虛擬機(jī)器人校本課程開發(fā)研究

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷提升以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，不斷變化的社會(huì)環(huán)境對(duì)虛擬機(jī)器人校本課程的研發(fā)提出了更高的要求與挑戰(zhàn)。在機(jī)器人與人工智能相結(jié)合的大背景下，機(jī)器人的應(yīng)用突破了工業(yè)的局限，逐漸在教育領(lǐng)域應(yīng)用開來，為中小學(xué)的課程提供了教育平臺(tái)，更加在技術(shù)教育中注入了新鮮血液。因此，本文通過分析虛擬機(jī)器人概述和虛擬機(jī)器人技術(shù)對(duì)學(xué)生的影響，進(jìn)而研究虛擬機(jī)器人校本課程的開發(fā)策略。

關(guān)鍵詞：虛擬機(jī)器人；校本課程；開發(fā) 研究

機(jī)器人作為先進(jìn)科學(xué)技術(shù)引領(lǐng)的尖端技術(shù)，該技術(shù)本身就具有集綜合性、高度滲透性、前瞻性、創(chuàng)新實(shí)踐性等于一體的優(yōu)點(diǎn)。蘊(yùn)涵著極其豐富的教育資源。隨著虛擬技術(shù)的不斷完善，虛擬機(jī)器人技術(shù)逐漸出現(xiàn)在教育教學(xué)中，特別是在校本課程的開發(fā)中發(fā)揮了獨(dú)特的優(yōu)勢與魅力。

一、虛擬機(jī)器人概述

對(duì)虛擬機(jī)器人校本課程開發(fā)研究的基本是對(duì)虛擬機(jī)器人的深入認(rèn)識(shí)及掌握，而我們通常所說的機(jī)器人技術(shù)指的是最尖端、最前沿、最先進(jìn)的一種技術(shù)，當(dāng)中以人形機(jī)器人為主。該技術(shù)在很多孩子們心中占據(jù)著獨(dú)特的位置，但是由于經(jīng)費(fèi)與技術(shù)等因素的限制，使得機(jī)器人的成本有時(shí)候可以高達(dá)幾萬甚至幾十萬，而農(nóng)村學(xué)生平時(shí)根本接觸不到這個(gè)層面，因而機(jī)器人對(duì)于農(nóng)村學(xué)生來說依舊只是小時(shí)候的一個(gè)夢。伴隨虛擬技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與云計(jì)算等技術(shù)的快速發(fā)展與不斷優(yōu)化，該技術(shù)也提高了農(nóng)村學(xué)生關(guān)于機(jī)器人夢想實(shí)現(xiàn)的可能性。雖然學(xué)生只能夠通過屏幕體驗(yàn)到虛擬軟件的好處，但是，并不是所有的機(jī)器人組件都真真實(shí)實(shí)的放在那里，或者是自己隨意組裝控制機(jī)器人的運(yùn)行程序也真真實(shí)實(shí)的方法在那里。因而，需要對(duì)學(xué)生組織有關(guān)的培訓(xùn)活動(dòng)，以通過人為的才可以控制機(jī)器人去完成其他動(dòng)作，而這些很真實(shí)的體驗(yàn)，不僅僅需要語言傳授和動(dòng)畫演示就可以完成的，正因?yàn)槿绱耍艜?huì)不自覺的加大虛擬機(jī)器人技術(shù)對(duì)學(xué)生的吸引力。

二、虛擬機(jī)器人技術(shù)對(duì)學(xué)生的影響

在虛擬機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用中，學(xué)生會(huì)通過做種方式將機(jī)器人的神秘面紗揭開，以學(xué)生自己的本事圓曾經(jīng)的夢。在這個(gè)圓夢的過程中，學(xué)生經(jīng)歷對(duì)于學(xué)生創(chuàng)造力、解決問題的能力、自信心、探索能力、思維能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度等具有不可忽視的作用。而這些能力的提升為學(xué)生以后的成長提供了保障。

（1）提高學(xué)生思維能力、培養(yǎng)學(xué)生大局意識(shí)

虛擬機(jī)器人技術(shù)在具體應(yīng)用中的掌握，必將需要通過問題的提出、分析以及解決等環(huán)節(jié)，而在實(shí)際的應(yīng)用中，學(xué)生會(huì)不斷的反省工作以提升自己觀察、分析問題的綜合能力。學(xué)生參與機(jī)器人的組建，通過組建過程中對(duì)學(xué)生各個(gè)方面能力的鍛煉，不僅提高了學(xué)生的空間思維能力，更加可以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)局意識(shí)。

（2）提高學(xué)生的合作創(chuàng)新能力

學(xué)生參與虛擬機(jī)器人校本課程的開發(fā)，在很大程度上幫助學(xué)生真真實(shí)實(shí)的參與其中，學(xué)生也能夠根據(jù)自己的思路，完成對(duì)機(jī)器人的組裝工作。但是，與該組裝技術(shù)有關(guān)的軟件，例如蘿卜圈機(jī)器人軟件，正是這些軟件為機(jī)器人的組裝提供了技術(shù)支持，學(xué)生在體驗(yàn)中，以將機(jī)器人變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的夢想體驗(yàn)為核心。在夢想體驗(yàn)的過程中，學(xué)生需要對(duì)其本身的想法進(jìn)行分析并落實(shí)，也需要其他學(xué)生及教師的幫助與配合，總的來說，各方各面都需要學(xué)生的溝通能力、合作創(chuàng)新能力等。如果學(xué)生看到曾經(jīng)只在夢中出現(xiàn)的的機(jī)器人，通過組裝得以在自己手中實(shí)現(xiàn)，該過程對(duì)于學(xué)生來說必然是很激動(dòng)的事情，故學(xué)生就會(huì)提高在體驗(yàn)中在積極性與求知欲，進(jìn)而會(huì)促進(jìn)校本課程在本校的落實(shí)。除此之外，對(duì)于團(tuán)隊(duì)協(xié)作的項(xiàng)目，學(xué)生應(yīng)該集體發(fā)揮智慧、團(tuán)結(jié)合作，以不斷提高學(xué)生的合作創(chuàng)新能力，為學(xué)校培育人才提供了更加寬闊的平臺(tái)。

（3）培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度

機(jī)器人的組建是一個(gè)比較漫長的工作，其中涉及到的程序必不再少數(shù)，學(xué)生想法與工作的合理性與有效性是通過機(jī)器人的行動(dòng)來得以證明的。因此，整個(gè)工作的完成就需要學(xué)生具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，如果在編程中出現(xiàn)問題，那怕是微小的語法問題，都可能阻礙機(jī)器人的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，故在編程環(huán)節(jié)中，是對(duì)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度進(jìn)行鍛煉與提升的絕好機(jī)會(huì)。完成整個(gè)編程工作的學(xué)生，會(huì)幫助學(xué)生在日后的生活及工作中，同樣以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對(duì)待。

三、虛擬機(jī)器人校本課程的開發(fā)

新時(shí)期形勢下，虛擬機(jī)器人教學(xué)作為一門新興課程，該課程的教學(xué)任務(wù)以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)器人的興趣為核心，通過機(jī)器人課程教學(xué)幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)并掌握機(jī)器人的基本知識(shí)和技能，以及機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用對(duì)人類生活和科學(xué)產(chǎn)生的深刻影響。虛擬機(jī)器人課程屬于綜合實(shí)踐活動(dòng)課范疇，如何組織和開展好課堂教學(xué)，需要把握以下幾點(diǎn)。

（1）充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用

通過對(duì)虛擬機(jī)器人校本課程的研發(fā)[4]，可以將與機(jī)器人有關(guān)的內(nèi)容加入到學(xué)生的教學(xué)活動(dòng)后中，在豐富教學(xué)內(nèi)容后，教學(xué)難度就會(huì)增加，故在該教學(xué)活動(dòng)中，應(yīng)該充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，以教師對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)為核心。而教師主導(dǎo)作用的發(fā)揮又體現(xiàn)在，如何利用有效的方式將抽象、復(fù)雜的問題簡單化、形象化，如何將課本中的理論轉(zhuǎn)變?yōu)槌绦蛟O(shè)計(jì)，最后又如何指導(dǎo)學(xué)生將自己對(duì)知識(shí)的掌握在實(shí)踐操作中體現(xiàn)出來等。這些問題的解決單單只靠學(xué)生的得不到解決的，只有充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，教師通過在課前做足準(zhǔn)備及大量實(shí)際，一系列的問題才可以得到有效的解決。

（2）提高學(xué)生的主體地位

虛擬機(jī)器人校本課程的開發(fā)需要編制調(diào)試環(huán)節(jié)，在該環(huán)節(jié)中應(yīng)該鼓勵(lì)每一位學(xué)生參與其中，以提高學(xué)生的主體地位。在學(xué)生實(shí)際參與的編制與調(diào)試過程中，可體現(xiàn)出教師對(duì)學(xué)生的重視程度，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生通過積極參與、主動(dòng)探究、自我發(fā)現(xiàn)，積累實(shí)踐與學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，教師也應(yīng)該注重學(xué)生體驗(yàn)、實(shí)踐、感悟的過程、個(gè)性的健康發(fā)展，以促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐、創(chuàng)新、研究、探索等能力的提升。

（3）借力IRobotQ3D，打造校本課程

自從IRobotQ3D軟件在機(jī)器人校本課程中應(yīng)用以來，該課程的開發(fā)不再是紙上談兵，而是可以實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。IRobotQ3D軟件在機(jī)器人校本課程的開發(fā)中主要有三點(diǎn)用途，其一是提供足夠的機(jī)器人所需組件，其二是為我們提供更加逼真、豐富的場景，其三是基于互聯(lián)網(wǎng)的互動(dòng)模式進(jìn)行設(shè)計(jì)。教師也可以利用該軟件，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)并真實(shí)的感受到機(jī)器人的各種組件，以豐富學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)與體驗(yàn)，同時(shí)教師也可以根據(jù)軟件自己設(shè)置不同的場景，然后指導(dǎo)學(xué)生做個(gè)性化的練習(xí)與任務(wù)。通過IRobotQ3D軟件的應(yīng)用，學(xué)生就有了更加寬闊的空間與平臺(tái)。除此之外，虛擬機(jī)器人的校本課程還可以延伸到學(xué)生的生活與朋友圈中，因而，學(xué)生在其中的參與就不會(huì)受到時(shí)間與地點(diǎn)的限制，只要學(xué)生上網(wǎng)并登錄了服務(wù)器，學(xué)生就可以參與到活動(dòng)中來。

（4）健全課堂評(píng)價(jià)體系

在實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)中，教師應(yīng)該多角度、全方位的看待并了解不同學(xué)生之間的學(xué)習(xí)情況，不必將學(xué)習(xí)結(jié)果看的過重，更多的要關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程中積極主動(dòng)性的提高與探究能力的展現(xiàn)。教師如果發(fā)現(xiàn)了學(xué)生進(jìn)步與成功，那怕只有非常少的一點(diǎn)，都應(yīng)該對(duì)學(xué)生提出表揚(yáng)、鼓勵(lì)與支持，以幫助學(xué)在學(xué)習(xí)中找尋歡樂的因子。恰好，這種歡樂的因子可以使學(xué)生更加自主的投入在學(xué)習(xí)、探究中。

（5）多樣化教學(xué)方法

在實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)中，教師應(yīng)該針對(duì)不同學(xué)生之間的需求，把握不同類型的教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)而靈活的采取最有效的講課方式，通過項(xiàng)目引導(dǎo)、小組討論或視頻演示等方法，防止學(xué)生在某種固定的教學(xué)模式下產(chǎn)生疲憊的學(xué)習(xí)態(tài)度。多樣化教學(xué)方法的應(yīng)用可以借助于投影儀等多媒體，或者是通過創(chuàng)造仿真情境的方式。

（6）培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)、組建小組進(jìn)行合作

在虛擬機(jī)器人校本課程的學(xué)習(xí)中，學(xué)生之間的動(dòng)手能力、實(shí)踐能力或者是編程能力等都具有一定的差異性，因而，在實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)中，教師不僅需要做到針對(duì)能力較強(qiáng)學(xué)生開展深入學(xué)習(xí)，而且也需要帶動(dòng)能力較弱的學(xué)生。教師可以在綜合掌握學(xué)生差異后，通過組建學(xué)習(xí)小組的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，這樣不僅可以提高學(xué)生的整體水平，也有利于培養(yǎng)學(xué)生之間的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。

四、結(jié)束語

總而言之，通過一直以來虛擬機(jī)器人校本課程的開發(fā)、實(shí)踐、探索等環(huán)節(jié)，逐漸形成了學(xué)校獨(dú)特的教育方式，同時(shí)也促進(jìn)了教師團(tuán)隊(duì)的成長。通過上述措施促進(jìn)虛擬機(jī)器人校本課程的開發(fā)，進(jìn)而將機(jī)器人技術(shù)對(duì)學(xué)生的作用最大化。

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