學(xué)校開展VEX機(jī)器人項(xiàng)日的實(shí)踐與思考(二)

　　VEX機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽有別于其他科技比賽的一個(gè)重要特點(diǎn)在于，VEX機(jī)器人競賽不僅是人與物之間的較量，更是人與人之間的比拼，是一個(gè)團(tuán)隊(duì)與另一個(gè)團(tuán)隊(duì)之間的斗智斗勇。在VEX競賽中，機(jī)器人要接觸，要彼此碰撞，就必然要修理，必然要改進(jìn)；機(jī)器人程序方案的編寫合理還是不合理，需要不斷思索與實(shí)踐驗(yàn)證；團(tuán)隊(duì)的搭配是否合理可靠，也需要不斷揣摩體會(huì)磨合。這個(gè)不斷改進(jìn)機(jī)器人、完善機(jī)器人的過程的實(shí)質(zhì)就是創(chuàng)新的過程。在整個(gè)VEX機(jī)器人活動(dòng)中，學(xué)生必然經(jīng)過希望、失望、挫折、掙扎、進(jìn)步、成功等一系列的體驗(yàn)，在不斷的改進(jìn)、完善機(jī)器人中創(chuàng)新，在機(jī)器人活動(dòng)中全面提高自己的綜合能力，從而真正地成長起來。本文通過介紹我校面向初一年級學(xué)生開展機(jī)器人VEX項(xiàng)目的教育實(shí)踐，探討如何在開展這一項(xiàng)目的進(jìn)程中提高學(xué)生的綜合能力。
　　我校開展VEX機(jī)器人活動(dòng)2年多以來，我們獲得了2011年和2012年2年的全國初中組冠軍，感慨頗多。下面，我想就我校的實(shí)踐和大家探討一下一些典型問題。
　　第1個(gè)問題：組織與分了
　　經(jīng)常在賽場上見到這樣的情況：1個(gè)VEX隊(duì)，2個(gè)學(xué)生隊(duì)員1個(gè)教練。教練在忙著修理機(jī)器人或者編寫程序，學(xué)生隊(duì)員在旁邊閑著，無事可干。這樣的隊(duì)伍的競賽成績不得而知，但是明顯可見的是未能有效地培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。而我校的做法是：在充分信任學(xué)生的基礎(chǔ)上，放手讓學(xué)生民主選擇自愿地構(gòu)成1個(gè)機(jī)器入團(tuán)隊(duì)。通常1個(gè)機(jī)器入團(tuán)隊(duì)由4名學(xué)生組成。崗位分工一般為：操作手1名、編程手1名、搭建手1名、后勤副手1名。隊(duì)長通過民主競選產(chǎn)生。操作手的主要職責(zé)是操作好機(jī)器人，編程手的主要職責(zé)是為操作手提供程序服務(wù)，搭建手的主要職責(zé)是為操作手提供搭建維修等服務(wù)，后勤副手的主要職責(zé)是為全隊(duì)提供后勤保障包括攝影、攝像等情報(bào)工作。隊(duì)長負(fù)責(zé)全隊(duì)的整體情況。若有多人競爭同一崗位，由學(xué)生溝通協(xié)商解決。每一個(gè)崗位都有相應(yīng)的崗位要求，也分別提供相應(yīng)的崗位培訓(xùn)，每個(gè)崗位上也有相應(yīng)的星級積分。我校通常有6～8個(gè)機(jī)器入團(tuán)隊(duì)，每年挑選出最優(yōu)秀的2～4個(gè)團(tuán)隊(duì)參加省賽。
　　2年的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，這樣的組織形式簡單有效，有助干學(xué)生比學(xué)趕幫，有的放矢。
　　第2個(gè)問題：應(yīng)試教學(xué)與機(jī)器人訓(xùn)練
　　在目前國內(nèi)應(yīng)試教育的背景下，學(xué)生參加機(jī)器人活動(dòng)必將面臨如何協(xié)調(diào)學(xué)生自己的學(xué)習(xí)成績與機(jī)器人訓(xùn)練之間的矛盾。這個(gè)矛盾解決的好與不好，關(guān)系極大。我校的經(jīng)驗(yàn)有三條：一是提，二是逼，三是幫。
　　提：指的是需要有效提高機(jī)器人教練的教育教學(xué)水平。我們認(rèn)為，機(jī)器人教練的教育教學(xué)能力能否有效提高是機(jī)器人活動(dòng)能否順利進(jìn)行的基礎(chǔ)。機(jī)器人教練就是機(jī)器人課程的教師，他的教育教學(xué)能力決定了機(jī)器人項(xiàng)目的發(fā)展快慢。機(jī)器人教練必須熟悉學(xué)生的學(xué)業(yè)情況，擴(kuò)大視野，一專多能，精心安排學(xué)生的訓(xùn)練，使得學(xué)習(xí)、訓(xùn)練兩不誤；必須要備好課，牢牢抓住學(xué)生本來就不太多的時(shí)間，必須要結(jié)合學(xué)校教學(xué)，聯(lián)合班主任、家長等，適當(dāng)給學(xué)生補(bǔ)課。在我校，講什么，怎樣講，什么時(shí)間講，是我校機(jī)器人教練平時(shí)考慮最多的問題。一定要在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)、能力生長點(diǎn)、分化關(guān)鍵區(qū)上多花精力，才會(huì)有的放矢、事半功倍。只有解決好這個(gè)矛盾，才會(huì)在各方面得到支持，才會(huì)形成良性循環(huán)。
　　我校對機(jī)器人教練的要求是：掌握機(jī)器人專項(xiàng)相關(guān)知識與技能(搭建機(jī)器人、維修機(jī)器人、設(shè)計(jì)機(jī)器人、給機(jī)器人編程、調(diào)試機(jī)器人等)；掌握科技教育的一般技能(教育教學(xué)技能、較強(qiáng)的訓(xùn)練學(xué)生水平、信息收集與分析技能等)；掌握英文(需要較強(qiáng)的英文閱讀能力，能看懂英文專業(yè)資料等)；知識面較廣，吃苦耐勞有奉獻(xiàn)精神。
　　逼：指的是需要給學(xué)生提出學(xué)業(yè)成績目標(biāo)，不達(dá)目標(biāo)，勒令退隊(duì)。為了幫助學(xué)生盡快成才，我們還特別實(shí)行了淘汰制度：學(xué)習(xí)成績必須在年級前100名以內(nèi)，或者年級名次必須前進(jìn)50位，絕對保證機(jī)器人訓(xùn)練不會(huì)對常規(guī)學(xué)習(xí)造成負(fù)面影響。否則直接淘汰出最終隊(duì)員候選名單。這樣的特別要求給予學(xué)生足夠的壓力和動(dòng)力。這樣做的目的很簡單，迫使想進(jìn)入機(jī)器入團(tuán)隊(duì)的學(xué)生必須在課堂上抓緊時(shí)間，上課時(shí)專注聽課，下課后認(rèn)真完成作業(yè)，而且必須對自己的學(xué)習(xí)生活有一個(gè)全面的計(jì)劃安排，把那些真正空閑下來的時(shí)間用在學(xué)習(xí)上而不是閑聊與游戲上，這樣就迫使學(xué)生的學(xué)習(xí)效率提高。我曾經(jīng)做過19位機(jī)器人隊(duì)員1年的學(xué)業(yè)調(diào)查，除1人外其余學(xué)生的學(xué)業(yè)成績都有明顯提升。
　　幫：指的是學(xué)生團(tuán)隊(duì)成員之間相互幫助，共同提高。由于同處一個(gè)團(tuán)隊(duì)，學(xué)生之間有了共同的目標(biāo)。然而開始時(shí)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識比較差，教師需要在各種場合強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)成功的重要性，要把學(xué)生個(gè)人的成功與團(tuán)隊(duì)成功掛上鉤，迫使學(xué)生形成團(tuán)隊(duì)合作。但由于學(xué)生間的差異，身心發(fā)展速度不一致，導(dǎo)致有的學(xué)生學(xué)習(xí)方法不好、成績較差，有的學(xué)生粗枝大葉、丟三落四，有的學(xué)生虎頭蛇尾、推諉責(zé)任，有的學(xué)生畏首畏尾、猶豫不決等。因此有必要在團(tuán)隊(duì)中樹立典型，相互提醒，取長補(bǔ)短，倡導(dǎo)分享。教師需要根據(jù)事先準(zhǔn)備好的規(guī)程，讓學(xué)生養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣，懷著感恩的心，養(yǎng)成開朗、高雅、大氣的作風(fēng)，積極進(jìn)取，敢于挑戰(zhàn)，勇于承擔(dān)，樂于超越。另外，由于機(jī)器人課程涉及到很多知識，學(xué)生必須在老師的幫助下提前學(xué)習(xí)各種知識，才有可能進(jìn)行下一階段的工作，這必將擴(kuò)大學(xué)生的知識面，有助干學(xué)生的創(chuàng)新能力得到開發(fā)。從我校近2年參加VEX機(jī)器人競賽以來，許多學(xué)生積極向上，一方面在學(xué)業(yè)上努力進(jìn)取名列前茅，另一方面動(dòng)腦動(dòng)手形成習(xí)慣，積極參與科技方面的創(chuàng)新活動(dòng)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，參加機(jī)器人競賽的學(xué)生隊(duì)員40人中，共獲得全國一等獎(jiǎng)18人次、二等獎(jiǎng)8人次、三等獎(jiǎng)8人次。由于學(xué)生的全面發(fā)展，綜合素質(zhì)得到了極大的提高，我校的機(jī)器人活動(dòng)受到了學(xué)生、家長、班主任以及學(xué)校、社會(huì)的一致好評與廣泛認(rèn)可。
　　第3個(gè)問題：競賽成績與VEX機(jī)型的關(guān)系
　　競審前往往可以見到不少教練在忙著改進(jìn)機(jī)器人機(jī)型。和機(jī)器人教練的閑談中也發(fā)現(xiàn)有這么一種傾向：把機(jī)器人的機(jī)型做得最好，就可以贏得比賽。這里我們不禁要問，真的是武器做得最好了，就一定能成功嗎?
　　我們認(rèn)為，決定成敗的是人，是人在操控機(jī)器人!誠然，優(yōu)秀的機(jī)器人機(jī)型會(huì)起到很大的作用，然而決定勝負(fù)的是學(xué)生團(tuán)隊(duì)。優(yōu)秀的學(xué)生團(tuán)隊(duì)，能夠恰當(dāng)預(yù)判，做好相關(guān)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，減少偶然性的影響，從而在競爭中獲勝。
　　VEX機(jī)器人一定要實(shí)用可靠，便于維護(hù)。一臺(tái)功能強(qiáng)大不太穩(wěn)定的機(jī)器人不一定勝過一臺(tái)功能相對簡單的穩(wěn)定機(jī)器人。
　　就我校的機(jī)型而言，一般采用4代機(jī)型定型。
　　第l代機(jī)型：原始機(jī)型。通常由教師設(shè)計(jì)并搭建出來。可作為教具。
　　第2代機(jī)型：改進(jìn)型。在學(xué)生使用的基礎(chǔ)上師生共同調(diào)試改進(jìn)，功能加強(qiáng)。
　　第3代機(jī)型：改進(jìn)型。在學(xué)生使用的基礎(chǔ)上師生共同調(diào)試改進(jìn)，穩(wěn)定性加強(qiáng)。
　　第4代機(jī)型：比賽用最終機(jī)型。功能實(shí)用，可靠性高。
　　第4個(gè)問題：基礎(chǔ)研究和機(jī)器人機(jī)型設(shè)計(jì)與搭建
　　經(jīng)常在賽場中發(fā)現(xiàn)，不少機(jī)器人是某款優(yōu)秀機(jī)型的仿制款。問及學(xué)生，學(xué)生也不知道為什么要這樣設(shè)計(jì)、這樣搭建。這種急功近利的仿制品極大地限制了創(chuàng)新的空間。事實(shí)上，VEX機(jī)器人工程挑戰(zhàn)審各個(gè)環(huán)節(jié)中機(jī)型設(shè)計(jì)與搭建最具挑戰(zhàn)性。因?yàn)槊磕闢EX比賽的主題不同，因此設(shè)計(jì)的機(jī)型是不一樣的。只有對當(dāng)年的VEX比賽規(guī)則充分熟悉，深入挖掘，才會(huì)有大概的設(shè)計(jì)思路，這一點(diǎn)和發(fā)明過程有很大的相似陸。
　　在設(shè)計(jì)機(jī)器人機(jī)型時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)研究尤為重要。在我校，有1個(gè)8～10人組成的學(xué)生機(jī)器人基礎(chǔ)科研組，主要對機(jī)器人的搭建、設(shè)計(jì)中涉及到的一些實(shí)際問題進(jìn)行相關(guān)研究。例如，有這樣1個(gè)課題“如何分配底盤上的電機(jī)、車輪使得小車運(yùn)動(dòng)速度更快?！睂W(xué)生需要搭建不同質(zhì)量的多種底盤(配以不同電機(jī)、不同車輪、不同提速方法等)，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，畫出相關(guān)曲線，寫出相關(guān)實(shí)驗(yàn)對比報(bào)告。這些數(shù)據(jù)資料對將來搭建比賽機(jī)器人很重要。更重要的是，學(xué)生在參與研究過程中，學(xué)到了知識，打開了思路，明確了目標(biāo)，全方位地提高了綜合能