虛擬機器人校本課程開發(fā)研究

摘 要：隨著我國經(jīng)濟實力的不斷提升以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，不斷變化的社會環(huán)境對虛擬機器人校本課程的研發(fā)提出了更高的要求與挑戰(zhàn)。在機器人與人工智能相結(jié)合的大背景下，機器人的應(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，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器人概述和虛擬機器人技術(shù)對學(xué)生的影響，進(jìn)而研究虛擬機器人校本課程的開發(fā)策略。

關(guān)鍵詞：虛擬機器人；校本課程；開發(fā) 研究

機器人作為先進(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)新實踐性等于一體的優(yōu)點。蘊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)揮了獨特的優(yōu)勢與魅力。

一、虛擬機器人概述

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

二、虛擬機器人技術(shù)對學(xué)生的影響

在虛擬機器人技術(shù)的應(yīng)用中，學(xué)生會通過做種方式將機器人的神秘面紗揭開，以學(xué)生自己的本事圓曾經(jīng)的夢。在這個圓夢的過程中，學(xué)生經(jīng)歷對于學(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

虛擬機器人技術(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)，而在實際的應(yīng)用中，學(xué)生會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)生參與機器人的組建，通過組建過程中對學(xué)生各個方面能力的鍛煉，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。

（2）提高學(xué)生的合作創(chuàng)新能力

學(xué)生參與虛擬機器人校本課程的開發(fā)，在很大程度上幫助學(xué)生真真實實的參與其中，學(xué)生也能夠根據(jù)自己的思路，完成對機器人的組裝工作。但是，與該組裝技術(shù)有關(guān)的軟件，例如蘿卜圈機器人軟件，正是這些軟件為機器人的組裝提供了技術(shù)支持，學(xué)生在體驗中，以將機器人變?yōu)楝F(xiàn)實的夢想體驗為核心。在夢想體驗的過程中，學(xué)生需要對其本身的想法進(jìn)行分析并落實，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)的的機器人，通過組裝得以在自己手中實現(xiàn)，該過程對于學(xué)生來說必然是很激動的事情，故學(xué)生就會提高在體驗中在積極性與求知欲，進(jìn)而會促進(jìn)校本課程在本校的落實。除此之外，對于團隊協(xié)作的項目，學(xué)生應(yīng)該集體發(fā)揮智慧、團結(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。

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

機器人的組建是一個比較漫長的工作，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器人的行動來得以證明的。因此，整個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，都可能阻礙機器人的正常運轉(zhuǎn)，故在編程環(huán)節(jié)中，是對學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度進(jìn)行鍛煉與提升的絕好機會。完成整個編程工作的學(xué)生，會幫助學(xué)生在日后的生活及工作中，同樣以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對待。

三、虛擬機器人校本課程的開發(fā)

新時期形勢下，虛擬機器人教學(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)生對機器人的興趣為核心，通過機器人課程教學(xué)幫助學(xué)生認(rèn)識并掌握機器人的基本知識和技能，以及機器人技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用對人類生活和科學(xué)產(chǎn)生的深刻影響。虛擬機器人課程屬于綜合實踐活動課范疇，如何組織和開展好課堂教學(xué)，需要把握以下幾點。

（1）充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用

通過對虛擬機器人校本課程的研發(fā)[4]，可以將與機器人有關(guān)的內(nèi)容加入到學(xué)生的教學(xué)活動后中，在豐富教學(xué)內(nèi)容后，教學(xué)難度就會增加，故在該教學(xué)活動中，應(yīng)該充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，以教師對學(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，最后又如何指導(dǎo)學(xué)生將自己對知識的掌握在實踐操作中體現(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)生實際參與的編制與調(diào)試過程中，可體現(xiàn)出教師對學(xué)生的重視程度，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生通過積極參與、主動探究、自我發(fā)現(xiàn)，積累實踐與學(xué)習(xí)經(jīng)驗。同時，教師也應(yīng)該注重學(xué)生體驗、實踐、感悟的過程、個性的健康發(fā)展，以促進(jìn)學(xué)生實踐、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，而是可以實現(xiàn)的目標(biāo)。IRobotQ3D軟件在機器人校本課程的開發(fā)中主要有三點用途，其一是提供足夠的機器人所需組件，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)的互動模式進(jìn)行設(shè)計。教師也可以利用該軟件，幫助學(xué)生認(rèn)識并真實的感受到機器人的各種組件，以豐富學(xué)生的經(jīng)驗與體驗，同時教師也可以根據(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。除此之外，虛擬機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受到時間與地點的限制，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中來。

（4）健全課堂評價體系

在實際的教學(xué)活動中，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，都應(yīng)該對學(xué)生提出表揚、鼓勵與支持，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

在實際的教學(xué)活動中，教師應(yīng)該針對不同學(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)生團隊意識、組建小組進(jìn)行合作

在虛擬機器人校本課程的學(xué)習(xí)中，學(xué)生之間的動手能力、實踐能力或者是編程能力等都具有一定的差異性，因而，在實際的教學(xué)活動中，教師不僅需要做到針對能力較強學(xué)生開展深入學(xué)習(xí)，而且也需要帶動能力較弱的學(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)生之間的團隊意識。

四、結(jié)束語

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

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