摘 要：智能機(jī)器人進(jìn)課堂，可以有效提升初中信息技術(shù)課程的教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)學(xué)生體驗(yàn)科技創(chuàng)新的樂趣。本文重點(diǎn)分析了虛擬仿真機(jī)器人環(huán)境的應(yīng)用對(duì)智能機(jī)器人教學(xué)的影響。從多個(gè)角度提出具體的教學(xué)實(shí)施策略，以期望更好的促進(jìn)智能機(jī)器人教學(xué)在信息技術(shù)課程中的開展。

關(guān)鍵詞：智能機(jī)器人;虛擬仿真教學(xué)

引言：隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的成熟，人們開始認(rèn)識(shí)到虛擬仿真環(huán)境在教育領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。全國(guó)許多學(xué)校相繼開展了智能機(jī)器人的教學(xué)和競(jìng)賽活動(dòng)。隨著活動(dòng)的深入開展，也出現(xiàn)了許多問題，例如：由于投入資金不足，導(dǎo)致實(shí)體機(jī)器人的數(shù)量投入不足，這大大限制了參與活動(dòng)的學(xué)生人數(shù)。同時(shí)在現(xiàn)有的機(jī)器人種類上，學(xué)生體驗(yàn)機(jī)器人創(chuàng)新活動(dòng)不夠直觀。如何讓機(jī)器人教學(xué)活動(dòng)具有更強(qiáng)的生命力，具有廣泛的學(xué)生基礎(chǔ)，這些都是值得我們思考和探索的問題。

一、虛擬仿真機(jī)器人環(huán)境的基本概念和應(yīng)用意義

虛擬仿真機(jī)器人環(huán)境的基本概念：就是用一個(gè)虛擬的機(jī)器人系統(tǒng)模仿另一個(gè)真實(shí)系統(tǒng)的技術(shù)，在機(jī)器人教學(xué)中，它是指一個(gè)由計(jì)算機(jī)硬件、軟件以及各種傳感器構(gòu)成的人工環(huán)境。學(xué)生們?cè)谶@種環(huán)境中，有“身臨其境”的感覺，自然地與之互動(dòng)。它具有集成化、虛擬化與網(wǎng)絡(luò)化的特征，這種教學(xué)環(huán)境的應(yīng)用在信息技術(shù)課堂中開展智能機(jī)器人教學(xué)有積極作用和意義。

二、虛擬仿真機(jī)器人環(huán)境的應(yīng)用意義

1.虛擬仿真機(jī)器人環(huán)境降低了教學(xué)成本

由于機(jī)器人更新?lián)Q代速度快，長(zhǎng)期大量的資金投入是中學(xué)所不能達(dá)到的，虛擬仿真機(jī)器人軟件安裝成本低，使用與維護(hù)非常方便，因此便于教學(xué)推廣。

2.虛擬仿真機(jī)器人環(huán)境提升學(xué)生對(duì)環(huán)境和重難點(diǎn)的掌握能力

仿真機(jī)器人可以讓學(xué)生全面的去搭建機(jī)器人，模擬出了安裝機(jī)器人配件的過程。如：將連接線連接各個(gè)部件，拼接電機(jī)等，它還高度還原了真實(shí)情況下的機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。沒有環(huán)境上的錯(cuò)差值生成的程序代碼機(jī)器人的仿真軟件無(wú)縫連接。

3.仿真環(huán)境有利于提升學(xué)生，參與教學(xué)的主動(dòng)性

在仿真環(huán)境課堂中，教師不是單一的灌輸知識(shí)，而是給出大量的案例。學(xué)生們分小組進(jìn)行試驗(yàn)，在互幫互助中解決問題，得到收獲。學(xué)習(xí)所獲得的成就感油然而生，學(xué)生參與教學(xué)的主動(dòng)性也將大大增強(qiáng)。同時(shí)仿真環(huán)境也要求學(xué)生對(duì)機(jī)器人程序進(jìn)行預(yù)習(xí)，學(xué)生在上課之前對(duì)知識(shí)點(diǎn)有了一定的理解和掌握。為其積極參與課堂活動(dòng)奠定了基礎(chǔ)。例如：在機(jī)器人滑雪教學(xué)中，利用仿真場(chǎng)地模擬機(jī)器人的彎腰、邁步、滑行讓學(xué)生們利用電機(jī)的位置的改變來進(jìn)行滑雪比賽，快速到達(dá)終點(diǎn);在學(xué)會(huì)了基本編程原理之后用機(jī)器人足球比賽任務(wù)來完成課堂教學(xué)。

三、虛擬仿真機(jī)器人的具體應(yīng)用措施

1.準(zhǔn)備相關(guān)的操作環(huán)境和素材

在機(jī)器人教學(xué)中起到了學(xué)習(xí)支架作用，信息技術(shù)教師在課堂前需要充分的備課，對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行選擇，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，動(dòng)手能力，我對(duì)一些課程進(jìn)行了如下的設(shè)計(jì)：

2.運(yùn)用多種教學(xué)方法

常用的教學(xué)方法很多，如：情景教學(xué)法，小組合作探究法，微課導(dǎo)學(xué)法，學(xué)案引領(lǐng)教學(xué)法等。教師可以根據(jù)課堂內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)方法的選擇，從而提升教學(xué)效率，如：機(jī)器人迷宮行走一課中，我們可以創(chuàng)設(shè)迷宮環(huán)境用flash小程序開發(fā)一個(gè)互動(dòng)的機(jī)器人迷宮行走游戲，讓學(xué)生在玩的過程了解，行走原理和左手定則;在課堂上，布置任務(wù)時(shí)，讓學(xué)生分為不同的小組進(jìn)行合作探究，通過不同的思維碰撞，獲取更多有用信息技術(shù)最終完成任務(wù)。多種教學(xué)方法的使用會(huì)使學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容有一個(gè)深刻的認(rèn)識(shí)和掌握。

3.虛實(shí)結(jié)合提升教學(xué)效果

因?yàn)闄C(jī)器人技術(shù)融合了機(jī)械電子，人工智能等眾多先進(jìn)技術(shù)，所以在教學(xué)中，一定要將硬件與軟件結(jié)合在一起，讓學(xué)生在實(shí)踐中，對(duì)學(xué)習(xí)的知識(shí)融會(huì)貫通，讓整個(gè)過程在學(xué)習(xí)——應(yīng)用——修正——在應(yīng)用的過程中完成，這樣也更能提高學(xué)生的自主性和創(chuàng)新性，在做中學(xué)，玩中學(xué)，學(xué)中成長(zhǎng)。

四、結(jié)束語(yǔ)

在信息技術(shù)課堂中開展機(jī)器人虛擬，仿真教學(xué)，可以提升學(xué)生的參與度，降低教學(xué)成本便于學(xué)生掌握重難點(diǎn)。教師課前充分準(zhǔn)備，多元化教學(xué)，虛實(shí)結(jié)合提升信息技術(shù)課堂的教學(xué)效果。

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作者簡(jiǎn)介：姜虹，女漢族1978年6月出生教育碩士學(xué)位石家莊市第四十一中學(xué)中學(xué)一級(jí)教師