虛實結合的高中機器人教學實踐與相關研究

王健

隨著科技信息時代和教育改革的不斷發展和深入，在傳統教育越來越難以滿足當今教育需求的情況下，機器人教學因其創新性、實踐性、趣味性和跨學科性，逐漸成為培養學生動手能力、計算機應用能力和創新思維能力的重要方式，提高了教學效果，同時也培養了一大批科技愛好者.近年來，許多學校結合自身信息化教學特色，利用虛擬機器人和實物機器人各自的特點，開展了虛實結合的機器人教學實踐.

一、虛擬與實體教學機器人概念

實體教學機器人是指有實物的智能機器人，是依靠機器人的自身動力和控制能力來實現特定教學功能的一種機器.“麻雀雖小五臟俱全”，實物機器人融合了計算機軟硬件、開閉環系統反饋機理、機械建模、傳感器和人工智能等眾多先進技術.機器人的行動通過程序指令導入到處理器中，由處理器指示各傳感器和執行部件進行相應的動作.實物機器人教學可以加強學生的實際操作、團隊協作等能力，還能很好地激發學生的學習興趣.與之相對應，虛擬教學機器人是指利用計算機虛擬仿真技術，模擬相應的空間環境，將實體機器人的各部件進行虛擬和仿真，組裝成2D或3D機器人，再通過程序指令使得機器結構在虛擬環境中完成給定的任務，也就是軟件機器人.虛擬機器人在實際教學中不需要機器人硬件，完全用軟件的方式在計算機上對機器人及其運行的場景進行模擬和……