西安交通大学分营：机器人小车STEM活动

李利波

2020全国青少年高校科学营西安交通大学分营于8月14m-19日在线上成功举办，甘肃、广西、贵州、辽宁等地的315名营员参加了本次科学营活动。西安交通大学分营充分利用科教资源，带领营员触摸科技前沿，领略科技魅力。营员通过参观国家重点实验室，了解高端实验技术与设备，学习精密仪器背后蕴含的科学原理，感叹科学世界的瑰丽神奇;通过STEM教具互动实践，学习机器人小车、无人机、电波钟的组装和调试，锻炼动手能力，培养创新精神;通过聆听大师报告，和教授面对面，加深对科研精神的理解，树立科学理想。分营活动将学校学科特色、专业特色、人文传统充分融入其中，有效激发了青少年对科学的热情和兴趣。其中，机器人小车STEM活动备受营员欢迎。

在本次科学营活动中，西安交通大学围绕学校丰富的科技教育资源，打造了机器人小车STEM活动，极大地提升了营员参与科学营的热情和兴趣。营员通过机器人小车的组装锻炼动手能力，通过简单编程学习自动化控制软硬件知识，活动提升了营员的科学思想、创新意识和实践能力。

教学准备

教具选择

为选择合适的教具，活动前期学校组织10余名优秀科技社团骨干，对多种STEM科技资源项目进行测试评价，制定详尽的操作手册，评估确定评分细则，最终确定机器人小车作为STEM活动教具。

科教辅导员队伍建设

学校邀请了2020年在第19届中国青少年机器人竞赛线上评审中荣获6项一等奖的RoboMaster机器人队为营员进行指导，并聘请队内资深队员担任本次STEM设计活动的教练，为营员提供最细致专业的教学。此外，科学营还安排数十位科技辅导员专门对营员进行详细指导。科技辅导员队伍对营员的耐心教导保证了STEM设计活动的顺利进行。

教学资源准备

本次科学营活动全程在线上进行，因此前期的理论教学和实操教学材料准备尤为关键。在科学营开始之前，学校进行了任务设计、程序开发、前期调试，组织相关教练录制了教学视频，详细介绍了开展活动需要的相关理论知识、小车安装方法、程序搭建环境、编程控制案例，并进行了实操演示。

方案设计

STEM教具分配：地域分配与主观意愿相结合

本次科学营STEM实践环节设置了3种不同难度的STEM教具，营员选择教具采取地域分配与主观选择并行的方式。一方面根据营员的机器人知识基础和目前的受教育情况进行分配，另一方面充分考虑营员的意愿，允许其自主选择。最终，有93名营员选择机器人小车作为科学营的STEM活动教具。所有STEM教具在开营前1周寄给各地的营员。

STEM日程安排：线上教学与自主探索相结合;紧扣时代潮流，鼓励vlog、开箱视频制作

活动一开始，营员提前下载好STEM活动电子资料，然后根据视频自行完成机器人小车的安装。安装完成后，由科技辅导员为营员简单介绍STEM的含义和内容，并指导营员解决安装机器人小车时遇到的问题，完成调试程序的安装，在直播间进行答疑。STEM作品提交截止后，由志愿者下载并观看营员上传的制作视频，发现他们在安装机器人小车时出现的问题，总结错误并提供解决方案，然后进行线上交流、答疑。在制作机器人小车的过程中，鼓励营员用vlog记录自己制作机器人小车时的点点滴滴和所思所感。最后，科技辅导员点评并展示优秀作品，选择营员上传的精彩vlog进行展播。

任务设计：初、中、高三级任务，递进式探索学习

本次科学营活动用的机器人小车，不仅涉及基本框架的安装，还涉及嵌入式系统的编译流程，对动手能力和思考能力的要求都很高。因此活动将机器人小車的制作流程分成低、中、高3个层次。

初级层次要求营员将机器人小车拼装完整，完成样例程序的上载，使小车可以根据程序设计运动。初级任务是每位选择机器人小车活动的营员都必须完成的。

中级层次要求营员根据程序示例完成遥控器遥控小车，且同时实现LED灯与小车的运行同步变色，如前进时LED灯为绿色，后退为红色，转向时LED灯对应方向灯绿色。中级任务由营员选择完成，完成度越高，评分也越高。

高级层次针对学有余力的营员，鼓励他们尝试用超声波传感器实现小车的避障功能，自行进行进一步创新，如对机器人小车进行外观改进，实现机器人小车的稳定上坡、下坡等。

评分设计：设置附加分，鼓励创造性设计

初级任务的评分标准包括机身是否拼装正确、样例程序能否正确上载、小车可否根据程序设计运动;中级任务的评分标准为是否能根据程序示例完成遥控器遥控小车的编程，实现2键前进、8键后退、4键左转、6键右转、前进时LED灯亮绿色、后退时LED灯亮红色、向左右转时LED灯对应方向亮绿色;高级任务的评分标准为是否能编程实现小车通过超声波避障。此外，还有拍摄vlog得分及视频观感、机器人小车外观、小车运动效果等的整体评分。

活动总结

机器人小车STEM活动在本次线上科学营活动中取得了良好的效果，有效激发了营员对科学的热情和兴趣，培养了科学思想、创新意识和实践能力，提升了科学素养。

机器人小车理论知识的讲解紧扣科学营主题，不仅给营员普及推广了科学知识，更是给了他们一把参与科技创作的“钥匙”，让他们感受到科技活动的魅力与乐趣。之后的实践操作更是摆脱了枯燥的灌输式学习，让营员亲身参与到科技创作中来。科技辅导员团队充分考虑了不同营员的接受能力，通过合理分配，将营员分为不同的项目组，实现专门化培养，保证了每一位营员都能充分参与到STEM实践活动中，真正做到因材施教。

科学营在通过设置丰富多彩的比赛内容以调动营员的兴趣和积极性的情况下，将难度进行了分级，并对每一级难度给予了不同的评分标准，让每位有天赋、有能力、有意愿的营员都有机会充分发挥自己的技术和创意，给他们一个展示自己天马行空、奇思妙想的平台。

穿插在整个科学营活动中的vlog环节也是本次科学营STEM教学活动的一大亮点。vlog是紧扣当下流行风尚的短视频，它不仅为科学营活动增色，也是营员参与科技创作的珍贵记录。