機器人虛擬仿真教學在機器人教學中應用的探索

摘 要：智能機器人進課堂，可以有效提升初中信息技術課程的教學效果，實現學生體驗科技創新的樂趣。本文重點分析了虛擬仿真機器人環境的應用對智能機器人教學的影響。從多個角度提出具體的教學實施策略，以期望更好的促進智能機器人教學在信息技術課程中的開展。

關鍵詞：智能機器人;虛擬仿真教學

引言：隨著虛擬現實技術的成熟，人們開始認識到虛擬仿真環境在教育領域的應用價值。全國許多學校相繼開展了智能機器人的教學和競賽活動。隨著活動的深入開展，也出現了許多問題，例如：由于投入資金不足，導致實體機器人的數量投入不足，這大大限制了參與活動的學生人數。同時在現有的機器人種類上，學生體驗機器人創新活動不夠直觀。如何讓機器人教學活動具有更強的生命力，具有廣泛的學生基礎，這些都是值得我們思考和探索的問題。

一、虛擬仿真機器人環境的基本概念和應用意義

虛擬仿真機器人環境的基本概念：就是用一個虛擬的機器人系統模仿另一個真實系統的技術，在機器人教學中，它是指一個由計算機硬件、軟件以及各種傳感器構成的人工環境。學生們在這種環境中，有“身臨其境”的感覺，自然地與之互動。它具有集成化、虛擬化與網絡化的特征，這種教學環境的應用在信息技術課堂中開展智能機器人教學有積極作用和意義。

二、虛擬仿真機器人環境的應用意義

1.虛擬仿真機器人環境降低了教學成本

由于機器人更新換代速度快，長期大量的資金投入是中學所不能達到的，虛擬仿真機器人軟件安裝成本低，使用與維護非常方便，因此便于教學推廣。

2.虛擬仿真機器人環境提升學生對環境和重難點的掌握能力

仿真機器人可以讓學生全面的去搭建機器人，模擬出了安裝機器人配件的過程。如：將連接線連接各個部件，拼接電機等，它還高度還原了真實情況下的機器人的運動。沒有環境上的錯差值生成的程序代碼機器人的仿真軟件無縫連接。

3.仿真環境有利于提升學生，參與教學的主動性

在仿真環境課堂中，教師不是單一的灌輸知識，而是給出大量的案例。學生們分小組進行試驗，在互幫互助中解決問題，得到收獲。學習所獲得的成就感油然而生，學生參與教學的主動性也將大大增強。同時仿真環境也要求學生對機器人程序進行預習，學生在上課之前對知識點有了一定的理解和掌握。為其積極參與課堂活動奠定了基礎。例如：在機器人滑雪教學中，利用仿真場地模擬機器人的彎腰、邁步、滑行讓學生們利用電機的位置的改變來進行滑雪比賽，快速到達終點;在學會了基本編程原理之后用機器人足球比賽任務來完成課堂教學。

三、虛擬仿真機器人的具體應用措施

1.準備相關的操作環境和素材

在機器人教學中起到了學習支架作用，信息技術教師在課堂前需要充分的備課，對相關知識進行選擇，以激發學生的學習興趣，動手能力，我對一些課程進行了如下的設計：

2.運用多種教學方法

常用的教學方法很多，如：情景教學法，小組合作探究法，微課導學法，學案引領教學法等。教師可以根據課堂內容進行教學方法的選擇，從而提升教學效率，如：機器人迷宮行走一課中，我們可以創設迷宮環境用flash小程序開發一個互動的機器人迷宮行走游戲，讓學生在玩的過程了解，行走原理和左手定則;在課堂上，布置任務時，讓學生分為不同的小組進行合作探究，通過不同的思維碰撞，獲取更多有用信息技術最終完成任務。多種教學方法的使用會使學生對教學內容有一個深刻的認識和掌握。

3.虛實結合提升教學效果

因為機器人技術融合了機械電子，人工智能等眾多先進技術，所以在教學中，一定要將硬件與軟件結合在一起，讓學生在實踐中，對學習的知識融會貫通，讓整個過程在學習——應用——修正——在應用的過程中完成，這樣也更能提高學生的自主性和創新性，在做中學，玩中學，學中成長。

四、結束語

在信息技術課堂中開展機器人虛擬，仿真教學，可以提升學生的參與度，降低教學成本便于學生掌握重難點。教師課前充分準備，多元化教學，虛實結合提升信息技術課堂的教學效果。

參考文獻

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作者簡介：姜虹，女漢族1978年6月出生教育碩士學位石家莊市第四十一中學中學一級教師