谈谈机器人仿真教学——VJC1.5能力风暴仿真平台

鲁洁

鲁洁乌鲁木齐市体育运动学校830002

摘要：“机器人仿真平台”教学很好，成本低，每个学生都可以玩。图形化编程，简单易学，直观形象。让学生了解机器人的基本原理，掌握基本的编程语句，非常有意义。我在“机器人仿真平台”教学中，侧重于学生对传感器的理解运用，注重学生的自学，力求教学中言简意赅，力求培养学生的兴趣。

关键词：机器人仿真平台VJC1.5能力风暴仿真平台传感器模块控制模块循环语句条件判断

因为有机器人大赛等客观环境，本人逐渐接触到了机器人、机器人仿真平台，大概熟悉了、明白了就渗透到了教学中。教学相长，我也有些进步，感觉机器人教学引入到课堂中非常有意义。本文就谈谈机器人仿真平台教学的意义，以及我是怎么开展机器人教学的。

一、仿真机器人的意义

很多学校开展机器人兴趣班大体是为了机器人比赛，要荣誉，要成绩，但是存在诸多弊端。首先资金投入大，硬件优势对比赛结果影响非常大，一台设备动辄几万，而下次比赛有可能就要更新。更换零件、维修等都需要大投入。最大的硬伤是，参与面窄，仅限于数个学生参与,存在教育不公的问题。如果仅仅是为了荣誉、成绩，是有违教育的终极目的的。

根据信息技术课课程标准，信息技术课要培养学生对信息技术的兴趣爱好，培养学生的信息技术素养，培养学生自学提高信息技术的能力。所以在教材中渗透学生喜闻乐见的机器人教学是正确的，有兴趣，有好奇，有求知欲，有探索自学空间，通过机器人教学能很好地把学生的心带回课堂，争取有效的、有意义的课堂。

二、我是怎么开展仿真平台的教学的

前期肯定是做了大量准备和积累，要玩转VJG能力风暴仿真平台才能在教学中游刃有余。教学中我没有给学生装好软件，而是每次都要他们自己安装，锻炼他们自己构造创作平台的能力。教学中多设疑，针对环境条件提问，就是前期铺垫尽量做好，让学生自己解决些问题，比较有益于培养他们的学习兴趣、提高他们的教学参与度、更深地把握教学内容。

怎样用极短的时间将学生引入课堂，引动学生的认同、兴趣和求知欲，是教学艺术。这就要在教学内容的把握上既有学科的深度，又要切合学生的兴趣点，能符合他们的认知能力，跳跳能够着。针对七年级的学生，要更多把握学生的兴趣点，内容上不能枯燥，不能单一，不能平淡，不能无效，教学上要螺旋上升，给他们更多的自主探索的学习空间。

机器人仿真平台的教学，能够通过简单的图形化编程让机器人按照自己的意愿行动，是非常有趣的。

后面基本以传感器为单元开展教学。传感器是机器人智慧的体现，是机器人教学的重中之重。各种传感器间有结构上的雷同点，教学上容易前后顺承，再以传感器为点，铺展开讲到变量、讲到子程序。

后期以迷宫为典型，稍稍拓展完成些任务，就算完成了VJC的普及教学，让学生能够完成些简单任务。

最后得让学生自己做幻灯片总结“能力风暴仿真平台”。这是我固有的教学套路，就是让学生自己总结已经学过的内容，温故知新。

三、机器人反正平台课程的设置

1.VJC能力风暴软件的认识。这是第一节课，让学生安装软件，了解怎样编程、怎样进入仿真平台、怎样阅读帮助。强调让学生安装软件的目的就是要培养学生自主动手的能力，而不是等着别人给搭建平台，或者没有平台就茫然不知所措。软件的简单运用完全可以让学生自己讲，既让大家明白了软件，又提高自己的表达能力，提高了自我认可度。

2.红外测障。红外测障就是用来判断有没有障碍物的。这时就要定下基调，定下检测传感结果的方法，以便于后期传感器直接套用，做到教学时候的顺承性，增加学生对教学点的熟悉感。检测传感器结果的通用方法如右图，永远循环，判断有没有障碍，有就停下，没有就前进。而在后期的传感器学习中，这个语法是通用的，这给后期的教学定下了基调，让教学轻松。当然，红外测障的变量是有三个的，分别是“前”、“左”、“右”，还有红外测障感应半径是可以调整的，这要在后期的学习中慢慢展开。

3.亮度检测。有了红外测障的学习，亮度检测基本顺理成章。除了提醒学生用通用检测法外，还要给出有没有光的参考值“200”。往往学生基本上套用成功，这样就让学生给学生讲，增强学生的自信心。当然了，这“200”是有根据的。“200”是亮度检测感应值，看不到蜡光就是255，越靠近蜡心数值就越小，最小是0。这些数值很好检测出来，一边直行一边检测亮度一边显示检测值就可以解决问题。当然，这个方法后续是可以继续用的。

4.地面灰度。地面灰度值，地面越暗感应值越大，反之越小。如黑色是255，白色是0。这些数值可以用边走边检测边显示来测取。让机器人沿着地面上的单色线走路也是机器人比赛中常有的任务，在此处可以提到，也可以在后期任务时候谈到。远离就是有线就走开，没有就靠近，总之是晃动着往前走。黑板上绘白线，机器人怎样沿着白线走呢？看地面颜色，是白色就望右上角走，不是就往左上角走，就像摸着墙走。

5.转角检测。转角检测是用来记录轮子转了几个单位用的，大概是33个单位是一圈，可以用来记住机器人行走了多远。小于5圈×33=165就直行，否则就停下。这里每次直行的幅度越小越无限接近165。这里已经可以在固有的判断语句和检测语句基础上再拓展出“变量”，用变量记住前行多远，碰到障碍物后回到初始位置。这里就用到新的概念“变量”，用来标示是前进还是后退，用来记住行进、后退的距离，学生较难理解。

6.迷宫。迷宫主要是对红外测障的一次较为复杂的运用。迷宫是什么？怎样的迷宫？可以创设情境，问：怎样走出黑暗的房子？结果当然是摸着墙走出。这就引出了左手原则：前面有墙右拐，没有看左侧有没有墙，有就右拐，没有就左拐。要根据房间转角大小调整红外测障的半径还有拐弯的速度，最终目的是要快速准确地完成任务。

7.变量和子程序。前面讲过变量，学生了解得一知半解，算是铺垫。此时要进一步帮助他们理解巩固，在直行有障碍就变量加1的方法记住碰了几次墙。子程序是将一个较为完整的要重复用的任务做成子程序，以利于重复运用，便于后期修改，省时省力。