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第346期 总第5589期 2018年04月17日 星期二
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浅谈机器人校本课程实践
来源:本站原创 作者:北京市第二十一中学 洪业晔 张立 发布日期:2018-04-17 16:27:06

自2015年以来,我校一直在推行创新科技活动,而VEX机器人工程挑战赛是2016年开始的一项新的机器人活动,极大地丰富了学生的课余活动。本文通过介绍我校面向初一年级学生开展机器人VEX项目的教育实践,探讨如何提高学生的综合能力。


一、分工合作是团队建设的基础
 

经常在赛场上见到这样的情况:1个VEX队,2个学生队员1个教练。教练在忙着修理机器人或者编写程序,学生队员在旁边闲着,无事可干。这样明显不能有效地培养学生的综合能力。而我校的做法是:在充分信任学生的基础上,放手让学生民主选择,自愿地组成1个机器入团队。
 

1个机器人团队的岗位分工一般为:操作手2名、编程手1名、搭建手1名、后勤副手1名。队长通过民主竞选产生。操作手的主要职责是操作好机器人,编程手的主要职责是为操作手提供程序服务,搭建手的主要职责是为操作手提供搭建维修等服务,后勤副手的主要职责是为全队提供后勤保障,队长负责全队的整体情况。若有多人竞争同一岗位,由学生沟通协商解决。每一个岗位都有相应的岗位要求,也分别提供相应的岗位培训,同时也有相应的星级积分。我校通常有6~8个机器人团队,每年挑选出最优秀的2~4个团队参加省赛。
 

二、搭建机器人与编写程序引领学生走近机器人
 

教师带领学生学习机器人的基本知识,观看VEX机器人的视频,了解它的组装和设计,学习当年VEX比赛的规则。学生应该在教师事先准备好的机器人教具与学具的指引下,根据教师的讲解与引导,弄清楚待搭建的机器人的基本功能与各零部件的特点,由浅入深地了解机器人的结构、零配件、工作原理、搭建技巧等,这样才能够搭建出一台机器人。这样的活动迫使学生必须超前学习,弄懂相关知识,提高相关能力。同时要求搭建者相互合作,充分交流,发挥个人特长。
 

在搭建过程中,常常会有学生因为一时疏忽,导致总装出来的机器人出现不能良好匹配等问题。这时,学生必须花好几个小时去把机器人拆下来再重新装配好,这种无言的“惩罚”对学生来说是刻骨铭心的。多次的挫折折磨,迫使学生的观察能力、分类能力、动手能力、对事情的专注程度得到极大的提高,同时,学生的学习成绩也会因此而慢慢提升。
 

三、竞赛成绩与VEX机型的关系


每年VEX比赛的主题不同,因此设计的机型是不一样的。只有对当年的VEX比赛规则充分熟悉,深入挖掘,才会有大概的设计思路。在设计机器人机型时,我们发现基础研究尤为重要。在我校,有1个8~10人组成的学生机器人基础科研组,主要对机器人的搭建、设计中涉及的一些实际问题进行相关研究。例如,对于“如何分配底盘上的电机、车轮,使得小车运动速度更快”,学生需要搭建不同质量的多种底盘,配以不同电机、不同车轮、不同提速方法等,记录相关数据,画出相关曲线,写出相关实验对比报告。学生在参与研究过程中,学到了知识,打开了思路,明确了目标,全方位地提高了综合能力。
 

四、操控机器人进行对抗赛
 

搭建好机器人之后,试用机器人,发现问题,改进机器人……学生们往往在练习基本动作的同时,会自行组成机器人队伍来进行对抗。我们的经验是,根据学生自己的选择,由四五个学生组成1支比赛队伍。1支机器人队伍中有2台机器人、2个以上操控手,其他学生主攻编程,或者主攻搭建,或者主攻后勤保障等。我们要求,每一个学生都必须懂得VEX机器人的各个方面。在对抗比赛中,学生们空前团结,因为他们知道:团队中任何一员的失误,都会造成整个团队的失败。
 

在经过一系列对抗赛后,学生们带着有些紧张的心情去参加正式比赛。尽管正式比赛的时间很短,但学生还是会有很多收获。学生首先要熟悉比赛场地,进行机器人的现场调试:编程手一遍一遍地根据场地环境调试程序;操控手默默地操控机器人,静静地体会机器人的动作过程;搭建手在旁边准备着电池和DV记录;队长紧张地观察对手的表现,根据具体情况,作出相应的程序设计与操控手的战术安排。赛后,学生们会在教师的引领下整理分析经验与教训,写出相关的体会感受,写出最终的工程档案手册,为以后的学习和生活提供更多良好习惯。
 

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