构建“机器人”教学平台,完善科技教学

(整期优先)网络出版时间:2013-02-12
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构建“机器人”教学平台,完善科技教学

宁小强

宁小强四川省绵阳市南山中学双语学校621000

自1999年第一届全国中小学电脑制作活动电脑机器人竞赛举办以来,中国科协又相继举办了“全国中小学机器人创新大赛”、国际奥林匹克机器人大赛(WRO)、中国大学生机器人大赛、亚太机器人大赛等等。这些比赛的出现,促进了我国机器人教育的发展,也为老师和同学提供了一个交流的平台。为了进一步体现我校的科技教学特色,与时俱进,在此契机下我校在2007年相继投入资金,逐步进行了机器人教育的探索。经过五年多来的发展,我校机器人教育教学工作已经初步形成了从虚拟到实物,从普及教育到竞赛培训提高的多方位、立体式教学的模式。在这个过程中虽然取得了一些成绩,但也有一些教训;有成功的喜悦,也有失败后的悲伤。现在有很多学校都想开展机器人教育教学(这也是国家教育部的要求),为了使大家少走弯路,作为一个从事机器人教学和竞赛工作七年的“老教师”,再参照我校机器人教育教学工作发展的得与失,特在此提出一些自己的见解和建议,与大家共勉。

一、多方位、立体化“机器人教学平台”的构建

1.从虚拟到实物

机器人教育由于投入大、更新快的特点,使很多学校不敢投入,无力投入。我校也是采取循序渐进的方式:先买虚拟再进实物。虚拟软件有投入少、覆盖广、实现简单等特点,通过计算机就可以进行大量普及教学。而且虚拟软件还可以对学生进行简单的结构设计教学、编程思想、编程原理的教学,可以通过虚拟教学发现优秀人才。还可参加虚拟机器人比赛(虚拟机器人迷宫、虚拟机器人足球、虚拟机器人灭火……)

实物机器人:

人形机器人(I-索宝、博思人形机器人),用于提高学生兴趣和表演,完善学校的机器人家族。

乐高NXT机器人,NXT人功能强大,编程简单,配件丰富(达万种),可以为小学到高中的学生开展不同层次的机器人普及课程,纯进口配件,质量好,安全和卫生标准高。技术较先进,使用年限较长,可扩展性强。NXT机器人还可以参加多种比赛,如FLL、WRO、基本技能、创新设计等。

基本技能人机器人,用于参加机器人综合技能比赛,特点是对学生要求较高,比赛中要求学生现场组装、现场编程来完成比赛任务。普及性不强,扩展功能较差。可以说是比赛专用机器人,不太适合普及教育。

VEX机器人,主要用于参加VEX机器人工程挑战大赛,特点是可编程自动,也可遥控,金属部件搭建,属于较大型的机器人。

足球机器人,可用于表演和参加足球机器人比赛,对学生的能力要求较高,更新换代很快,投入较大。

灭火机器人,可用于表演和参加机器人灭火比赛,该机器人的特点是速度很快,颠覆了传统机器人速度慢的印象。

2.普及与竞赛结合

我校的机器人教育教学基本上已经进入规模化、多方位的良性发展轨道,利用虚拟软件对全员进行编程基础和编程思想的普及教育,同时从中间选取优秀学员进行强化培训,成为竞赛后备队员。利用人形机器人可在班上进行表演和功能演示,以提高学生兴趣,还可参加人形机器人的各项比赛(人形全能、人形机器人足球、人形机器人舞蹈等)。利用乐高NXT机器人可对小学低段进行搭建方面的训练,提高学生的动手能力,小学高段在进行模型搭建的基础上加入运动元素以及简单的编程运动。初中和高中就可以提高进行工程挑战赛的训练。同时我校还参加了VEX和综合技能机器人的比赛。

二、对想加入机器人教育教学项目学校的一些建议

1.找好定位,确定自己学校的切入点

根据学校经济实力及师资力量量力而为,不要为了有机器人而买机器人。很多学校买机器人不是为了教育教学需要,而是赶时髦、体现学校档次。在这个过程中,就出现了忽视当前机器人教育教学发展现状,盲目投入,购买落后产品,不实用产品等。

2.选好项目(产品)

很多学校买机器人就是单纯为了普及教育或者参加各种比赛,其实在这里,我提倡最好能够买两者兼俱的设备。就是找到普及教育和竞赛最佳结合点。例如:“中鸣”机器人系列、“博思”机器人系列、“纳英特”机器人系列、乐高NXT等等。因为比赛也是我们普及教育的一大助力,通过比赛这一平台,可以促进我们老师(教练员)之间的交流,同时也能通过比赛成绩来体现教学效果,这样就可以提高机器人教育教学的知名度和美誉度,从而得到社会、学校、家长更多的支持,学生也能在比赛过程中收获更多知识,得到更多认可。但同时也建议大家功利性不能太强,以培养学生能力为主,不要因为拿不到好的奖项就放弃了。

3.忌一次性投入太多

机器人的发展可以说是日新月异,基本上年年都有大的发展,如果一次购买设备太多,投入太大;而没过两年又发现过时了,这样就使很多学校伤筋动骨,而又没有实效,从而失去了可持续性。