IrobotQ3D課堂教學實踐

李蓉

本學期，我們采用班級授課的形式展開了IrobotQ3D虛擬仿真機器人的課堂教學實踐。筆者將結合“網絡機器人算法教程”的課堂教學，針對以下幾方面進行簡單的闡述。

● 任務分解，強調實效性

課堂教學中的實效性主要包括兩層意思：①實事求是，量力而行;②實施的方法必須具有顯著的效果。在IrobotQ3D課堂教學中，我們發現有些比賽任務非常新穎，吸引力很大，但作為課堂教學任務卻有很大難度。在具體的課堂教學中可以將比賽任務分解成一個個的分任務，在完成分任務的同時加深理解，最后進行程序的組合，完成最終任務目標。

我們的網絡機器人算法教程就是針對IrobotQ3D仿真機器人“汽車總動員”這一比賽任務開發的。總共有10節課的內容。每節課都是任務的一個分解，總體上是由簡入難步步推進的。經過10節課的學習，“汽車總動員”比賽任務迎刃而解。復雜的比賽任務，已然成為學生們樂此不疲的一個個“游戲”了。

● 知識理解，強調真實性

仿真機器人最重要的就是“真”，IrobotQ3D在這一點上很有優勢。

例如，“直角轉向”的任務要求是直達得分物且不能撞到護欄。此時要用到距離傳感器檢測前方的護欄，當距離大于常量300時，進入轉向程序。此時引導學生思考這個距離為什么是300，強調慣性在汽車行進中的作用。在課堂教學中還要強調摩擦力、機器人運行的初始速度等自然科學在機器人運動過程中的作用。學生會認識到：自然科學是日常生活中不可忽略的，要做的是使自己變強大，讓自然科學成為工具。

● 翻轉課堂，強調主體性

在翻轉課堂中，學生成為學習過程的中心，學生的主體性地位得到了充分的體現，他們需要在實際參與的活動中通過完成真實的任務來建構知識。

例如，在講授《飛車路段》前，筆者將程序設計過程制作成微課程提前一周發給了學生，學生在課下自主研究、學習，對程序有了較深程度的理解。課堂上，教師的任務就是與學生一起研究完成程序任務。學生經過課下的思考，在課堂上變得“胸有成竹”，教師變身成為學生學習小組的成員，成了學生學習的“腳手架”，與他們一起答疑解惑，學生真正成為課堂的主人。

● 情境設置，強調趣味性

任務情境要以學生的興趣為基點，使學生的精力全部都集中到課堂教學中來。學生只有把學習看作一種快樂、一種需求，真正做到在興趣中學習，才會產生巨大的動力，才會激發強烈的求知欲，智力和能力才會得到充分地發揮。構建機器人是完成任務的基礎。

例如，在課堂上，筆者以學生感興趣的動畫電影《賽車總動員》引入，使學生認識到機器人的結構決定著機器人的速度和穩定性，引導學生構建屬于自己的“閃電麥昆”。學生的學習興趣被點燃，課堂表現輕松而又主動。

● 回歸生活，強調實踐性

3D仿真虛擬機器人的課堂教學要緊密聯系學生的生活情境，才能把枯燥的算法程序設計變得有趣、生動、易于理解，與現實生活距離太遠的知識對學生是沒有吸引力的，課堂教學要有一定的現實生活作為支撐。

例如，在緊急停車的教學中，筆者啟發學生在開車時最怕的是什么？學生都有坐車的經驗，馬上反應到：害怕前方突然出現車輛，不宜避讓。讓學