探究虛擬機(jī)器人教育在延安地區(qū)的發(fā)展

張虎

【摘要】近些年，我國(guó)的機(jī)器人教育迅猛發(fā)展，但仍有很大一部分青少年不能接觸到這一“精英教育”，而虛擬機(jī)器人的出現(xiàn)正好彌補(bǔ)了這一劣勢(shì)，它對(duì)實(shí)體機(jī)器人教育起到有效補(bǔ)充。本文就虛擬機(jī)器人與實(shí)體機(jī)器人的對(duì)比，結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，得出了在虛擬機(jī)器人教學(xué)中的幾點(diǎn)體會(huì)。

【關(guān)鍵詞】機(jī)器人教育? 虛擬機(jī)器人? 蘿卜圈3D機(jī)器人

【中圖分類(lèi)號(hào)】TP242-4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2019）48-0010-01

引言

機(jī)器人是20世紀(jì)人類(lèi)最偉大的發(fā)明之一。機(jī)器人技術(shù)正在以令人驚嘆的速度向各個(gè)領(lǐng)域滲透，它的進(jìn)步將會(huì)對(duì)科學(xué)和技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生重要的影響。

1.國(guó)內(nèi)外發(fā)展背景

隨著機(jī)器人時(shí)代的到來(lái)，機(jī)器人學(xué)科教育成為培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)能力和科技信息能力的重要載體[1]。

國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已在信息技術(shù)課和課外活動(dòng)開(kāi)設(shè)了有關(guān)機(jī)器人的課程內(nèi)容。然而，國(guó)內(nèi)機(jī)器人教育尚處于起步階段，仍然存在一些問(wèn)題：例如，一些人對(duì)青少年機(jī)器人教育的認(rèn)識(shí)很不到位，往往只注重比賽成績(jī)而忽略了對(duì)青少年創(chuàng)新創(chuàng)造能力的培養(yǎng);另外，機(jī)器人教育的地區(qū)發(fā)展仍然很不均勻。

2.虛擬機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)

虛擬機(jī)器人又可稱(chēng)為軟件機(jī)器人或仿真機(jī)器人，外形像人的虛擬機(jī)器人也稱(chēng)為擬人機(jī)器人（ Humanoid Robot）。同實(shí)體機(jī)器人相比，虛擬機(jī)器人具有活動(dòng)開(kāi)展成本低，活動(dòng)面廣，但又不失趣味性;虛擬機(jī)器人可以避免使用實(shí)體機(jī)器人所帶來(lái)的諸多制約，改善機(jī)器人教學(xué)條件， 特別對(duì)很多偏遠(yuǎn)農(nóng)村的中小學(xué)， 開(kāi)展虛擬機(jī)器人教學(xué)，可以為廣大學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)和實(shí)踐機(jī)會(huì)。因此，筆者認(rèn)為開(kāi)展虛擬機(jī)器人教育對(duì)延安地區(qū)的科技發(fā)展意義重大。

3.探究虛擬機(jī)器人教育開(kāi)展中的幾點(diǎn)體會(huì)

3.1以興趣為主導(dǎo)的人員選拔方式

作為競(jìng)賽活動(dòng)的主體，參賽選手的挑選是至關(guān)重要的。要取得好成績(jī)，首先，輔導(dǎo)老師要具有良好的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，但這只是一個(gè)前提，關(guān)鍵是要學(xué)生能夠充分吸收老師傳授的知識(shí)，并能夠舉一反三，形成自己完整的知識(shí)體系。其次，在挑選學(xué)生方面，學(xué)生除了要有踏實(shí)肯吃苦外，學(xué)生還應(yīng)具有一定的興趣。俗話說(shuō)，興趣是孩子的第一老師。因此，在培養(yǎng)興趣方面老師應(yīng)當(dāng)尤其重視。例如在講循跡前進(jìn)時(shí)，有一部分同學(xué)會(huì)選擇摩擦力比較小的輪胎，這樣在編寫(xiě)程序時(shí)特別注意需要一邊反轉(zhuǎn)一邊正轉(zhuǎn)，或者選擇摩擦力比較大的輪胎，按照兩側(cè)速度不一樣才可以循跡前進(jìn)。通過(guò)對(duì)比演示，學(xué)生就可以更加直觀地感受到后者更穩(wěn)定，這樣他們就會(huì)在以后的學(xué)習(xí)中舉一反三。

3.2因材施教的教育方式

在蘿卜圈3D機(jī)器人技術(shù)課堂上，學(xué)生的個(gè)體差異尤為明顯，表現(xiàn)在不同學(xué)生對(duì)機(jī)器人的認(rèn)識(shí)程度不一樣，個(gè)體間邏輯思維能力，動(dòng)手能力的差異，以及性格的差異都將會(huì)影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。

以延安市科技館成立的虛擬機(jī)器人項(xiàng)目組為例：我們成立蘿卜圈3D機(jī)器人興趣小組，利用放學(xué)、節(jié)假日等休息時(shí)間進(jìn)行訓(xùn)練。筆者在平時(shí)汽車(chē)總動(dòng)員訓(xùn)練的教學(xué)中，留意學(xué)生的掌握情況，對(duì)吃透課堂知識(shí)并且能夠熟練應(yīng)用的，多啟發(fā)學(xué)生一些新的思路，讓他們自己去探索編寫(xiě)出相應(yīng)的程序;相反對(duì)一些學(xué)習(xí)相對(duì)困難的學(xué)生，多一些耐心，爭(zhēng)取發(fā)現(xiàn)他們的長(zhǎng)處，找到讓他們也能理解的算法，這不僅激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)新學(xué)習(xí)的興趣和信念，而且較好地提升了他們的創(chuàng)新素養(yǎng)水平[2]。

3.3 構(gòu)建學(xué)校、家庭和科技館三位一體化的虛擬機(jī)器人教育模式

所謂“學(xué)校、家庭、科技館”的三位一體化虛擬機(jī)器人實(shí)驗(yàn)活動(dòng)模式：構(gòu)建一個(gè)以學(xué)校為核心，家庭、科技館為延伸和拓展的一體化虛擬機(jī)器人實(shí)驗(yàn)活動(dòng)模式。借助這一體系將學(xué)校、家庭、科技館組成一個(gè)聯(lián)動(dòng)的整體。

在延安科技館，我們積極組織蘿卜圈3D機(jī)器人主題活動(dòng)，讓家長(zhǎng)、孩子共同參與親子虛擬機(jī)器人競(jìng)技活動(dòng)，使虛擬機(jī)器人的教育得到更多人的了解。我們利用“館校結(jié)合”的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)學(xué)校組織工作，吸引更多對(duì)虛擬機(jī)器人感興趣的學(xué)生參與進(jìn)來(lái)，利用周末和寒暑假時(shí)間，開(kāi)展虛擬機(jī)器人教學(xué)，從而使虛擬機(jī)器人教育活動(dòng)從基礎(chǔ)到探究有序地開(kāi)展。通過(guò)這些徹底地把虛擬機(jī)器人教育從學(xué)校引向社會(huì)，為進(jìn)一步推廣和普及機(jī)器人教育創(chuàng)造良好的氛圍。

結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，開(kāi)展虛擬機(jī)器人教育對(duì)機(jī)器人教育在我國(guó)青少年中的推廣普及起到了很好的助推引領(lǐng)，同時(shí)也讓學(xué)生在潛移默化不斷提升規(guī)劃、分析和解決問(wèn)題的實(shí)際能力。我們堅(jiān)信，在不久的將來(lái)，虛擬機(jī)器人教學(xué)必將獲得更為深廣的普及，并且充分發(fā)揮更顯著的功效。

參考文獻(xiàn)：

[1]張嘉志， 李贊堅(jiān). 中小學(xué)機(jī)器人教育中的均衡化發(fā)展問(wèn)題及解決策略[J]. 教育信息技術(shù)，2014（2）：72-74.

[2]申杰利.以機(jī)器人競(jìng)賽促進(jìn)中學(xué)信息技術(shù)課程發(fā)展[J].科教新報(bào)： 教育科研，2011（21）.