机器人活动中的教师角色

在机器人竞赛活动中，教师与学生共同经历，共同成长。教师不仅是简单的技术指导的角色，也充当了与学生共同探讨、共同研究的综合性角色。

因此，做好教师角色定位，把握好师生关系，把握学习和研究中教与学的度是我们应该探讨和研究的问题。

学生对机器人的兴趣，开始都没有针对性，要想让学生找到合适的项目，必须对学生进行必要的引导。

比如我校开展机器人足球的时候，师生对这个项目非常陌生。于是我通过各种渠道搜集资料，并给学生做多角度的展示，借以激发起学生的兴趣。

果然，高二年级的王农龙等一批同学兴趣浓厚，当时正值他们参加完重庆的“机器人灭火比赛”并夺得了冠军，大家信心百倍。我趁热打铁，为学生详细介绍足球机器人的基本情况和规则，并鼓励有兴趣的学生进一步了解机器人足球的细节，探索自己今后在机器人足球上发展的方向。就这样，我们的机器人足球队就顺利组建起来了。

最初，学生用灭火机器人的底盘为原型来进行改装，原来的风扇被拆下后装上光敏传感器和一根桅杆（用来固定罗盘）。但由于技术不成熟，其找球和控球能力极其低下，灵活度也较差。我便引导学生了解当前机器人足球的两种主要的控球方式——吸球装置和冲撞模式，并让他们自己去尝试，结果他们参考网上的方案，经过两天的努力，就做出了带吸球装置的足球机器人，大大改进了控球问题。

通过教师的引导，学生有了浓厚的兴趣，并能自己进行不断研究和改进，为机器人项目的开展奠定了很好的基础。

机器人活动开展的主体是学生，但中学生的知识有限，实践经验也相对匮乏，关键时刻教师还应充当一个正确的决策角色。

机器人足球项目起步的初期，学生用的是吸球装置来控球，而在实战中发挥不佳。学生当时觉得吸球是一个新的技术，比较感兴趣，希望慢慢研究；但所设计的机器人走的又是灵活机动的方向，这种结构的机器人又很难发挥吸球装置的效果。而且为了应对比赛，也没有过多的时间和器材同时推进两种方案。

因此，我一边鼓励学生继续研究吸球装置，一边提出用冲撞的理念设计机器人。这样学生分成了两个组，经过两天的尝试，用吸球装置的学生最终转变了观念，改为用冲撞方式。我马上让他们仔细观摩机器人足球的实况录像，激励他们从这个方向去努力，学生很快就将冲撞机器人设计出来了。

让学生制作机器人并参加比赛是为了发展他们各方面的能力，而能力的发展离不开学生的亲自动手和积极思考。无论是机器人搭建、程序设计，还是机器人调试，都应以学生为主，教师则充当好服务的角色，努力成为学生的坚强后盾。

当时，在解决足球机器人找球能力这个问题上，学生通过自己的研究和网上资料的查询了解到澳大利亚新出了一种传感器——飞眼，可以180°远距离找球，当学生兴奋而忐忑地说完了他们的思路之后，我立刻从西觅亚公司购买回飞眼，并交给学生试用，不做任何干预，仅提供实时服务。

飞眼装上以后，情况并不如意。学生通过反复测试发现，主要是因为RCX（乐高机器人核心控制器）输入端口的电压值过低。当时我们为了增加动力和灵活性，将马达的数量增加到了6个，因此在卡死的情况下，电机的负载达到了最大，此时的RCX能够提供给飞眼的电压值就远远低于它工作的正常范围了。这个问题西觅亚的技术人员也无法解决。

看着学生期待的目光，我咨询了机器人方面的专家后又做了几种尝试，比如用12v的电压供电，制作用继电器控制的电路板来带动马达等，均以失败告终。无奈我又与学生一起仔细研究飞眼的说明书，终于，一个新的思路提出来了，既然是电压的问题，为什么不考虑单独给它供电呢？

因为当时的飞眼是两线的，与RCX的接口也是两线的，而这两根线，既要承担RCX对飞眼的供电，同时还要承担信号的读入，这样电压就常常受累于机器人的负载，不能正常工作。如果将其改为三线就可以实现单独供电。而据飞眼的说明书描述，飞眼是可以改为三线的。

在分析了这个方案的可行性后，我马上表示支持。同时我通过网络请西觅亚的工程师提供技术支持，又联系了澳大利亚的技术人员寻求帮助。最终学生成功将飞眼由两线改成了三线，其中有一根线是公用的，另外两根与公用线一起分别作为供电和反馈信号，反馈信号的当然还是接到RCX的输入端口，然而供电的接口接哪里呢？难道为了飞眼单独做一个电源吗？我提出将接口接到RCX输出端口上，这样机器人的6个马达分成了2组，并联之后只用了2个端口，中间还有1个B端口没有用到，既然只是供电，那我们将B端口一直输出最大电压就可以实现啊！

经过安装、测试，用程序监控飞眼值的变化，这个问题得到了有效解决，成功的那一刻，学生和我都非常激动。

我将参加机器人活动的学生分成小组，并且常常强调学生的团队精神、协作精神。我也融入到小组中，成为一个隐形的组长。

比如足球项目，一般都是两个同学一组，我通常要求一人做进攻机器人，一人做防守机器人，要求学生在设计时以追求最大的默契度为目标。两个小组之间相互对抗和交流，最后共同分享成功的经验。有时，尽管只有两三个同学参加比赛，没有比赛任务的同学一样会来参加他们的赛前训练，给参赛的同学提建议、出点子。

在备战“机器人世界杯”选拔赛的时候，因为时间非常紧，而飞眼的使用还不够成熟，我们决定暂时放弃飞眼，改用普通光敏来找球。

学生的信心因此受了不小的打击，担心可能导致失败。这时我并没有让学生停止学习的脚步，而是要求每个小组在解决光敏问题时，重新设计机器人的底盘，加重任务。

通过对小组的施压，反而激发了小组间的斗志，小组与小组间共同探讨和协作，共同解决问题，调动了所有成员的积极性。很快小组新的改进方案就设计好了。有了这次高强度的体验，学生不仅没有被吓倒，反而体会到了协作的力量，教师隐形组长的角色也参与其中，最大限度地提升了团队的战斗力！

无论是比赛还是研究试验，教师除了对学生进行技术方面的引导外，还应充当好称职的心理辅导师的角色。

机器人活动刚起步时，学生不断遇到挫折和许多未知的情况，而这些状况并不是老师都能处理。老师越少包办、越少处理反而越好。强调学生的应变能力，独立自主地处理突发事件，提高学生挫败的承受力才是老师最应该做的事情。

第一次参加机器人足球正式比赛时，我们一路过关斩将，顺利打入了决赛。但在决赛中，由于对手的机器人力量过大，我们机器人的程序被猛烈的冲击撞掉了，最终和冠军擦肩而过。

当时学生特别委屈，个别学生甚至有了放弃的想法，于是我慢慢开导学生，并带头组织所有学生对我们机器人的结构进行全方位审视，寻找自身的优点，增强学生信心，同时也鼓励学生找出不足，让他们认识到输掉比赛的原因。

通过这样的开导，学生的挫败心理得到了缓解，同时也激发了他们继续努力的决心，马上就有学生想出了新的方案。经过多次改进，新的结构可以有效防止高强度的撞击。我们还改进了找球程序，使普通光敏也可以找全场了；改进防卡死的功能，终于在当年的中国青少年机器人竞赛（重庆赛区）联赛中囊括了中学足球“二对二”的冠亚军。这场比赛也充分体现了学生临场应变的能力，这与平时的独立训练、心理素质的提高是分不开的。

教师要多学习心理学，掌握学生的心理变化，经常为他们解决心理的问题，这对推动活动的开展是非常重要的。

总之，只有正确认识机器人活动中教师与学生的关系，我们才能够真正将机器人活动开展得更好，使更多的青少年受益，才能为青少年提供全面学习多种工程技术知识的机会。