3D仿真虚拟机器人课堂教学策略研究

简子洋

随着机器人教育价值的逐步提升，国内外许多专家学者呼吁，除开展竞赛外，还应该在课堂教学中以课程形式开展机器人教育。但是由于实体机器人价格昂贵，不利于机器人教育的普及，因此近年来各地开始出现虚拟机器人软件。随着技术进步，高度仿真的3D仿真虚拟机器人软件也开始出现。

使用3D仿真虚拟机器人软件开展教学，能够避免实体机器人的硬件故障等问题，可以使学生更清楚地感受机器人是怎样在程序的控制下活动的，能够突出程序设计在教学中的中心地位，更有利于学生理解和体会“程序是机器人的灵魂”的思想。通过图形化的编程界面可以让学生直观地了解结构化的程序设计方法，使“算法”和“程序”变得直观而形象，从而提高学习计算机程序设计的兴趣，同时降低学习难度。在为机器人编写和调试程序完成教学任务的过程中，学生在动手实践、创新思维、科学探究和解决问题等方面的能力将得到大幅度提升。

笔者参与了2012年广州市举行的3D仿真虚拟机器人“智能校车”竞赛项目，开发了相应的校本课程，采用班级授课的形式开展该项目教学培训，以任务驱动和项目导向为主要教学方法。在实践中发现，3D仿真虚拟机器人的教学由于涉及仿真虚拟现实，不仅算法和程序结构的内容和以往的纯编程教学有所不同，而且在教学策略的选取上也有独特之处，需要教师仔细斟酌取舍。笔者以2012年广州市“智能校车”项目为例对开展3D仿真虚拟机器人课堂教学的基本策略进行阐述。……