虛擬機(jī)器人仿真平臺(tái)在農(nóng)村學(xué)校機(jī)器人教育中的應(yīng)用實(shí)踐

（貴州省余慶中學(xué)，貴州 遵義 564499）

前言

由于農(nóng)村學(xué)校的教育水平及師資力量與城市教育仍舊存在一定差距，因此，為加快城鎮(zhèn)一體化教育進(jìn)程，應(yīng)在農(nóng)村學(xué)校加大機(jī)器人仿真平臺(tái)的建設(shè)力度，將中鳴3D仿真平臺(tái)在教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行運(yùn)用，以此提高農(nóng)村學(xué)生的核心素養(yǎng)。

一、以講授法激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

通常來(lái)講，所說(shuō)的虛擬機(jī)器人仿真平臺(tái)指的是對(duì)計(jì)算機(jī)等先進(jìn)的技術(shù)手段和方法進(jìn)行利用，對(duì)仿真的系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行建立，使用者的相關(guān)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)及模擬實(shí)驗(yàn)都可以利用平臺(tái)來(lái)完成[1]。而對(duì)于中鳴3D 仿真平臺(tái)來(lái)說(shuō)，這是一款中鳴數(shù)碼科技有限公司的產(chǎn)品，本款產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)依托于三維虛擬仿真技術(shù)，可以對(duì)虛擬機(jī)器人的各種行為及運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模仿的軟件平臺(tái)。對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，程序通過(guò)仿真平臺(tái)，就可以進(jìn)行機(jī)器人的搭建和場(chǎng)地仿真模擬。

結(jié)合農(nóng)村學(xué)校的機(jī)器人教育來(lái)說(shuō)，將中鳴3D 仿真在教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行運(yùn)用，可以幫助學(xué)生搭建虛擬機(jī)器人仿真平臺(tái)，使學(xué)生更加系統(tǒng)完善的對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)。在教學(xué)過(guò)程中，所說(shuō)的講授法是最為常見(jiàn)的一種虛擬機(jī)器人的教育教學(xué)方法，教師以生動(dòng)、簡(jiǎn)明的語(yǔ)言，將教學(xué)知識(shí)點(diǎn)向?qū)W生進(jìn)行傳授。在對(duì)這種方法進(jìn)行運(yùn)用的過(guò)程中，教師需要注意講授內(nèi)容應(yīng)具有較強(qiáng)的思想性、易懂性、科學(xué)性。同時(shí)，由于課堂教學(xué)實(shí)踐十分寶貴，而且虛擬機(jī)器人仿真教學(xué)又屬于一種全新的教學(xué)模式，所以更加要求教師的授課的過(guò)程中，需要掌握語(yǔ)言的技巧，使語(yǔ)言富有感染力，以此提高學(xué)生的收聽(tīng)興趣。

例如，教師在引導(dǎo)學(xué)生對(duì)灰度值概念進(jìn)行認(rèn)知的過(guò)程中，教學(xué)的目的在于引導(dǎo)學(xué)生如何對(duì)工具進(jìn)行使用，并對(duì)路面顏色的灰度傳感器和灰度值進(jìn)行測(cè)量，在這一過(guò)程中，教師只需對(duì)學(xué)生呈現(xiàn)顏色取值和灰度傳感器的圖片，然后教師對(duì)機(jī)器人的搭建過(guò)程進(jìn)行演示，并以簡(jiǎn)練的語(yǔ)言對(duì)灰度傳感器的安裝位置進(jìn)行講解。這種看似簡(jiǎn)單的虛擬機(jī)器人仿真平臺(tái)教學(xué)模式，可以確保學(xué)生直接對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)知。

二、以任務(wù)驅(qū)動(dòng)法提升技能

在農(nóng)村學(xué)校教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，教師在引導(dǎo)學(xué)生對(duì)虛擬機(jī)器人仿真平臺(tái)的相關(guān)機(jī)器人知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)的過(guò)程中，教師可以采取任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)引導(dǎo)，以此提高學(xué)生的仿真平臺(tái)機(jī)器人實(shí)作運(yùn)用能力。而中鳴3D 仿真虛擬平臺(tái)在農(nóng)村學(xué)校教育環(huán)節(jié)的運(yùn)用，恰好為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一個(gè)虛擬機(jī)器人仿真的教學(xué)平臺(tái)。通常來(lái)講，所說(shuō)的任務(wù)驅(qū)動(dòng)法指的是學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，以一個(gè)任務(wù)中心作為教學(xué)目標(biāo)，并以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生以合作學(xué)習(xí)模式進(jìn)行相關(guān)虛擬機(jī)器人知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)[2]。同時(shí)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式也可以使學(xué)生找到學(xué)習(xí)的方向，這可以使學(xué)生的注意力更加集中，以此使得學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量得以雙重提升。此外，在運(yùn)用中鳴3D 仿真平臺(tái)對(duì)農(nóng)村學(xué)生進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中，也應(yīng)在本平臺(tái)將多種學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行集成，由于每種任務(wù)其學(xué)習(xí)難度都具有較強(qiáng)的差異性，以對(duì)學(xué)生布置不同任務(wù)的模式，以此分層化地對(duì)學(xué)生的虛擬機(jī)器人動(dòng)手實(shí)作能力進(jìn)行提升。

例如，在對(duì)學(xué)生傳授循跡做任務(wù)知識(shí)點(diǎn)的過(guò)程中，本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)內(nèi)容包括進(jìn)入房間、對(duì)行進(jìn)路線進(jìn)行選擇、對(duì)程序環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)、對(duì)最終的測(cè)試環(huán)節(jié)進(jìn)行選擇等內(nèi)容。因此，教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力對(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行分配，對(duì)學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，可以將上述所有內(nèi)容都對(duì)這部分學(xué)生進(jìn)行分配，而對(duì)于學(xué)習(xí)能力相對(duì)較弱的學(xué)生而言，則可以逐步階梯式的引導(dǎo)其對(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行完成。

三、以討論法提升發(fā)散思維

在農(nóng)村機(jī)器人教育教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展的進(jìn)程中，為對(duì)學(xué)生的分析思考能力、動(dòng)手能力進(jìn)行提升，將中鳴3D 仿真平臺(tái)進(jìn)行引入，可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)完善系統(tǒng)的學(xué)習(xí)平臺(tái)[3]。而在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)虛擬機(jī)器人相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的過(guò)程中，可以通過(guò)討論法對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)引導(dǎo)。具體來(lái)說(shuō)，教師可以為學(xué)生進(jìn)行分組，引導(dǎo)學(xué)生在組內(nèi)以某一話題為主題，以討論的模式對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)。而且，討論法運(yùn)用在虛擬機(jī)器人教學(xué)環(huán)節(jié)，可以使學(xué)生的發(fā)散思維能力得以提升，確保學(xué)生可以從多元角度認(rèn)知虛擬機(jī)器人的相關(guān)知識(shí)。

例如，在學(xué)習(xí)《機(jī)器人走迷宮》知識(shí)點(diǎn)的過(guò)程中，首先在導(dǎo)課環(huán)節(jié)，教師可以通過(guò)一部古墓的探險(xiǎn)影片為導(dǎo)課對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)引導(dǎo)，表示在古墓中探險(xiǎn)的人是如何通過(guò)各種障礙，最終走出古墓的，如果將這個(gè)人換作機(jī)器人，又會(huì)如何離開(kāi)古墓呢？這樣會(huì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以便為下一個(gè)階段運(yùn)用討論教學(xué)法做好鋪墊。教師可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問(wèn)題主題，即引導(dǎo)學(xué)生在組內(nèi)討論指南針傳感器、紅外測(cè)距傳感器、灰度傳感器的使用和安裝方法，以及對(duì)迷宮中的機(jī)器人的編程過(guò)程。通過(guò)這種討論教學(xué)模式，不僅提高了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握能力，同時(shí)也培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)、探究意識(shí)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在農(nóng)村學(xué)校教育教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)于中鳴3D 虛擬機(jī)器人仿真平臺(tái)的引入，可以有效為學(xué)生搭建一個(gè)真實(shí)化的虛擬仿真平臺(tái)，為學(xué)生提供多元化的教學(xué)引導(dǎo)模式，使學(xué)生可以更加便利地對(duì)虛擬機(jī)器人知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而提高農(nóng)村學(xué)生的整體素養(yǎng)。