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虚拟足球机器人教学经验谈
作者:佚名    文章来源:转载    点击数:868    更新时间:2013-1-7    
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摘要:自从诞生了世界上第一台机器人以后,机器人技术得到了迅猛的发展。随着机器人技术的发展,机器人逐步渗透在我们生活的方方面面,我国中小学也开始重视机器人的教学。目前教育机器人主要应用在参加各类科技创新活动里,学生对此也产生出浓厚的兴趣,机器人的魅力也开始蔓延开来,表现出无可比拟的教育价值和广阔的发展前景。

关键词:虚拟足球  机器人 竞赛

 

传统的机器人教学由于受到实物机器人硬件和场地环境的限制,并不是所有的学校都有条件开展机器人教学活动。AI-RCJ虚拟足球机器人系统突破了实物机器人限制,可以在有电脑室的学校就可以开展机器人活动,极大的提高了机器人教学的普及率。而且让学生从原来枯燥无味的教学中解脱出来,建立理想的物理模型,更直观地观察物理现象,使程序设计更具知识性、趣味性。不受硬件故障带来麻烦的影响。

AI-RCJ智能虚拟足球机器人系统由于其游戏主题的趣味性、直观性,使学生在学习的同时感受到快乐,而在游戏的同时又发现自己目前的知识有不足以给自己更高的支持,所以为了取得更大的快乐,学生又自己投入学习中去。学生就是通过玩、学习、玩、学习这样一个渐进式的过程来完成对知识点的学习,整个过程是有趣而非乏味的,是自主而非压迫的过程。由此带来与传统教学方式不同的效果,见下图:

 

l        学习者——学习程序和算法设计的人

l        使用者——使用AI-RCJ进行学习实践的人

l        竞技者——将学习实践的成果发布出去与别的竞技者进行比赛排名的人

 

从图中可以发现这是一个循环的过程,竞技者会再次变成学习者、使用者。是的,在和别人竞技的时候,学生可能会发现别人成果的优点和自己的缺点,于是通过再学习来对自己的成果进行改造或者重新设计,以期在下次比赛时取得更好的成绩。在竞技中提高自己知识水平、发现自己的不足。整个过程由于其主题的游戏性,使整个过程充满了乐趣。

为了使自己的虚拟机器人在竞赛中更加优胜,学生必须灵活地运用各种学科的知识,这也促使了学生积极地学习相关学科知识,提高学生学习的效率,有效地整合各个相关学科的课程。

现在我就以虚拟足球机器人这个平台通过简单的例子来进行探讨。

一、            虚拟足球机器人在数学教学方面的应用。

虚拟足球机器人就是利用了平面坐标直角系设计出来的一项机器人对决的游戏,因此学生要灵活的控制机器人必须对平面直角坐标系有充分的认识。借助游戏教学的优势,原来复杂难明的数学模型就变得直观易懂,有效地激发学生的学习兴趣。

AI-RCJ的坐标系统是一个标准的笛卡尔坐标,足球场的左下角坐标为原点(00),右上角为(地图宽,地图高),足球场上任何一点都可以通过坐标表示出来。足球场中水平向右为0度方向,水平向上为90度方向等。如下图:

 2.2

明白了坐标系统,通过移动命令doMoveTo,就可以把机器人移动到足球场中的任何一个位置,编写如下:

void  robotMain(void)   

{

doMoveTo(100, 100);  /* 移动到坐标点(100,100) */

}

这样,机器人就会移动到坐标点(100100),当机器人执行这条语句时,并不是立即就到这个坐标点,而是以一定的速度移动到这一点。

 

二、            虚拟足球机器人在信息技术教学方面的应用

高中信息技术课程中的选修一就是算法与程序设计,学生都希望自己能够做出实用的程序,但是由于传统的程序设计课程复杂,学习枯燥,学生很难提高自己的兴趣,导致有厌学的迹象,违背了新课标当初设计的初衷。这个时候AI-RCJ系统为学生提供了这样一个平台,在无压力的环境下,轻松地掌握程序设计。由于机器人实验室造价高昂,在中国全面推广是很不现实的,由于AI-RCJ 智能虚拟足球机器人系统是纯软件的操作环境,只需要很少的投入就能实现,而且教学效果好,它将传统机器人虚拟化,摆脱实物机器人硬件材质和场地环境的限制,为智能技术教育大众化创造了良好的条件。

三、            总结

AI-RCJ最为一种全新的教学平台可以为其相关学科创造很好的模拟实验条件,把抽象的知识直观的呈现在学生面前,透过游戏竞技的模式是学生能够自主的学习,产生良好的学习氛围,充分与新课程改革相适应。

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