机器人虚拟仿真教学在机器人教学中应用的探索

摘 要：智能机器人进课堂，可以有效提升初中信息技术课程的教学效果，实现学生体验科技创新的乐趣。本文重点分析了虚拟仿真机器人环境的应用对智能机器人教学的影响。从多个角度提出具体的教学实施策略，以期望更好的促进智能机器人教学在信息技术课程中的开展。

关键词：智能机器人;虚拟仿真教学

引言：随着虚拟现实技术的成熟，人们开始认识到虚拟仿真环境在教育领域的应用价值。全国许多学校相继开展了智能机器人的教学和竞赛活动。随着活动的深入开展，也出现了许多问题，例如：由于投入资金不足，导致实体机器人的数量投入不足，这大大限制了参与活动的学生人数。同时在现有的机器人种类上，学生体验机器人创新活动不够直观。如何让机器人教学活动具有更强的生命力，具有广泛的学生基础，这些都是值得我们思考和探索的问题。

一、虚拟仿真机器人环境的基本概念和应用意义

虚拟仿真机器人环境的基本概念：就是用一个虚拟的機器人系统模仿另一个真实系统的技术，在机器人教学中，它是指一个由计算机硬件、软件以及各种传感器构成的人工环境。学生们在这种环境中，有“身临其境”的感觉，自然地与之互动。它具有集成化、虚拟化与网络化的特征，这种教学环境的应用在信息技术课堂中开展智能机器人教学有积极作用和意义。

二、虚拟仿真机器人环境的应用意义

1.虚拟仿真机器人环境降低了教学成本

由于机器人更新换代速度快，长期大量的资金投入是中学所不能达到的，虚拟仿真机器人软件安装成本低，使用与维护非常方便，因此便于教学推广。

2.虚拟仿真机器人环境提升学生对环境和重难点的掌握能力

仿真机器人可以让学生全面的去搭建机器人，模拟出了安装机器人配件的过程。如：将连接线连接各个部件，拼接电机等，它还高度还原了真实情况下的机器人的运动。没有环境上的错差值生成的程序代码机器人的仿真软件无缝连接。

3.仿真环境有利于提升学生，参与教学的主动性

在仿真环境课堂中，教师不是单一的灌输知识，而是给出大量的案例。学生们分小组进行试验，在互帮互助中解决问题，得到收获。学习所获得的成就感油然而生，学生参与教学的主动性也将大大增强。同时仿真环境也要求学生对机器人程序进行预习，学生在上课之前对知识点有了一定的理解和掌握。为其积极参与课堂活动奠定了基础。例如：在机器人滑雪教学中，利用仿真场地模拟机器人的弯腰、迈步、滑行让学生们利用电机的位置的改变来进行滑雪比赛，快速到达终点;在学会了基本编程原理之后用机器人足球比赛任务来完成课堂教学。

三、虚拟仿真机器人的具体应用措施

1.准备相关的操作环境和素材

在机器人教学中起到了学习支架作用，信息技术教师在课堂前需要充分的备课，对相关知识进行选择，以激发学生的学习兴趣，动手能力，我对一些课程进行了如下的设计：

2.运用多种教学方法

常用的教学方法很多，如：情景教学法，小组合作探究法，微课导学法，学案引领教学法等。教师可以根据课堂内容进行教学方法的选择，从而提升教学效率，如：机器人迷宫行走一课中，我们可以创设迷宫环境用flash小程序开发一个互动的机器人迷宫行走游戏，让学生在玩的过程了解，行走原理和左手定则;在课堂上，布置任务时，让学生分为不同的小组进行合作探究，通过不同的思维碰撞，获取更多有用信息技术最终完成任务。多种教学方法的使用会使学生对教学内容有一个深刻的认识和掌握。

3.虚实结合提升教学效果

因为机器人技术融合了机械电子，人工智能等众多先进技术，所以在教学中，一定要将硬件与软件结合在一起，让学生在实践中，对学习的知识融会贯通，让整个过程在学习——应用——修正——在应用的过程中完成，这样也更能提高学生的自主性和创新性，在做中学，玩中学，学中成长。

四、结束语

在信息技术课堂中开展机器人虚拟，仿真教学，可以提升学生的参与度，降低教学成本便于学生掌握重难点。教师课前充分准备，多元化教学，虚实结合提升信息技术课堂的教学效果。

参考文献

[1]李松湘。虚拟仿真技术在电子技术课程教学中的应用研究[D].湖南师范大学，2012

[2]胡小强。虚拟现实技术基础与应用[M].北京：北京邮电大学出版社，2009.

[3]胡晓辉，徐也可，刘文杰。多媒体课件中的动画素材制备研究[J].科技广场，2011，10（11）：140-143.

[4]张华。仿真技术在模拟电路教学中的应用研究[D].山东师范大学，2011.

作者简介：姜虹，女汉族1978年6月出生教育硕士学位石家庄市第四十一中学中学一级教师