他”垃圾的处理。开先抢不到电脑的同学，喜笑颜开；先学会的同学也乐为人师。起初，观摩的老师们，也认为这么多种垃圾要分类，需要一个很长的判断加上复杂的变量算法，觉得学生很难掌握。通过同学们的不断尝试，很快就通过4次单独拷贝蓝色模块，调整一下颜色和旋转的角度，完成了其他垃圾的分拣。

      完成了垃圾分拣编程后，同学们就结合科技和人工智能融合进行实践。第一组的同学率先制造了很多创意垃圾，让机器人去识别和分拣，如放入相应颜色的纸团，还把“其他”垃圾的特定黄色扩大到了其余颜色，并修改程序。其他组看到后，纷纷效仿实践。他们还自主探索了让机器人识别到不同的垃圾发出不同颜色的光，进一步拓展了同学们的创新思维。

      “机器人编程教育能让孩子们在‘玩’的过程中，潜移默化地培养编程思维、逻辑思维能力、创造力、想象力、协作能力，值得大力提倡和推广。”红日学校校长彭红全程观摩活动后，感慨地说。

      区现代教育技术中心负责人梅磊表示，岳阳楼区正申报湖南省教育信息技术融合创新试验区，“人工智能编程教育促学科融合”是其主要发力点之一，充分利用各种资源，将前沿的人工智能技术和学生日常生活应用场景呈现出来，通过普及型课堂教育活动，推动学科文化教育、科技创新教育与信息技术教育相融合，激发学生创新精神，培养实践能力。

      本次活动得到了岳阳楼区现代教育技术中心、岳阳楼区中小学名师工作室的具体指导。红日学校许利、刘旭娟，岳城学校许剑、刘小庆，岳阳市二中刘焱青、刘亮，鹰山小学王金福，金恒小学高文、蔡家小学杨雅云、康岳小学胡鹏、枫树小学黄聪等人工智能教学实验校的多名信息技术老师参与观摩，湖南好某某机器人智能科技公司提供了技术支持。（作者：万江波 刘旭娟 杨雅云）

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