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大发体育浅谈虚拟机器人竞赛课程的开展

  近日,人机围棋大战备受关注,最终机器人阿尔法完胜人类棋手李世石,这必将标志着机器人又进入一个新的时代。恰逢最近参加了一个虚拟机器人竞赛辅导员班的培训。以下就我个人的学习体验,并结合一些对学生实施虚拟机器人竞赛课程教学过程中的思考,分享一些经验。

  “虚拟机器人竞赛”是一个有难度、有挑战性的课程。要求我们老师首先要对机器人的概念有一定程度的了解,并且从专业的角度去研究学习和分析透彻,只有老师掌握和理解透彻了机器人的相关知识,才能更好地将这些知识传授给学生,这是一个非常重要的前提条件。如果老师忽略了这一点,一上来就直接跟学生介绍虚拟机器人的教学平台,学生就会学得不知所以然,很难接受和理解。正确的教学策略应该是老师先通过了解机器人的基本特性,再把它融入到虚拟机器人教学平台中,结合例子和情景去实施教学。大发体育

  机器人的定义:机器人是自动控制机器的俗称,自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械。

  当然不能直接这样甩给学生一个概念,而是通过例子和情景去引导他们如何来理解。可以跟学生举例子说明:打个比方,就像一辆无人驾驶车一样,只要提前设定好,它就会自动到达目的地。又比如像一个物体(如粉笔盒),原本它是不会动的,但经过我们的“设计”,粉笔盒就可以变为“机器人”,它可以自动完成往前走,遇到障碍,自动会转弯或掉头等动作。通过举例子,让学生在具象的可见的事物中理解抽象的概念。

  机器人的组成部分:机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。

  机器人的构成跟学生解释起来可能略显复杂,可以结合虚拟机器人教学平台把机器人的组成简化为:1、设计属于自己的机器人(搭建),2、控制我的机器人(指令)。

  第一步,同学们要设计出属于自己的机器人。就以设计一辆机器人小车为例子,需要有车的主体(即平台上的控制器)、发动机(驱动器)、感应器、零件等;以较简单的例子示范搭建好机器人后,紧接着就是设定机器人的发动机端口,这里如何跟学生解释呢?还是通过举例子,比如家里买了一台电风扇,要使它动起来,就要把电风扇的插头插到插座的插口上,同样,要使发动机转动,大发体育就要把它设定到端口上。这一步学生总是会忘记,所以举例子就显得更加重要。第二步,就是要控制我的机器人,大发体育这一步个人觉得应采取老师先操作演示,学生再模仿练习的策略进行实施教学。因为控制机器人的相关知识是与逻辑思维和编写程序语言相联系的,比较有难度,学生学起来也比较吃力,往往有云里雾里的感觉。与其跟学生讲过多的理论知识,还不如让学生自己从简单入手,慢慢地去摸索体会,这样就不会枯燥乏味了。

  总的来说,机器人可分为“搭建”和“指令”两个部分,另外,为何需要搭建或使用场地,可以这样跟学生解释:机器人有属于自己的世界,这跟我们人类是类似的,比如同学们在学校上学,就有教学楼、体育馆、图书馆,还有通往的校道等等,那要从哪里出发,遇到什么障碍要转弯,遇到分岔路要判别走哪一条路径呢?这需要我们设计一个场地和情景。如果场地是一片空白的,机器人是不会走的,必须给机器人创设一些出发点,障碍物、道路等环境。这跟最近网上比较火的游戏——《我的世界》比较类似,一联系到游戏,学生便会恍然大悟。

  三、理顺了机器人的基本知识,最关键的一步就是激发学生的兴趣和调动学生的积极性

  听到机器人,很多学生本能的好奇心都会在一瞬间被激发出来,但如果上课的过程中开头讲述不好,一开始就介绍让人摸不着头脑的零件、编程、或者程序之类的,学生听得不知其所以然,很快关注度就会减弱,而再随着课程的深入和难度的提升,学生很容易出现畏难情绪,最终导致丧失兴趣。

  因此,初次讲解虚拟机器人,最好从简单入手,营造良好的轻松的学习氛围,适当可以以游戏或竞赛的方式,去激励学生的学习关注度。也可以挑选优质的、与虚拟机器人相关的视频短片,作为第一次课的导入,激发学生们的兴趣与好奇,并给他们留下深刻的印象,有助于后续对机器人激情的保持。

  上课的过程中学会巧妙地给学生设悬念,会更大地激发学生的兴趣和关注度,例如,做好一个机器人后,让学生先猜猜能不能走,或往哪里走,如果结果跟同学们所猜想的大相径庭或完全出乎他们的意料,那么他们的兴趣就能极大程度地被激发了。此外,还应时刻抓住时机持续地去表扬和鼓励学生,增强学生的自信心,让学生勇敢地去接受虚拟机器人的挑战。

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