初中有效开展机器人竞赛辅导的策略探究

诸云超

摘 要 在科学技术和教育理念不断发展与更新的背景下，许多中小学都逐步开展了各种形式的机器人竞赛活动。在此基础上，笔者结合近几年竞赛辅导经验，探讨在初中阶段开展机器人竞赛辅导的策略，以为初中学校有效开展辅导工作提供借鉴与指导。

关键词 初中;机器人竞赛;辅导策略

随着科学技术的革新，教育理念也被赋予新的内涵。曾经“高不可攀”的机器人如今也逐渐普及，走进中小学的课堂中，逐渐得到学校和社会的重视。多种形式的机器人竞赛也为机器人教育的普及起到了推动作用。

机器人竞赛活动集趣味性、知识性、竞技性于一体，能很好地调动学生的学习积极性。它融合了计算机、物理、工程、电子信息、设计等多学科知识，具有综合性、实践性和创新性，是中小学信息技术课程和综合实践课程的良好载体。我校自2017年开始组织学生参加机器人竞赛，目前已在省市级竞赛中崭露头角，数次获得一、二等奖。作为一名机器人竞赛辅导教师，笔者结合近几年来的机器人教学工作，浅谈初中学校有效开展机器人竞赛辅导的策略。

1依托学校资源，选定合适项目

学校在开展机器人竞赛活动初期，对场地、硬件设备和软件环境的搭建都需要投入一笔不小的经费，同时又受师资的限制，因此选定适合本校的机器人项目是非常有必要的。

目前，各类机器人竞赛项目主要有创意机器人、综合技能、FLL、VEX、WER、RIC等。我校目前主要参与的是WER项目，全称是World Educational Robot，也就是世界教育机器人，它是一种积木式机器人。对于新加入机器人行列的学校，可以从WER、FLL等项目入手。这些项目对于初学者而言，入门较为简单。整体机器人形态的搭建设计以积木拼接为主，可以反复拆装使用，不易损坏，并且学生对于积木搭建的兴趣普遍较高。这些积木结构，不仅可以用于竞赛，也可以用于日常的机器人普及教育，性价比较高。对于缺少条件无法单独开辟机器人教室的学校，也可选择虚拟机器人项目。该项目只需电脑就能开展日常的教学与竞赛训练，因此学校的上课机房就能胜任，非常适合普及教育。在学校条件允许后，再开展实体机器人教育。对于学习过虚拟机器人的学生，在日后使用实体机器人时，也能更快理解与应用[1]。

2提高教师素养，把握竞赛脉搏

众所周知，要给学生半桶水，教师自己就得有一桶水。目前初中学校参与机器人教学的教师以信息技术和科学教师居多，而机器人又融合了多学科的知识，日常在对学生进行机器人教学和竞赛辅导时，难免会有知识的漏洞，所以教师要积极主动学习跨学科知识，参加相关培训，向专业化发展。

一方面，作为一名辅导教师，需要掌握机器人的硬件和软件的基础知识。其中硬件知识包括结构件的连接、传感器的使用、电机舵机的应用等;软件知识包含了程序设计与调试等。另一方面，机器人竞赛主题每年都不一样，规则和场地也随之变化，这就要求辅导教师在掌握基本知识技能外，还要钻研懂透比赛规则，然后带领学生一起研究设计任务解决方案并不断优化。当然过程中也不能“闭门造车”，可以多与同行交流，或者外出参加各类培训活动，了解最新竞赛动态，把握竞赛脉搏[2]。

3选拔合适学生，合理安排分组

巧妇难为无米之炊，参与竞赛的学生是开展机器人竞赛活动的重要元素之一。初中信息技术课程教学内容相对不难，于是笔者开始让学有余力的学生尝试接触WER机器人的搭建以及编程，并设置小任务观察学生的完成情况，最后根据学生思维能力、实践技能等综合素养，选拔出兴趣浓、素质优的学生加入机器人社团。学生利用学校拓展课时间，学习机器人的基础原理、竞赛要求等知识。赛前利用信息技术课、自习、周末等一些不影響学生正常学习的时间对这部分学生进行两到三周的集中练习培训，使学生快速获得竞赛技能。

所谓“小成功靠个人，大成功靠团队”，以WER竞赛为例，成员要求一般是两人。因此，在学习形式上，笔者安排学生采取两人一组的分工合作方式，一人动手能力较强-- 擅长搭建，会根据任务的建模建构进行结构搭建和调式;另一人逻辑思维能力较强-- 负责编程，对小车控制器进行编程，完成机器人自动和手动操作阶段。这样组间同质，组内异质，各自发挥自己的优势。同时，优先以相邻班级的学生为基础组合，让学生初期学习时不会有太大的陌生感，敢于与组员分享信息，遇到问题时有助于同伴之间相互讨论，协商解决。当学生碰到“冲突”难以解决时，教师再给予适当帮助，从而提高学生之间的协作效率。

4确立竞赛策略，制定训练方案

基于对机器人知识学习各环节的分析，笔者将机器人竞赛策略总结为以下五点：解读规则、放案设计、活动开展、练习改进、目标达成。机器人竞赛的策略确立以后就是训练方案的制定和实施，这是机器人竞赛训练的中心环节。而在训练之初，要先向学生说明训练场地和机器人器材的日常维护要求、训练制度等，以免造成器材的不必要损坏和丢失。

竞赛的主题一般都以实际生活为背景，教师首先要通过规则文件、视频演示、实物展示等方式，带领学生一起进行任务解读，明确每个任务的要求和得分标准。在场上比赛时长限制下，考虑到任务位置的远近和完成难易度，还需对任务进行取舍，以获得高分的最优解。然后学生主动分析完成各任务需进行的动作，并对相同动作的任务进行归类;接着学生动手搭建解决任务的结构模型，设计控制程序，进行测试，根据调试效果，改进模型和程序，直至能准确完成任务。教师要在旁观察，对训练过程进行系统指导。当学生确定好所有的策略后，选择适当时间，组织学生进行模拟比赛。在比赛中，学生会暴露出各种各样的问题，如：紧张选错程序、装置未带全就上场、对时间把控不准等，此时要引导学生及时做好赛后总结和反思，以便在真正的赛场上能应对自如。

总之，机器人竞赛辅导的过程，是不断学习、探索、实验和实践的过程，只有通过持续探索和实验，学生才能不断提高自身的逻辑思维能力、动手能力、协作能力和科技创新能力，才能使青少年竞赛的开展更有活力，更有意义。

参考文献

[1] 李伟.智能机器人比赛对促进学生个性发展的价值分析及其辅导策略[J].中国教育信息化，2018（17）：37-40.

[2] 张国民，张剑平.课程视角下的机器人竞赛辅导研究[J].中国电化教育，2008（11）：92-94.