小學開展普及賽機器人項目的實踐與思考

摘 要：普及型機器人是2011年連云港市剛興起的一項創新大賽科技活動，這項比賽有別于其他科技比賽，它不僅是人與機器人的較量，更是賽場上人與人的較量。如何提高小學生普及機器人的教育，是當下我市亟待解決的問題。

關鍵詞：小學； 普及賽機器人； 實踐； 思考

中圖分類號：G623.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2013）02-085-001

筆者將從我校開展普及賽機器人的基本步驟，特別是學生參與連云港市普及賽機器人比賽的全過程，來觀察學生在綜合能力上有什么具體表現。

一、隊員的選擇

在目前小學生學習壓力歸于繁重的背景下，學生參加機器人訓練活動必將面臨一個主要矛盾——學習成績與機器人訓練的矛盾。這個矛盾解決好壞，關系甚大。如何處理，我校的經驗有以下幾條：

1.選

選：指的是通過高年級的班主任了解班級學生的情況，進行推薦隊員。為了不遺漏有志向參加機器人訓練的學生，通常我們會選擇正常隊員人數的3倍進行訓練，并且名額總人數要等額的分布到各班級。

2.刪

刪：指的是學生達成不了機器人學業目標，勒令退隊。為了幫助學生穩定、快速的發展，我們制定了一條制度：學習成績必須在全班前五名，絕對保證學生機器人訓練不給正常的學習帶來負面影響。否則直接淘汰出隊伍。這樣可以給學生足夠的壓力和動力。這樣做的目的迫使學生在機器人訓練的其余時間都要投入到學習當中去，課堂上要專注，作業完成及時，而且要合理安排自身的學習時間，把空余的時間不浪費掉，全部投入到機器人的訓練當中。

3.幫

幫：指的是每個隊員要帶一個低年級有志向參加機器人小組的學生。為了建立合理的機器人專業梯隊，我們要求每個正式隊員要帶一個低年級的學生。這樣的目的不僅可以增加機器人的普及性、梯隊建設，并且在教低年級學生的時候能夠更好的讓自己理解和體會機器人的搭建和編程的經驗。在此基礎上，達到創新搭建、創新編程的目的。

二、隊員分工

連云港市普及賽機器人比賽規定，一個機器人可以報兩名學生參加。然而在機器人普及賽的賽場上，發現了這樣的有趣現象：通常都是一個學生在搭建和編程，缺乏團隊的意識。我校的做法：一個普及賽團隊由兩名學生組成，一個負責搭建和DV記錄，另一名負責編寫程序。搭建員主要職責是搭建好機器人的運行模式，程序員主要是為機器人編寫程序。經驗告訴我們：這樣的組織形式簡單實用，有助于學生短時間內組裝、調試好機器人，更好的發揮機器人的性能。

三、基礎教學

教師帶領學生學習普及賽機器人的基本知識，觀看普及賽機器人的視頻，了解它的組裝和設計，學習當年普及賽機器人的比賽規則。老師運用準備好的教具和學具引導學生基本弄清楚普及賽機器人的基本功能和各零部件的特點。在學生腦海里建構一個目標——機器人概念框架。以后的搭建、編程與調試工作均與此有關。

四、搭建機器人

學生開始初步搭建普及賽機器人。學生在搭建前應該在老師的輔導下由表及里的了解機器人工作原理，并設計一個機器人搭建的草圖。在此基礎上再熟悉機器人的結構、零配件、搭建技巧等。

學生搭建好機器人后，必然要面臨機器人的整機調試問題，學生要根據整機的特點以及比賽規則，全面均衡地考慮各方面的因素，必須要進行取舍、調整，這就使得學生綜合應用知識得到提升。

五、編寫程序

機器人初步搭建好后，學生總是迫切的希望自己的機器人能夠快速的動起來，這是教師進行程序教學的最好時機。

在編寫程序和搭建機器人過程中，要給學生充足的自主設計和研究性學習的時間，注意課程的連續性。每個組員都要有明確的分工，主要是結構搭建與程序設計兩大部分，分工不分家，團結協作最重要。在實踐中提高學生發現問題，解決問題的能力。

在編寫程序和搭建機器人過程中，我們還要求每個學生都要寫出機器人的全部零件清單和程序編寫記錄，最好每次機器人訓練的工作記錄，每次訓練后都要有小結和反思，要對自己的常規課程學習情況與機器人情況作出理性的計劃安排。

我們觀察到，機器人的程序是非常嚴謹的，如果錯一個微小的數字，就會導致機器人完成不了任務。所以，在搭建機器人以及在給機器人編程的過程中學生會從一開始的馬馬虎虎變得十分謹慎，自己的學習態度也從原先的消極被動變成積極主動。

六、調試機器人

學生的機器人搭建好了也能夠動起來了，這時候學生該讓機器人在巡線跑道上試一試了。在跑道上調試機器人的時候，學生空前的團結，因為學生知道，一個細節都會導致團隊失敗。學生們會彼此提醒，彼此督促，潛心研究規則，反復揣摩機器人的程序與搭建的微妙之處，對薄弱處進行改進。調試后總會有更進一步的總結、反思與進一步的演練。

在機器人競賽中，團隊合作很重要，個人的表現必將極大地影響團隊的成績，這就使得學生能夠在團隊建設中積極思考、相互交流分享，合作精神不知不覺地就自然培養起來了。

我們還會根據學生的發展現狀，適時地給出隊員綜合評價表進行自評、組評和師評，強化目標意識與責任意識，使我校“讓學生和諧有個性發展”的教育理念深入學生身心。

七、機器人比賽

在經過系列的訓練后，學生們帶著略顯緊張的心情去師專一附小參加正式的比賽了。盡管時間比較短，只有一個上午。然而在這個比賽中，學生的收獲還是比較多的。學生要熟悉比賽場地，要進行機器人的現場搭建和編程，學生們要在沒有教練的帶領下，各司其職，圍繞著共同目標準備著。程序手在一遍一遍地根據場地環境調試著程序，搭建手要在旁邊搭建機器人和準備DV記錄比賽的情景……

不管比賽的結果怎么樣，賽后，學生們會在老師的帶領下整理分析這個項目開展以來團隊訓練與比賽中所積累的經驗和教訓，寫出相關的體會感受，制定好最終的選手檔案手冊。