初中虚拟机器人拓展性课程实施策略
贡学青
基于3D仿真平台和计算机技术的虚拟机器人，也叫3D虚拟机器人。3D虚拟机器人的本质是一个将学生电脑客户端和服务器进行连接的3D仿真平台，该平台不仅以虚拟的方式存在，而且除了电脑等硬件之外不需要任何实体物品作为支持。在这样的系统中学生登录虚拟的仿真平台，就可以看到很多场景任务，并且可以根据不同的场景设计虚拟机器人运行的程序。由此可见，虚拟机器人作为信息技术的拓展性课程，不仅耗材低、操作简便，而且对场地没有固定的要求，投入的成本相对实体机器人要低很多，最关键的是学生可以通过虚拟机器人操作达到同实体机器人一样的效果。所以，当前的信息技术课将其作为拓展性课程是非常有必要的。虚拟机器人在信息技术课程中的优势地位非常明显，所以本文以IRobotQ3D虚拟机器人为例，结合实践操作，分析和探究有效开展虚拟机器人拓展性课程的主要策略。● 选择符合相应成长特征的教育对象
教师在设计虚拟机器人相关课程内容时，一方面要尊重每个学生的个性特点，另一方面要尊重同一个学生各个阶段呈现出的个性差异。一般来说，初中生都具备了一定的抽象思维，但是初一学生的抽象思维比初三学生要弱一些，但到了初二、初三之后抽象思维就好很多。虚拟机器人课程内容教学是针对具有一定抽象思维能力的学生进行的，初中生普遍符合这一条件，所以在初中阶段让学生接触虚拟机器人课程教学是符合要求的。
另外，课堂教学实践发现，初一学生对虚拟机器人的理论部分掌握比较快，但是对相关的平台操作如界面切换、程序设计等比较迟钝，而初中高年级的学生在这两个方面基本没有什么问题。这充分说明，初中学生年龄越大相应的实践能力和抽象思维能力更好。由此进一步说明，将初中生作为虚拟机器人教学对象是科学的，根据虚拟机器人的教学要求选择符合相应成长特征的教育对象是有必要的。
首先，各个年级应该根据学生的特点制订相应的教学要求。例如，初一的学生可以接触一些理论知识，编程等深层次的内容只能让其稍微涉及，重点放在注册账号及页面登录、界面功能熟悉、搭建机器人、编程的基本原理和简单的操作等方面。而初二的学生可以适当在机器人中添加传感器等配件，从而让机器人的功能更加强大，一步步地实现智能化。初三学生的教学内容以综合性为主，也可适当拓展变量、子程序等方面的内容。
其次，将教学任务先分派下去再综合起来。IRobotQ3D虚拟机器人的综合性教学内容设计范围非常广泛，教师要想将这方面的知识讲得足够透彻，就需要有足够的课时作为保障。这时候倘若教师把相关的任务让学生自主完成，由于学生的学习能力有限，他们将会耗费很多时间，教师的上课进度也会受到严重影响。特别是综合性的内容，它们往往非常难，如果让学生自主学习，很多学生会无法理解，进而影响他们的积极性。在这种情况下，教师应该将这些任务进行分解，然后对各个子任务进行各个击破，降低了任务难度之后学生学习起来会轻松许多，最后再将各个子任务整合，就达到了完成整个任务的目的。
例如，IRobotQ3D虚拟机器人场景里面设置了一个“汽车总动员”的游戏任务，要求选手让机器人在规定的时间内将整条赛道跑完，并且通过触碰得分物获得一定的分数。从得分物的排布情况来看，有的在转弯处，有的在直角路段，都需要机器人在触碰之后快速做出转弯的动作，对机器人的灵活性要求比较高，按照这个要求完成整个赛道非常困难。这个时候，教师就可以将该任务分成若干个子任务，如得分、转弯、飞车等，并对每个子任务进行编程，形成子程序后各个运行，最后将它们整合起来就是机器人完成该任务的整个过程。不过，在编程子程序时，需要保证每个子程序运转之后，如果子程序运转结果不成功，不会对整个程序的运转造成影响，即仍确保机器人获得一定的分数，即使获得分数相对更低一些。这样一来，通过每个子任务的完成，不仅降低了整个任务完成的难度，而且让每个小组都有任务可做，通过每个小组之间的协调、配合，最终将整个任务完美解决。● 将虚拟世界与实际生活有效结合起来
因为IRobotQ3D虚拟机器人不是实体环境中的机器人，所以在利用IRobotQ3D虚拟机器人进行信息技术拓展性课程教学时，学生往往需要隔着屏幕和“程序中的机器人打交道”。如果虚拟机器人引用了物理引擎等智能化配件，那么虚拟机器人在运行的时候就会受到多种因素如重力、摩擦力、惯性等的影响。但是，学生在隔着屏幕和“程序中的机器人打交道”时，往往会将这些因素忽略，和实体机器人的运行明显不同，从而会让机器人的程序設计、编制太过理想化，继而与相应的实验结果产生了不一致的内容。这时候，信息技术教师就应该发挥指导作用，让学生将虚拟机器人所处的虚拟世界和实际生活有效结合起来，从而从实际生活中的角度思考虚拟世界中的因素，以形成更科学的思维方式。例如，在虚拟机器人场景中的小车沿着直线行驶时，小车的方向会发生偏离，而这种情况在学生理想化思维中不可能出现，这是因为学生将虚拟世界中的机器人看得过于理想化。因此，教师应该给予学生适当的指导，从实际生活出发让学生思考小车偏离正确方向的原因。之后，学生就会将这个问题放到实际生活中思考，继而得出轮胎定位不够、路面平整度不够等结论。这样一来，学生的思维变得更加科学，所完成的任务质量和效率都会大大提升。● 结语
总之，虚拟机器人在一些中学已经纳入到了信息技术拓展性课程中，并且逐渐从探索阶段走向成熟阶段。所以，这就要求信息技术教师要根据虚拟机器人的教学要求选择符合相应成长特征的教育对象，按照学生特点合理设计教学内容并有序推进，将虚拟世界与实际生活有效结合起来形成科学的思维方式。同时，信息技术教师需要将“以人为本”的教育理念贯彻下去，为学生开发更多的虚拟机器人拓展性课程，从而培养学生的实践能力和科学思维能力，最终让虚拟机器人在初中信息技术拓展性课程教学内容中发挥更大的作用。
