淺談虛擬機(jī)器人在農(nóng)村小學(xué)的推廣

吳玲

◆摘? 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為了更好的推行素質(zhì)教育，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和創(chuàng)新精神，把現(xiàn)代化的電腦機(jī)器人引入到小學(xué)教育活動中，激發(fā)廣大青少年學(xué)習(xí)、探索、掌握和運用電子信息技術(shù)的興趣，提高青少年的科學(xué)素質(zhì)。為了不增加教學(xué)成本，而又讓更多的學(xué)生認(rèn)識和了解機(jī)器人，對實體機(jī)器人進(jìn)行仿真，虛擬機(jī)器人軟件應(yīng)運而生。利用虛擬機(jī)器人開展教學(xué)活動，提升學(xué)習(xí)編程的興趣，有利于讓學(xué)生掌握算法與程序的精強(qiáng)。

◆關(guān)鍵詞：虛擬機(jī)器人;農(nóng)村小學(xué);推廣

虛擬技術(shù)日漸完善，教育教學(xué)也引用了虛擬機(jī)器人這項先進(jìn)技術(shù)，這對提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)起到了極大的作用。本文詳細(xì)講述了普及虛擬機(jī)器人的必要性，強(qiáng)調(diào)了機(jī)器人對課程教學(xué)的重要性.以使人們對虛擬機(jī)器人有更深的丁解。

一、推廣虛擬機(jī)器人的好處

1.虛擬機(jī)器人增進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和積極性

學(xué)生普遍對程序設(shè)計充滿神秘感，感覺高深莫測、遇不可及，直存有畏懼之心，大大降低了學(xué)習(xí)的興趣。程序設(shè)計及其涉及的算法的重要性在于通過編寫程序?qū)W習(xí)科學(xué)、高效的思維方式，提高規(guī)劃能力和邏輯思維能力。但程序設(shè)計語言課程開設(shè)中會面臨幾個問題：程序設(shè)計語言中涉及大量的語法、規(guī)則數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，這對中小學(xué)生來說很難掌握。另外，傳統(tǒng)的程序設(shè)計內(nèi)容比較抽象、枯燥、邏輯性強(qiáng)。

虛擬機(jī)器人教學(xué)、通過編寫程序控制機(jī)器人在虛擬環(huán)境中完成特定的任務(wù)，帶有明確的目的性，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的動力。比如虛擬機(jī)器人智能?？康娜蝿?wù)，學(xué)生要考慮如何將在道路上行駛的機(jī)器人精準(zhǔn)地?？吭谀硞€虛擬的公交車站，我們利用公路邊車站中高出地面的一個站牌，讓行駛中的虛擬機(jī)器人不斷地使用障礙傳感器檢測站牌，當(dāng)檢遇到時就停留，分析一下虛擬機(jī)器人要完成的動作，使用IF判斷模塊一直判斷障礙傳感器是否檢碼到右側(cè)有障碼，如果有就停止1秒鐘后，再前進(jìn)1秒后繼續(xù)循環(huán)檢測，如果沒有就一直前進(jìn)。在完成這個任務(wù)的基礎(chǔ)上，我們可以進(jìn)一步提出任務(wù)。如果道路旁停的是汽車，不想停留要怎么修改程序呢？我們要怎么處理路邊的參照物呢？這樣一個生動具體的情境會將學(xué)生的興趣調(diào)動起來。學(xué)生學(xué)會挑戰(zhàn)更復(fù)雜的環(huán)境，使用到更復(fù)雜的程序設(shè)計借助每一次挑戰(zhàn)的成功，他們學(xué)習(xí)掌握到更多的程序設(shè)計知識和思想，更激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

2.虛擬機(jī)器人能夠培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和創(chuàng)新能力

在教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生對學(xué)習(xí)虛擬機(jī)器人充滿了好奇和熱情，在蘿卜圈中搭建一個機(jī)器人，要它完成相應(yīng)的任務(wù)，是需要經(jīng)歷較長時間，花費較多精力的。要設(shè)計出一個完整的機(jī)器人，涉及較多的程序，必須先提出合理的策略，然后再慢慢地去編寫程序。編寫程序期間，就算是語法錯誤再小，機(jī)器人也無法正常運轉(zhuǎn)，因此編寫程序或進(jìn)行調(diào)試時應(yīng)具備一定的邏輯思維，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。

在機(jī)器人課程當(dāng)中設(shè)計和拼裝學(xué)生必須親自動手參與進(jìn)去，用到哪些零部件自己心里必須有數(shù)，在編程設(shè)計當(dāng)中可能一次還不會成功，需要不斷地進(jìn)行實驗，才能達(dá)到最好的效果，在這個過程當(dāng)中學(xué)生的能力將得到很大的鍛煉。學(xué)生的知識面也會得到很好的擴(kuò)充，人工智能是一個結(jié)合了高科技的平臺，長期接觸這樣的新鮮事物，孩子的邏輯思維能力、想象力、創(chuàng)新能力都會有所提高。

掌握虛擬機(jī)器人完成任務(wù)的技術(shù)和技巧、培養(yǎng)信息素養(yǎng)，提高信息情感與價值生觀。研究思路和原則聚焦項日式教學(xué)，有效開發(fā)相關(guān)成課程（活動）資源，引導(dǎo)學(xué)生在一個活動中完成對個學(xué)習(xí)項目的研究性學(xué)習(xí)與實踐創(chuàng)新。

3.開展虛擬機(jī)器人的成本低、易于推廣

虛擬機(jī)器人教學(xué)可以直接在計算機(jī)上運行，只要通過一臺計算機(jī)，就可以完成搭建虛擬機(jī)器人、構(gòu)建慮擬環(huán)境、程序設(shè)計和調(diào)試運行的整個過程，而實體機(jī)器人由各廠商設(shè)計，組件售價昂貴并頻繁地對設(shè)備進(jìn)行升級換代，對參與的學(xué)校和個人造成了較大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。在設(shè)備上無須考慮各種裝修和弱電設(shè)計方案，和實體機(jī)器人相比，虛擬機(jī)器人不論是在前期的場地構(gòu)建、設(shè)備的購置，還是后期的維護(hù)更新成本都將大大降低。

實體機(jī)器人對環(huán)境要求高，易受現(xiàn)場光線、酣場、地面起伏等因素的影響。而虛擬機(jī)器人作為一種純軟件環(huán)境，不受硬件場地等限制。虛擬機(jī)器人不需要建立單獨的機(jī)器人實驗室、在普通機(jī)房進(jìn)行即可進(jìn)行，便于大范圍教學(xué)的升展和管理。

二、推廣虛擬機(jī)器人的必要性

小學(xué)機(jī)器人課程開設(shè)的意義在于有利于人工智能技術(shù)的發(fā)展，讓學(xué)生很早地接觸機(jī)器人的相關(guān)知識，使得學(xué)生對智能機(jī)器人的發(fā)展與運用有更為深入的了解，知道智能機(jī)器人的概念以及工作方式，讓機(jī)器人的神秘感消失，這也是為以后學(xué)習(xí)人工智能的知識打下堅實的基礎(chǔ)。其次在學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生會對機(jī)器人課程產(chǎn)生濃厚的興趣，這樣孩子學(xué)習(xí)這樣的課程也不用家長操心了。長期堅持下去，中國機(jī)器人的發(fā)展一定會超越西方發(fā)達(dá)國家。

后記，當(dāng)前人工智能飛速發(fā)展，影響著生活的方方面面。作為一名信息科技教師，我們不僅要了解新技術(shù)，還要將新技術(shù)引進(jìn)課堂，特別是關(guān)于虛擬機(jī)器人學(xué)習(xí)，它具有起點低、普及性廣、費用少等優(yōu)點，又屬于當(dāng)前最熱的人工智能學(xué)科，適合學(xué)校開展，在教學(xué)實踐中，虛擬機(jī)器人對培養(yǎng)學(xué)生思維的敏捷性、深刻性、發(fā)散性、直覺性和批判性起著很大的作用。在正進(jìn)行基礎(chǔ)教育課程改革，進(jìn)一步凸現(xiàn)學(xué)生的自主、合作、探究的今天，更需要我們一線教師勇于承當(dāng)責(zé)任，不斷努力，提升學(xué)生的思維品質(zhì)。

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