張虎

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

【關(guān)鍵詞】機器人教育? 虛擬機器人? 蘿卜圈3D機器人

【中圖分類號】TP242-4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）48-0010-01

引言

機器人是20世紀人類最偉大的發(fā)明之一。機器人技術(shù)正在以令人驚嘆的速度向各個領(lǐng)域滲透，它的進步將會對科學(xué)和技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生重要的影響。

1.國內(nèi)外發(fā)展背景

隨著機器人時代的到來，機器人學(xué)科教育成為培養(yǎng)學(xué)生動手能力、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]。

國外發(fā)達國家已在信息技術(shù)課和課外活動開設(shè)了有關(guān)機器人的課程內(nèi)容。然而，國內(nèi)機器人教育尚處于起步階段，仍然存在一些問題：例如，一些人對青少年機器人教育的認識很不到位，往往只注重比賽成績而忽略了對青少年創(chuàng)新創(chuàng)造能力的培養(yǎng);另外，機器人教育的地區(qū)發(fā)展仍然很不均勻。

2.虛擬機器人的優(yōu)勢

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

3.探究虛擬機器人教育開展中的幾點體會

3.1以興趣為主導(dǎo)的人員選拔方式

作為競賽活動的主體，參賽選手的挑選是至關(guān)重要的。要取得好成績，首先，輔導(dǎo)老師要具有良好的專業(yè)素養(yǎng)，但這只是一個前提，關(guān)鍵是要學(xué)生能夠充分吸收老師傳授的知識，并能夠舉一反三，形成自己完整的知識體系。其次，在挑選學(xué)生方面，學(xué)生除了要有踏實肯吃苦外，學(xué)生還應(yīng)具有一定的興趣。俗話說，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。例如在講循跡前進時，有一部分同學(xué)會選擇摩擦力比較小的輪胎，這樣在編寫程序時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。通過對比演示，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機器人技術(shù)課堂上，學(xué)生的個體差異尤為明顯，表現(xiàn)在不同學(xué)生對機器人的認識程度不一樣，個體間邏輯思維能力，動手能力的差異，以及性格的差異都將會影響到學(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器人項目組為例：我們成立蘿卜圈3D機器人興趣小組，利用放學(xué)、節(jié)假日等休息時間進行訓(xùn)練。筆者在平時汽車總動員訓(xùn)練的教學(xué)中，留意學(xué)生的掌握情況，對吃透課堂知識并且能夠熟練應(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出相應(yīng)的程序;相反對一些學(xué)習(xí)相對困難的學(xué)生，多一些耐心，爭取發(fā)現(xiàn)他們的長處，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器人實驗活動模式：構(gòu)建一個以學(xué)校為核心，家庭、科技館為延伸和拓展的一體化虛擬機器人實驗活動模式。借助這一體系將學(xué)校、家庭、科技館組成一個聯(lián)動的整體。

在延安科技館，我們積極組織蘿卜圈3D機器人主題活動，讓家長、孩子共同參與親子虛擬機器人競技活動，使虛擬機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，通過學(xué)校組織工作，吸引更多對虛擬機器人感興趣的學(xué)生參與進來，利用周末和寒暑假時間，開展虛擬機器人教學(xué)，從而使虛擬機器人教育活動從基礎(chǔ)到探究有序地開展。通過這些徹底地把虛擬機器人教育從學(xué)校引向社會，為進一步推廣和普及機器人教育創(chuàng)造良好的氛圍。

結(jié)束語

實踐證明，開展虛擬機器人教育對機器人教育在我國青少年中的推廣普及起到了很好的助推引領(lǐng)，同時也讓學(xué)生在潛移默化不斷提升規(guī)劃、分析和解決問題的實際能力。我們堅信，在不久的將來，虛擬機器人教學(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：

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

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