25、基于NXT的机器人在教授基于Java的并发性中的应用：教育成果

基于NXT的机器人在教授基于Java的并发性中的应用：教育成果

1. 引言

近年来，计算机科学教育面临的挑战之一是如何有效地教授复杂的编程概念，尤其是并发性。并发性涉及多个线程的同步和通信，对于初学者来说尤为困难。为了应对这一挑战，我们使用了基于NXT的机器人来进行Java并发性的教学。NXT机器人不仅能够提供生动的视觉反馈，还能让学生通过实际操作来理解抽象的并发编程概念。本文将详细介绍这项研究的教育成果，包括学生在实验前后的表现变化、他们对并发性概念的理解程度，以及这种教学方法对学生编程技能的提升效果。

2. 研究背景

NXT机器人是乐高公司推出的一款教育工具，它可以通过编程控制其运动和行为。为了更好地教授Java并发性，我们选择了NXT机器人作为教学平台。NXT机器人配备了一个小型处理器、多个传感器（如超声波传感器、触摸传感器和颜色传感器）以及电机。这些组件使得NXT机器人非常适合用于教授并发编程，因为学生可以通过编写多线程程序来控制机器人的不同部分。

在实验中，我们设计了一个任务，要求学生通过编写Java程序来控制NXT机器人完成一系列动作。这些动作包括旋转、移动和发出声音等。通过这种方式，学生可以直观地看到并发编程的实际效果，从而更好地理解并发性概念。

3. 实验设计

为了评估使用NXT机器人教授Java并发性的效果，我们设计了一个实验，涉及十一名非计算机科学专业的学生。这些学生参加了跨学科的硕士课程，涉及经济学、计算机科学、电信以及物理学的某些方面。实验前，学生们接受了关于Java并发性的基本培训，然后被要求完成一个包含理论和实践问题的测验。实验后，学生们再次参加了同样的测验，以评估他们的进步。