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關(guān)鍵詞:機(jī)器人競賽 實(shí)訓(xùn)平臺 方案研究
中圖分類號:TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)11(b)-0171-01
機(jī)器人競賽是教育和高科技的結(jié)合,由于機(jī)器人自身的特點(diǎn)和對未來社會的影響,機(jī)器人不僅僅是全面素質(zhì)教育的好教材、好辦法,而且是科普教育的重要園地。隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和信息技術(shù)普及深入,機(jī)器人教育及競賽已廣泛深入高校甚至中小學(xué)校,成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、設(shè)計(jì)能力、動手能力、綜合應(yīng)用能力和學(xué)習(xí)興趣的重要手段。機(jī)器人競賽實(shí)際上是高技術(shù)的對抗賽,從一個(gè)側(cè)面反映了學(xué)校信息與自動化領(lǐng)域基礎(chǔ)研究和高技術(shù)發(fā)展的水平。機(jī)器人競賽使研究人員能夠利用各種技術(shù),獲得更好的解決方案,從而又反過來促進(jìn)各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展,這也正是開展機(jī)器人競賽的深遠(yuǎn)意義,同時(shí)也是機(jī)器人競賽的魅力所在。
1 項(xiàng)目分析與研究方案
1.1 機(jī)器人系統(tǒng)的組成
功能方面來分:機(jī)器人主要由構(gòu)架系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、決策系統(tǒng)、能源系統(tǒng)等幾大部分組成,如圖1所示。
構(gòu)架系統(tǒng):相當(dāng)于人體的軀干和骨骼,它承載著機(jī)器人的所有部件,是機(jī)器人的根本和基礎(chǔ)。感知系統(tǒng):相當(dāng)于人的眼睛、耳朵、鼻子、皮膚等,可以感知外界的各種信息,如:距離、聲音、氣味、溫度、濕度、形狀、顏色等。執(zhí)行系統(tǒng):相當(dāng)于人的肌肉和四肢,可以使機(jī)器人具有行走、移動等功能,并完成特定的任務(wù),如取物、滅火、營救、排爆、踢球等人們設(shè)計(jì)的各種動作。決策系統(tǒng):相當(dāng)于人的大腦,它將機(jī)器人從感知系統(tǒng)感知的各種外界信息進(jìn)行處理、判斷,然后做出決策,并發(fā)出信號控制執(zhí)行系統(tǒng)按照程序預(yù)設(shè)的方式進(jìn)行處理。決策系統(tǒng)常用的控制芯片有:C51單片機(jī)、PIC單片機(jī)、AVR單片機(jī)、高端ARM處理器等。能源系統(tǒng):相當(dāng)于人的心臟和肺,它給機(jī)器人的感知系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、決策系統(tǒng)提供能量,如電能、熱能、機(jī)械能等。
1.2 本平臺研究的主要內(nèi)容
(1)構(gòu)架系統(tǒng)與執(zhí)行系統(tǒng)。
結(jié)合人形機(jī)器人、輪式機(jī)器人及其他形狀機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),開發(fā)一套花鍵式結(jié)構(gòu)連接件。利用該套連接件可以搭建各類機(jī)器人機(jī)械平臺。
(2)感知系統(tǒng)。
感知系統(tǒng)中,常用的傳感器有:測距聲納、紅外測距傳感器、紅外光電開關(guān)、姿態(tài)傳感器、碰撞開關(guān)、聲強(qiáng)傳感器、光強(qiáng)傳感器、聲音傳感器、顏色傳感器、攝像頭等。本項(xiàng)目擬開發(fā)模塊化的上述組件(不包括攝像頭)。
(3)決策系統(tǒng)。
決策系統(tǒng)將機(jī)器人從感知系統(tǒng)感知的各種外界信息進(jìn)行處理、判斷,然后做出決策,并發(fā)出信號控制執(zhí)行系統(tǒng)按照程序預(yù)設(shè)的方式進(jìn)行處理。決策系統(tǒng)常用的控制芯片有:C51單片機(jī)、PIC單片機(jī)、AVR單片機(jī)、高端ARM處理器等。
(4)能源系統(tǒng)。
2 采取的研究方法、技術(shù)路線和試驗(yàn)方案
2.1 研究方法
(1)調(diào)研法:通過廣泛的調(diào)研,結(jié)合學(xué)院電信、應(yīng)電、電氣、模具等專業(yè)對開展機(jī)器人教育的需求及國際國內(nèi)有關(guān)機(jī)器人競賽的平臺,分析技術(shù)細(xì)節(jié)、難點(diǎn),確定平臺建設(shè)架構(gòu)。
(2)試驗(yàn)法:通過仿真、硬件搭接及調(diào)試等途徑完成各電路模塊的硬件設(shè)計(jì),然后拼裝各類機(jī)器人,運(yùn)用數(shù)學(xué)建模知識、自動控制原理及有關(guān)軟件技術(shù),實(shí)現(xiàn)各類機(jī)器人的決策控制,并形成配套的技術(shù)資料。
3 特色與創(chuàng)新之處
“創(chuàng)意之星”機(jī)器人競賽及實(shí)訓(xùn)平臺是一套用于高等工程創(chuàng)新實(shí)踐教育的模塊化機(jī)器人平臺,可通過數(shù)百個(gè)基本“積木”單元的組合,搭建出各種發(fā)揮想象力的機(jī)器人,并可為自己搭建出的機(jī)器人編程。因此,無論是機(jī)械、電子還是電氣專業(yè),都可以基于該平臺,根據(jù)需要選擇自己的側(cè)重點(diǎn),承載學(xué)生的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)或技能競賽。
4 結(jié)語
實(shí)踐證明,該平臺可靠性高,靈活性強(qiáng),解決了目前機(jī)器人系統(tǒng)不能靈活拼拆組合,實(shí)現(xiàn)既可“獨(dú)立”又可“復(fù)用”的技術(shù)問題并且可適用于各類大眾機(jī)器人競賽,節(jié)約了競賽和培訓(xùn)成本,提高了工作效率,具有較強(qiáng)的推廣價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:機(jī)器人競賽;培訓(xùn);參賽選手
機(jī)器人競賽活動是一項(xiàng)綜合多種學(xué)科知識和技能的科技活動,旨在培養(yǎng)學(xué)生良好的科技素養(yǎng),發(fā)展學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新精神、實(shí)踐動手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,它集知識性、趣味性、競技性于一體,深受學(xué)生喜愛。作為一名高中信息技術(shù)教師,同時(shí)也是機(jī)器人競賽活動的輔導(dǎo)教師,如何將機(jī)器人競賽活動的培訓(xùn)工作高效的、有秩序的開展下去,培養(yǎng)出優(yōu)秀的高科技人才,使得機(jī)器人比賽更加精彩。筆者認(rèn)為針對機(jī)器人競賽活動的培訓(xùn)工作是有方法和策略可尋的,結(jié)合自己的實(shí)踐操作和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)談?wù)剮c(diǎn)想法。
一、選拔主體對象――參賽選手
參賽選手的選拔是機(jī)器人競賽活動培訓(xùn)過程中的第一個(gè)步驟,也是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。新課程標(biāo)準(zhǔn)的核心理念是學(xué)生是學(xué)習(xí)和發(fā)展的主體,這也是機(jī)器人競賽活動有效開展的主要對象,機(jī)器人教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿都應(yīng)體現(xiàn)在學(xué)生身上。所以,參賽選手的選拔尤為重要,如何才能在眾多的學(xué)生當(dāng)中“相中”高科技苗子,尋到自己滿意的參賽選手,建議可以從以下兩個(gè)方面著手。
1.對機(jī)器人有濃厚的興趣
興趣是最好的老師,是學(xué)生學(xué)習(xí)的強(qiáng)化劑。有人認(rèn)為:我們每個(gè)人從事各種活動,都是由一定的動機(jī)、興趣所引起的,有了動機(jī)、興趣才能去從事各種活動,從而達(dá)到一定的目的。所以,機(jī)器人競賽活動選的學(xué)生不僅需要對機(jī)器人具有很強(qiáng)的好奇心,而且還需要他們對機(jī)器人有足夠的興趣。
2.動手能力強(qiáng)
從近幾年的機(jī)器人競賽活動的情況來看,無論是重慶市選拔賽(各項(xiàng)目的第一名晉級全國賽),還是重慶市常規(guī)賽,大多數(shù)項(xiàng)目都要求參賽選手將機(jī)器人的零件拆成散件帶入比賽現(xiàn)場,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成搭建機(jī)器人,然后編寫程序調(diào)試機(jī)器人。這就要求負(fù)責(zé)搭建機(jī)器人的參賽選手在搭建機(jī)器人的時(shí)候上手一定要快而準(zhǔn),當(dāng)然,這也是對每個(gè)參賽選手的基本要求。
二、輔導(dǎo)教師做好準(zhǔn)備工作
機(jī)器人輔導(dǎo)教師大多為信息技術(shù)教師。作為信息技術(shù)教師在給學(xué)生上課之前要做的第一件事就是鉆研教材,認(rèn)真寫好教案。俗話說得好,要給孩子半桶水,自己就要有一桶水。輔導(dǎo)機(jī)器人的教師也不例外,所以,輔導(dǎo)教師應(yīng)做好充分的準(zhǔn)備工作。
首先,要讀懂并吃透比賽規(guī)則,這一點(diǎn)非常重要。有的輔導(dǎo)教師對比賽項(xiàng)目的規(guī)則理解不夠透測甚至是理解錯(cuò)誤,尤其是比賽項(xiàng)目所要完成的任務(wù)要求模棱兩可,這樣會導(dǎo)致輔導(dǎo)方向有誤,培訓(xùn)效果不明顯,比賽結(jié)果是顯而易見的。
其次,輔導(dǎo)教師要樹立正確的榮辱觀,并且要對學(xué)生加以正確的引導(dǎo),要讓他們知道比賽只是一種形式,是培養(yǎng)他們創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的手段。既然是比賽,那么就應(yīng)該眾在參與,拿獎或不拿獎或者拿幾等獎都不重要,最重要的是通過這次比賽自己和以前相比綜合能力有了明顯的提高、增長了知識、開拓了眼界等等,只要做到了其中一點(diǎn),那么,你就是最大的贏家。
三、培訓(xùn)參賽選手
在新課改的背景下,一天正常的行課安排為上午五節(jié)課,下午四節(jié)課。為了保證機(jī)器人競賽活動的訓(xùn)練能順利且有效地進(jìn)行,參賽選手培訓(xùn)時(shí)間一般為中午、下午放學(xué)后或周末的課余時(shí)間,讓參賽選手在短期內(nèi)進(jìn)行集中訓(xùn)練,在這期間參賽選手要學(xué)習(xí)的東西很多,主要有以下幾點(diǎn)。
1.參賽選手要認(rèn)真研讀比賽規(guī)則
比賽規(guī)則除了輔導(dǎo)教師要學(xué)習(xí)之外,參賽選手也要仔細(xì)研究,因?yàn)楸荣愐?guī)則里面包含了很多重要的信息,如競賽流程、競賽所要完成任務(wù)、評分標(biāo)準(zhǔn)等等。正式比賽時(shí),輔導(dǎo)教師不能進(jìn)入比賽現(xiàn)場。所以,參賽選手要對這些重要條款做到心中有數(shù),甚至還要記住某些注意事項(xiàng),以免在比賽過程中丟失分?jǐn)?shù)或者犯規(guī)。
2.參賽選手要反復(fù)練習(xí)編寫程序,調(diào)試機(jī)器人
從機(jī)器人競賽活動的各個(gè)項(xiàng)目比賽情況來看,有些比賽項(xiàng)目的任務(wù)要求不確定,只有參賽選手進(jìn)入比賽現(xiàn)場的時(shí)候才知道所要完成任務(wù)的具體情況。所以參賽選手要反復(fù)習(xí)練習(xí)編寫程序,調(diào)試機(jī)器人。只有這樣,學(xué)生在比賽中才能游刃有余。
3.參賽選手還要學(xué)會如何應(yīng)對在比賽過程中的突發(fā)狀況
參賽選手平時(shí)在訓(xùn)練的時(shí)候可能一切都順理成章,沒有遇到過突發(fā)狀況,即使遇到了也是輔導(dǎo)教師幫忙解決??墒窃诒荣惉F(xiàn)場有很多不確定的因素是我們無法預(yù)料的。所以,在訓(xùn)練過程中,教師就要預(yù)設(shè)各種突發(fā)狀況,讓參賽選手學(xué)會解決各種問題的方法,防止在比賽現(xiàn)場參賽選手措手不及。
四、做好賽后反思
作為高中信息技術(shù)教師在教學(xué)過程中有教學(xué)反思,那么,作為機(jī)器人輔導(dǎo)教師在每次比賽過后也要有所總結(jié)和反思。每次比賽下來要總結(jié)和反思的東西有很多,無論是好的或者不好的都要做好賽后總結(jié)和反思工作,把好的、有價(jià)值的東西保留下來方便以后再用;不好的想想為什么不好,總結(jié)出原因,避免下次再犯同樣的錯(cuò)誤。
輔導(dǎo)教師要堅(jiān)持做好每次賽后的反思和總結(jié),這樣不僅有助于輔導(dǎo)教師自身的發(fā)展,而且還有助于輔導(dǎo)教師積累豐富的經(jīng)驗(yàn)、方法。
機(jī)器人競賽活動越來越豐富多彩,每個(gè)輔導(dǎo)教師對于參賽選手的培訓(xùn)工作都有自己獨(dú)到的見解,相信在廣大同仁的共同努力下,一定會總結(jié)出一套既科學(xué)又完善的培訓(xùn)策略。
參考文獻(xiàn):
[1]王道俊,王漢瀾.教育學(xué)[M].北京:人民教育出版社,1999:551.
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2014 年7 月26~28 日,“金山杯” 第9 屆全國青少年教育機(jī)器人奧林匹克競賽暨第26 屆ROBO-ONE 國際機(jī)器人競賽和第3 屆國際青少年教育機(jī)器人奧林匹克競賽全國選拔賽,在華東師范大學(xué)附屬楓涇中學(xué)舉行。國家教育部教育裝備工作領(lǐng)導(dǎo)小組副組長韓呼生, 國際機(jī)器人ROBO-ONE 中國委員會主任馬巍等參加活動。
競賽中,來自全國25 個(gè)省市(港澳地區(qū))共1800 余名機(jī)器人競賽運(yùn)動員,分小學(xué)組、初中組、高中組三個(gè)組別,分別參加了雙足機(jī)器人技能賽、機(jī)器人軌跡賽、雙足機(jī)器人舞蹈賽、機(jī)器人球類比賽等11 個(gè)項(xiàng)目的競賽。本屆競賽獲獎選手將入選中國代表隊(duì)參加國際機(jī)器人競賽。
本次競賽是上海市首次舉辦的全國性大規(guī)模的國際青少年教育機(jī)器人奧林匹克競賽全國選拔賽。相比往屆競賽, 本次競賽活動規(guī)模最大、賽事規(guī)格最高、參賽人數(shù)最多、競賽項(xiàng)目最齊全, 競賽人數(shù)從去年的800 人猛增至今年的1800 人。
歷時(shí)兩天的比賽為我國青少年機(jī)器人教育提供了展示的舞臺, 有利于普及機(jī)器人教育,拓展青少年的科技視野。
(董少校陳少國)
【關(guān)鍵詞】虛擬儀器;搶答器;邏輯;結(jié)構(gòu)
1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求
1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)
設(shè)計(jì)一臺可供4名選手參加比賽的智力競賽搶答器。主持人開始搶答,選手可以按下強(qiáng)大按鈕搶答。最先按下的選手蜂鳴器響鈴,對應(yīng)的指示燈亮。答題完主持人可以按下復(fù)位鍵重新開啟下一輪。
1.2 設(shè)計(jì)要求
1)四個(gè)參賽者每個(gè)人有一個(gè)搶答按鈕編號為1號、2號、3號、4號,對應(yīng)的指示燈為1號燈、2號燈、3號燈、4號燈;
2)主持人有一個(gè)控制按鈕,用于將所有的燈熄滅與將大屏幕清零,并控制搶答的開始;
3)當(dāng)參賽者按下?lián)尨鸢粹o時(shí),蜂鳴器響鈴,對應(yīng)的指示燈亮,同時(shí)大屏幕上顯示最優(yōu)先搶答者的編號;
4)具有互鎖功能,有人優(yōu)先搶答后系統(tǒng)會關(guān)閉,其他人無法繼續(xù)搶答,必需等主持人清零后,重新喊開始才能重新?lián)尨稹?/p>
實(shí)際操作:當(dāng)主持人按鈕打開時(shí)VI才能運(yùn)行,當(dāng)1-4號有一個(gè)按鈕被按下時(shí),燈亮、蜂鳴器響且VI停止運(yùn)行,當(dāng)主持人按鈕關(guān)閉時(shí)運(yùn)行VI就能清零。
2 原理電路和程序設(shè)計(jì)
3 設(shè)計(jì)的搶答器的主要特點(diǎn)
1)涵蓋搶答題、搶答自鎖,復(fù)位、報(bào)警等功能;
2)結(jié)構(gòu)簡單,易操作。功能較少,但應(yīng)答較為迅速;
3)面板上設(shè)有組號窗口,顯示清晰,同步顯示,沒有干擾;
4)主要是應(yīng)用LabVIEW軟件對搶答器進(jìn)行模擬。所以設(shè)計(jì)中應(yīng)用的主要是LabVIEW邏輯結(jié)構(gòu)和編程技術(shù);
5)簡單運(yùn)用LabVIEW的邏輯結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)4路搶答功能,具有互鎖功能,有人優(yōu)先搶答后系統(tǒng)會關(guān)閉,其他人無法繼續(xù)搶答,必需等主持人清零后,重新喊開始才能重新?lián)尨稹?/p>
4 總結(jié)
電子課程設(shè)計(jì)是本學(xué)期的第一門課程設(shè)計(jì),我們選擇的是四人智力競賽搶答器的設(shè)計(jì),這個(gè)課題應(yīng)用了LabVIEW軟件特點(diǎn),設(shè)計(jì)了有搶答、數(shù)據(jù)鎖存及顯示、聲音提示功能、啟動等功能的搶答器,通過這次課程設(shè)計(jì),使我們對LabVIEW這個(gè)軟件有了一定的了解,對課本上的知識有了進(jìn)一步的掌握。
設(shè)計(jì)過程:我深刻的體會到在設(shè)計(jì)過程中,需要反復(fù)實(shí)踐,其過程很可能相當(dāng)煩瑣,有時(shí)花很長時(shí)間設(shè)計(jì)出來的電路還是需要重做,那時(shí)心中未免有點(diǎn)灰心,有時(shí)還特別想要放棄!此時(shí)更加需要靜下心,查找原因。設(shè)計(jì)思路是最重要的,只要你的設(shè)計(jì)思路是成功的,那你的設(shè)計(jì)已經(jīng)成功了一半。因此我們應(yīng)該在設(shè)計(jì)前做好充分的準(zhǔn)備,像查找詳細(xì)的資料,為我們設(shè)計(jì)的成功打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:世界技能大賽;職業(yè)院校;技能人才;培養(yǎng)質(zhì)量
中圖分類號:G710 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-5727(2016)11-0005-05
自2010年10月加入世界技能組織后,我國于2011、2013、2015年分別派選手參加了第41、42、43共三屆世界技能大賽,參加的賽項(xiàng)數(shù)量分別為6項(xiàng)、22項(xiàng)、29項(xiàng),參賽選手分別為6人、25人、32人,并分別獲得1銀5個(gè)優(yōu)勝獎、1銀3銅13個(gè)優(yōu)勝獎、5金6銀4銅11個(gè)優(yōu)勝獎的好成績。如今,世界技能大賽參賽國家和地區(qū)達(dá)到59個(gè),賽項(xiàng)數(shù)量也達(dá)到歷史最高的50項(xiàng),覆蓋世界經(jīng)濟(jì)六大領(lǐng)域。我國在第43屆世界技能大賽中參賽項(xiàng)目已經(jīng)擴(kuò)大到這六大領(lǐng)域。
加入世界技能組織后,我國成立了世界技能大賽中國組委會,組委會設(shè)在人社部,由人社部職業(yè)能力建設(shè)司、國際司、職業(yè)技能培訓(xùn)鑒定中心、國際文化交流中心以及勞動保障出版集團(tuán)等部門聯(lián)合組成。大賽秘書處設(shè)在職業(yè)能力建設(shè)司。
第三次參加世界技能大賽,我國不僅實(shí)現(xiàn)金牌零的突破,更以15枚獎牌位列世界參賽國家(地區(qū))獎牌榜的第四位,前三位的國家或地區(qū)分別為巴西、韓國、中華臺北。
參加世界技能大賽帶動了我國參賽選手技能水平的提升,也使世界技能大賽參賽項(xiàng)目培訓(xùn)基地收獲了諸多技能人才培訓(xùn)的經(jīng)驗(yàn)和成果,積累了技能人才培養(yǎng)的國際標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)驗(yàn),對我國職業(yè)院校對接世界技能標(biāo)準(zhǔn)開展職業(yè)培訓(xùn),提升技能培訓(xùn)質(zhì)量,促進(jìn)我國現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè),具有重要的借鑒與啟示意義。
一、參加世界技能大賽收獲的技能人才培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)
(一)對參賽選手選拔與培訓(xùn)的經(jīng)驗(yàn)
1.對照世界技能大賽項(xiàng)目技術(shù)文件開展國賽選拔
參加世界技能大賽的國家和地區(qū)都對照世界技能大賽競賽規(guī)則與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開展國賽選拔,我國也不例外。對代表國家參加世界技能大賽的選手,經(jīng)由世界技能大賽中國組委會組織進(jìn)行國賽選拔,獲得國賽參賽資格的選手基本為省賽或行業(yè)大賽第一名。我國在專業(yè)設(shè)置上與世界技能大賽賽項(xiàng)沒有直接對接,在舉辦國賽前三個(gè)月左右時(shí)間,由參賽項(xiàng)目國家集訓(xùn)基地專家組依照世界技能大賽規(guī)則及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),為參賽單位或個(gè)人提供70%的試題及公布使用的設(shè)備,另外30%試題在比賽時(shí)公布。
經(jīng)國賽選拔,獲得前5名的選手進(jìn)入國家集訓(xùn)基地進(jìn)行集訓(xùn)(不同項(xiàng)目有差異)。通過集訓(xùn)再進(jìn)行兩輪晉級賽選拔,最終確定1名選手或1個(gè)團(tuán)隊(duì)代表國家參加世界技能大賽。
2.依據(jù)世界技能大賽歷屆賽項(xiàng)試題培訓(xùn)參賽選手
進(jìn)入國家集訓(xùn)基地的選手需要接受來自基地專家和教練團(tuán)隊(duì)的職業(yè)技能提升培訓(xùn)。如同參加世界技能大賽的很多國家(地區(qū))訓(xùn)練參賽選手的方式一樣,對照往屆世界技能大賽賽題對選手進(jìn)行全方位的技能培訓(xùn)。
在第43屆世界技能大賽上,組委會首次委托第三方出題,難度加倍。其他國家對參賽選手常采用歷屆“比賽真題”訓(xùn)練。第43屆世界技能大賽數(shù)控銑項(xiàng)目技術(shù)指導(dǎo)專家魯宏勛大師認(rèn)為,世界技能大賽是對選手綜合能力的考驗(yàn),掌握的工藝越多,適應(yīng)的設(shè)備種類越多,越能出成績,且先進(jìn)的工藝能大大提高操作效率。在集訓(xùn)期間,為了保障選手每周有一套新的訓(xùn)練試題,魯大師圍繞賽項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),完成了180張?jiān)O(shè)計(jì)圖紙共60套訓(xùn)練考核試題,試題庫基本滿足了選手訓(xùn)練與考核的需要。為提升選手解決問題的應(yīng)變能力以及比賽時(shí)呈現(xiàn)穩(wěn)定的心態(tài),設(shè)法將全部考核要素裝進(jìn)訓(xùn)練試題中。在出題時(shí),打破常規(guī)思路,有意“挖坑”,考驗(yàn)選手的技術(shù)能力。事實(shí)證明,魯宏勛大師培訓(xùn)選手的技法成功而科學(xué),成功背后彰顯的是魯大師的辛勤付出。
3.對參賽選手實(shí)施全方位的職業(yè)素質(zhì)提升訓(xùn)練
世界技能大賽不僅檢驗(yàn)參賽選手技能掌握的熟練程度,更主要的是檢驗(yàn)選手對產(chǎn)品的質(zhì)量、工藝和精度的掌握能力,以及賦予產(chǎn)品的創(chuàng)新能力。
在技能訓(xùn)練中,選手不僅要深刻了解技術(shù)規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn),而且要牢固樹立質(zhì)量、精度意識,更要重視養(yǎng)成職場工作的安全、環(huán)保意識及職業(yè)習(xí)慣。如在第43屆世界技能大賽上獲得銀牌的電器裝置項(xiàng)目指導(dǎo)專家介紹,在對選手進(jìn)行技能提升訓(xùn)練中,特別注意加強(qiáng)選手的職業(yè)行為習(xí)慣等職業(yè)素養(yǎng)的訓(xùn)練,這對大賽上取得優(yōu)異成績至關(guān)重要。魯宏勛大師為培養(yǎng)選手的職業(yè)素養(yǎng),更是親自動手對工具箱進(jìn)行設(shè)計(jì)、改裝,劃線、鉆孔、攻絲、裝調(diào)都是親手操作完成。為了克服巴西機(jī)床兩軸聯(lián)動加工的不足,魯大師甚至調(diào)動了班組的資源,專門設(shè)計(jì)制作了角度定位器。制作的其他輔助工具也都為選手提供了更多的技術(shù)手段,使選手掌握了更多的制作技術(shù)技巧。魯大師所做的一切,潛移默化地影響著選手們,使大家逐漸養(yǎng)成了良好的職業(yè)習(xí)慣,更明白了要成為一名高技能人才所必須具備的職業(yè)素養(yǎng)。
正是各參賽項(xiàng)目都努力通過大力度的技能強(qiáng)化訓(xùn)練和職業(yè)素質(zhì)訓(xùn)練,我國參賽選手才能在世界技能大賽上取得非常優(yōu)異的成績,為在世界舞臺上重塑中國制造大國的形象發(fā)揮了積極作用。
4.訓(xùn)練設(shè)備、訓(xùn)練方式與世界接軌
為盡快熟悉并提升參賽技術(shù)能力,我國對照世賽賽項(xiàng)技術(shù)文件要求中的技能標(biāo)準(zhǔn)對世界技能大賽參賽項(xiàng)目選手進(jìn)行技能培訓(xùn),同時(shí)配備世界技能大賽賽項(xiàng)專用設(shè)備,使用規(guī)定型號的專用工具和耗材等進(jìn)行訓(xùn)練。
按照世界技能組織的要求,世界技能大賽賽項(xiàng)設(shè)備最遲要在賽前的7~8個(gè)月進(jìn)行公布。為使選手盡快熟悉和熟練使用參賽設(shè)備,參賽項(xiàng)目一般對照上屆大賽使用設(shè)備的情況,組織選手通過多種技能交流的方式,增加對相近各種設(shè)備的認(rèn)識與使用的熟練程度,盡量給選手提供與世界技能大賽公布的賽項(xiàng)設(shè)備一致或接近的設(shè)備進(jìn)行訓(xùn)練。為此,一些參賽項(xiàng)目采用“走出去、請進(jìn)來”的國內(nèi)、國際交流方式,提升參賽者技術(shù)技能訓(xùn)練水平,積累參賽經(jīng)驗(yàn)。
相近的參賽項(xiàng)目間還采用相互借鑒的訓(xùn)練方式,進(jìn)行訓(xùn)練技術(shù)交流。有些賽項(xiàng)積極與參賽項(xiàng)目技術(shù)強(qiáng)國開展技術(shù)交流活動,聘請世賽項(xiàng)目技術(shù)專家給予技術(shù)理念、方式、技法等方面的指導(dǎo);世界技能大賽中國組委會也積極組織部分參賽項(xiàng)目選手參加大洋洲技能大賽、歐洲技能大賽以及英國、臺灣地區(qū)、俄羅斯技能大賽,開展技術(shù)切磋,讓選手通過實(shí)戰(zhàn)演練積累參賽經(jīng)驗(yàn),熟悉設(shè)備,提升技能訓(xùn)練水平。
總之,參加世界技能大賽,并在世賽場上取得好成績,表明我國的技術(shù)工人擁有在世界舞臺上與世界同行競爭的一流技能,也一定程度反映出我國在技能人才培養(yǎng)方面取得的積極進(jìn)步。這對我國制定青年技能人才培訓(xùn)策略具有直接的借鑒作用和啟示意義。
(二)承擔(dān)國家集訓(xùn)基地院校收獲的技能人才培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)
我國第43屆世界技能大賽參賽項(xiàng)目共有29個(gè),21個(gè)單位入選國家集訓(xùn)基地。國家集訓(xùn)基地共分三類,其中一類即為職業(yè)院校集訓(xùn)基地,共有15所職業(yè)技術(shù)院校承擔(dān)國家23個(gè)參賽項(xiàng)目集訓(xùn)基地的任務(wù),參賽選手80%以上來自職業(yè)院校的學(xué)生。
1.促進(jìn)職業(yè)院校技能人才培養(yǎng)理念的轉(zhuǎn)變
作為第42、43屆汽車噴漆、第43屆鈑金兩項(xiàng)目的世界技能大賽中國參賽項(xiàng)目國家集訓(xùn)基地,杭州技師學(xué)院在第43屆世賽上代表國家首次收獲了汽車噴漆項(xiàng)目的金牌。在交流世賽基地訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)時(shí),作為基地負(fù)責(zé)人的該學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)提出:“世賽檢驗(yàn)的內(nèi)容就是解決相關(guān)技術(shù)工種的技術(shù)問題,與平時(shí)的教學(xué)內(nèi)容吻合”,“參加世界技能大賽最大的啟迪是教育理念的轉(zhuǎn)變,必須學(xué)以致用,辦學(xué)模式一定要和企業(yè)接軌,行業(yè)元素一定要在教學(xué)中有所體現(xiàn),推進(jìn)一體化教學(xué),在學(xué)中做、做中學(xué),提升學(xué)生的動手能力和主動思考問題的能力”。并且認(rèn)為:“大賽的評價(jià)項(xiàng)目可直接轉(zhuǎn)化為教學(xué)模塊,其評分標(biāo)準(zhǔn)可變成對學(xué)生的評價(jià)方式”,“以往的考試強(qiáng)調(diào)結(jié)果,現(xiàn)在應(yīng)改為強(qiáng)調(diào)階段、過程,讓學(xué)生通過正確的操作流程和技能解決問題?!?/p>
2.對接世界前沿技術(shù),提升專業(yè)建設(shè)水平
承擔(dān)汽車技術(shù)和美發(fā)兩項(xiàng)目的國家集訓(xùn)基地重慶五一高級技工學(xué)校已獲得美發(fā)項(xiàng)目第42屆銀牌、第43屆金牌,第42、43屆汽車技術(shù)項(xiàng)目優(yōu)勝獎。作為項(xiàng)目基地負(fù)責(zé)人之一的學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)為,參加世界技能大賽,積累了選手培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)和成果,這對行業(yè)發(fā)展和引領(lǐng)教學(xué)作用都很大。參加世界技能大賽,用于賽前培訓(xùn)的投入很高,但對于學(xué)校的師資、硬件建設(shè)都具有長遠(yuǎn)影響,特別是帶動專業(yè)建設(shè)的提升。將該行業(yè)最優(yōu)秀的選手和教練匯聚于參賽項(xiàng)目國家集訓(xùn)基地,在真實(shí)的工作環(huán)境中,通過探索,提煉、總結(jié)出反映該技術(shù)領(lǐng)域中與世界前沿技術(shù)對接的新技能,意義完全超出了參賽的范疇,對專業(yè)發(fā)展的貢獻(xiàn)非常大。世界技能大賽規(guī)定各賽項(xiàng)每年要保持25%的技術(shù)更新,并且要反映世界前沿技術(shù),否則賽項(xiàng)技術(shù)方案將不被采納。在參賽項(xiàng)目上獲得金牌,代表著對該領(lǐng)域技能的掌握已與世界前沿技術(shù)接軌。
3.提升了參賽院校師資隊(duì)伍建設(shè)水平
無論是承擔(dān)參賽項(xiàng)目國家集訓(xùn)基地任務(wù)的職業(yè)院校教師,還是參賽選手所在的職業(yè)院校教師,都是在參賽選手集訓(xùn)工作中通過學(xué)習(xí)與研究世界技能大賽技術(shù)文件,并與技術(shù)指導(dǎo)專家團(tuán)隊(duì)一起,對選手落實(shí)技能培訓(xùn)方案中深刻感受、了解、領(lǐng)悟并掌握世界技能大賽對技能人才培訓(xùn)的理念、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與訓(xùn)練方法,在指導(dǎo)選手訓(xùn)練中同時(shí)獲得自身的專業(yè)成長。在對世賽參賽項(xiàng)目國家集訓(xùn)基地的調(diào)查中,了解到基地院校一致認(rèn)為,通過集訓(xùn)工作,基地鍛煉了一批競賽管理和服務(wù)人員,促進(jìn)了專業(yè)建設(shè),提高了專業(yè)師資水平,強(qiáng)力推進(jìn)了以典型工作任務(wù)為載體的教學(xué)改革,將世賽的人才觀、質(zhì)量觀、安全意識等融入教學(xué)中,以世賽規(guī)則技術(shù)文件結(jié)合企業(yè)實(shí)際任務(wù)去開發(fā)世賽班學(xué)習(xí)任務(wù),轉(zhuǎn)化為教學(xué)課程,實(shí)現(xiàn)與國際接軌,促進(jìn)學(xué)校實(shí)訓(xùn)教學(xué)向更高水平邁進(jìn)。這也是我國選擇職業(yè)院校作為基地的目標(biāo)任務(wù)之一,就是以世賽賽項(xiàng)帶動專業(yè)建設(shè)和師資隊(duì)伍建設(shè),促進(jìn)技能人才培訓(xùn)水平的提升。
二、對接世界技能大賽賽項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),提升職業(yè)院校技能人才培養(yǎng)質(zhì)量
(一)以世界技能大賽技術(shù)理念引領(lǐng)職業(yè)院校對接職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)技能人才
世界技能大賽從辦賽之初就重在推動各國重視技能人才實(shí)踐能力的培養(yǎng)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,世界技能大賽致力于青年技能人才實(shí)踐能力培養(yǎng)的理念和方法隨著賽項(xiàng)技術(shù)的成熟日臻完善。這也是我國參加世界技能大賽收獲的經(jīng)驗(yàn)和體會。
世界眾多知名企業(yè)參與世界技能大賽賽項(xiàng)的設(shè)計(jì)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定、競賽過程的評判,提供競賽設(shè)備和材料及培訓(xùn)等,使職業(yè)教育與企業(yè)的實(shí)際需求銜接,為技能人才培養(yǎng)提供了目標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)。
世界技能大賽技術(shù)文件明確提出,所有賽項(xiàng)只測試實(shí)踐能力,理論知識不直接進(jìn)行測試,但必須具備專業(yè)領(lǐng)域的知識。競賽項(xiàng)目是真實(shí)的生產(chǎn)項(xiàng)目或生活領(lǐng)域的實(shí)際內(nèi)容,對比賽作品以完成質(zhì)量、尺寸精度為評判標(biāo)準(zhǔn),體現(xiàn)了對技能大賽選手的技能培訓(xùn)就是對接世界一流企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),培養(yǎng)掌握先進(jìn)理念和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的綜合型技能人才。
世界技能大賽賽項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容對接技能標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)選手,完全符合生產(chǎn)企業(yè)對高技能人才的培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn),甚至能帶動生產(chǎn)企業(yè)技能人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的提升。以焊接為例,參賽選手曾正超獲得第43屆世界技能大賽焊接項(xiàng)目獲得金牌,從入選國家集訓(xùn)隊(duì)到比賽,共進(jìn)行了300多天訓(xùn)練,一個(gè)月的原料費(fèi)用高達(dá)4萬多元,共花費(fèi)了上百萬元。然而與企業(yè)從學(xué)徒開始培養(yǎng)焊接工人比,每年雖只花費(fèi)3000~5000元,但直至成為高級技師,至少需要8年左右時(shí)間,而且只有極少的人才能達(dá)到金牌獲得者曾正超的技能水準(zhǔn)。相比之下,按照世界技能大賽技能標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)技能人才是一條成功的道路。且世賽金牌效應(yīng)巨大,正在激勵(lì)著更多的青年人加入焊接隊(duì)伍。而我國焊接技術(shù)人才非常缺乏,急需大量的青年加入這個(gè)隊(duì)伍。舉辦技能大賽的效應(yīng)也正在于此。
我國舉辦國家級技能大賽和省市級職業(yè)技能競賽,也要充分借鑒世界技能大賽的先進(jìn)理念、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、比賽規(guī)則、工作流程和組織方式,并逐步與世界技能大賽接軌。我國承擔(dān)國家集訓(xùn)基地任務(wù)的職業(yè)院校,已將選手集訓(xùn)期間研究制定的技能訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)積極向同行職業(yè)院校及行業(yè)推廣,以提升該技能領(lǐng)域技能人才的培養(yǎng)質(zhì)量。為此,廣大職業(yè)院校應(yīng)積極了解和學(xué)習(xí)世界技能大賽競賽工種的技能標(biāo)準(zhǔn),對照職業(yè)標(biāo)準(zhǔn),深化工學(xué)結(jié)合、校企合作,加大實(shí)訓(xùn)教學(xué)力度,按照世界技能大賽對技能人才素質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)提升學(xué)生的實(shí)踐技能。
(二)與世界技能大賽競賽工種相近的專業(yè)可參照賽項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)重新調(diào)整專業(yè)課程
世界技能大賽技術(shù)文件中,很多賽項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及賽題清晰地描繪出該技能領(lǐng)域技能人才培養(yǎng)的體系,提示職業(yè)院校可以參照賽項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)職業(yè)培訓(xùn)體系,開發(fā)課程,設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
2015年教育部《高等職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展行動計(jì)劃(2015―2018)》,明確提出了國家對高職院校專業(yè)建設(shè)和生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的導(dǎo)向,就是“對接技術(shù)先進(jìn)、管理規(guī)范、社會責(zé)任感強(qiáng)的規(guī)模以上企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”,對學(xué)生進(jìn)行符合企業(yè)用人標(biāo)準(zhǔn)的技能素質(zhì)培養(yǎng)。
對接世界技能大賽競賽標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)生產(chǎn)或生活領(lǐng)域的技能人才,符合我國職業(yè)院校專業(yè)建設(shè)和生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)要求。人社部也正在組織“系統(tǒng)梳理世界技能競賽的先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),將其精髓與理念不斷轉(zhuǎn)化為我們?nèi)瞬排囵B(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范,進(jìn)而打造出與世界前沿接軌的專業(yè),實(shí)現(xiàn)技能培訓(xùn)助推經(jīng)濟(jì)發(fā)展、助力產(chǎn)業(yè)騰飛的目標(biāo)?!睘榇耍I(lǐng)職業(yè)院校將與世賽賽項(xiàng)相近專業(yè)對照世賽賽項(xiàng)內(nèi)容重新設(shè)計(jì)專業(yè)課程目錄,并參照技能標(biāo)準(zhǔn)要求,制定出掌握該技能領(lǐng)域的技能所涉及的專業(yè)與實(shí)踐課程,對學(xué)生加大技能訓(xùn)練力度,提升學(xué)生的綜合實(shí)踐能力,培養(yǎng)符合生產(chǎn)實(shí)踐領(lǐng)域要求的合格技能人才。
(三)重視學(xué)生職業(yè)素質(zhì)的提升
對技能人才的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是生產(chǎn)質(zhì)量合格的產(chǎn)品。世界技能大賽的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不強(qiáng)調(diào)高難度、快速度,重在看選手在制作產(chǎn)品過程中每一步的精度和質(zhì)量,完成作品的精度與質(zhì)量才是關(guān)鍵。工件難度系數(shù)再高,如果沒有質(zhì)量保證,等于生產(chǎn)廢品。對照世界技能大賽賽項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)參賽選手,重在對于合格產(chǎn)品制造者的職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。這已從我國對世賽金牌選手的技能培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)中得到驗(yàn)證。
我國參加世界技能大賽所收獲的技能人才培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)表明,在技能人才培養(yǎng)過程中,只有堅(jiān)持質(zhì)量第一的原則,做到嚴(yán)格要求,一絲不茍,認(rèn)真做好每件事情,對任何差錯(cuò)絕不放縱,才能培養(yǎng)選手養(yǎng)成踏實(shí)做事、精益求精的工作習(xí)慣。從訓(xùn)練遵守安全操作規(guī)程、節(jié)約使用材料、樹立環(huán)保理念中領(lǐng)會職業(yè)品德養(yǎng)成的重要意義。只有具備全面的職業(yè)素質(zhì),才能在比賽中彰顯技能人才風(fēng)采,最終勝出。
為此,職業(yè)院校要致力于培養(yǎng)合格產(chǎn)品的制造者,要培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、精細(xì)等良好的職業(yè)素養(yǎng),并將職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)貫徹在教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、課程設(shè)計(jì)、教材及技能訓(xùn)練等環(huán)節(jié)中。
(四)重視學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力與合作精神的培養(yǎng)
在世界技能大賽賽場上,由選手獨(dú)立完成比賽任務(wù),但其參賽背后是技能團(tuán)隊(duì)的精誠團(tuán)結(jié)和通力合作,才使得選手在世界技能大賽中最終收獲滿意的成果。
每個(gè)參賽者背后都擁有強(qiáng)大的技能團(tuán)隊(duì)的支持,每枚獎牌的背后離不開教練的辛勤付出。為保障訓(xùn)練正常進(jìn)行,國家集訓(xùn)基地既要為選手提供必需的技術(shù)保障,也要為選手提供必需的后勤保障,更要提供必需的訓(xùn)練設(shè)備等方面的保障。在集訓(xùn)期間,教練、專家與選手吃住在一起,定期召開研討會議,分析選手的競技狀態(tài)以及競技水平,嚴(yán)格檢測每一個(gè)加工工件,分析問題并與選手討論解決方案,預(yù)設(shè)賽場上出現(xiàn)的各種問題與困難,并做好每種技術(shù)問題的應(yīng)急方案。
精誠團(tuán)結(jié)、通力合作是我國參賽選手取得優(yōu)異成績的成功經(jīng)驗(yàn)。合作能力是對技能人才培養(yǎng)的目標(biāo)之一。企業(yè)凝聚力是企業(yè)生存發(fā)展的關(guān)鍵要素。凝聚力來自技能團(tuán)隊(duì)成員的通力合作,企業(yè)技術(shù)改造、創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè),無不要求技術(shù)人員間的合作。大賽讓選手充分感受到,沒有技能團(tuán)隊(duì)的強(qiáng)有力支持,就沒有自己的成就。為此,職業(yè)院校應(yīng)開設(shè)師生間的項(xiàng)目合作教學(xué)課程,使師生在合作中感受到團(tuán)隊(duì)的凝聚力。還可以讓學(xué)生積極參加到大賽比賽中來,感受團(tuán)隊(duì)合作的魅力,這也是現(xiàn)代企業(yè)對技能人才培養(yǎng)的素質(zhì)要求之一。
(五)引領(lǐng)教師加入到研究世界技能大賽技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中來
世界技能大賽辦賽目標(biāo)之一就是提升廣大教師的技能創(chuàng)新能力。2017年第44屆世界技能大賽,我國將參加46個(gè)賽項(xiàng),這意味著更多的職業(yè)院校教師會以各種形式參與到世界技能大賽工作中。為此,建議職業(yè)院校關(guān)注世賽,積極引導(dǎo)教師對照賽項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),了解該技術(shù)工種發(fā)展的世界前沿技術(shù),提升自身的專業(yè)水平,并在研究基礎(chǔ)上將技術(shù)理念和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)引入教學(xué),促進(jìn)技能人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量提升,助力國家經(jīng)濟(jì)騰飛。
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機(jī)器人足球賽目前國家所提倡的素質(zhì)教育中,能力培養(yǎng)是核心。機(jī)器人足球提供了一個(gè)對學(xué)生的能力進(jìn)行培養(yǎng)的大舞臺。國際上最具影響的機(jī)器人足球賽主要是FIRA和RoboCup兩大世界杯機(jī)器人足球賽,這兩大比賽都有嚴(yán)格的比賽規(guī)則,融趣味性、觀賞性、科普性為一體,為更多青少年參與國際性的科技活動提供了良好的平臺。
滅火競賽是機(jī)器人滅火競賽機(jī)器人滅火的想法是在1994年由美國三一學(xué)院的JackMendelssohn教授首先提出的。比賽是在一套模擬四室一廳住房內(nèi)進(jìn)行,要求參賽的機(jī)器人在最短的時(shí)間內(nèi)熄滅放置在任意一個(gè)房間中的蠟燭。
機(jī)器人綜合競賽無論是機(jī)器人足球比賽系列還是機(jī)器人滅火比賽系列都主要圍繞著一個(gè)主題進(jìn)行的機(jī)器人競賽,在國際上,除了這些機(jī)器人單項(xiàng)競賽之外,還有把各項(xiàng)機(jī)器人競賽組合在一起的比賽系列,即機(jī)器人綜合比賽。
機(jī)器人大賽主要比的是機(jī)器人足球賽、機(jī)器人滅火競賽以及機(jī)器人綜合競賽。
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機(jī)器人競賽
機(jī)器人競賽是一項(xiàng)很好的科技創(chuàng)新活動,形式繁多,內(nèi)容豐富。設(shè)計(jì)方案的開放性,也為學(xué)生的創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。參賽者可以用不同的方法實(shí)現(xiàn)同一個(gè)項(xiàng)目,通過比賽,激發(fā)其對機(jī)器人的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)他們積極探索機(jī)器人新科技,為其自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供良好的平臺。中國機(jī)器人大賽暨RoboCup公開賽:1999年,在RoboCup國際委員的支持和授權(quán)下,首屆中國機(jī)器人大賽暨RoboCup公開賽在中國重慶舉辦,目前是中國機(jī)器人最具影響力的賽事,比賽共設(shè)立12類65項(xiàng)賽事。機(jī)器人競賽種類多、規(guī)模大、水平高,為大學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐活動提供了很好的平臺?!拔磥砘锇椤北袊悄軝C(jī)器人大賽(暨國際機(jī)器人滅火比賽中國賽區(qū)選拔賽),是中國人工智能機(jī)器人專業(yè)委員會等多個(gè)單位主辦的一項(xiàng)全國性賽事。大賽包含機(jī)器人救火大賽、機(jī)器人足球比賽、機(jī)器人創(chuàng)新大賽、機(jī)器人搜救大賽、機(jī)器人擂臺賽和機(jī)器人舞蹈戲劇大賽等6個(gè)主題項(xiàng)目。其中機(jī)器人救火大賽是國際賽制機(jī)器人滅火比賽(暨國際機(jī)器人滅火比賽中國賽區(qū)選拔賽)?!帮w思卡爾”杯全國大學(xué)生智能汽車競賽,由教育部委托高等學(xué)校自動化專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會主辦。競賽分競速賽與創(chuàng)意賽兩類比賽。自2006年首次舉辦以來,“飛思卡爾”杯全國大學(xué)生智能汽車競賽已經(jīng)成功舉辦了6屆。
機(jī)器人實(shí)踐教學(xué)的具體實(shí)施
機(jī)器人競賽、創(chuàng)新實(shí)踐是一項(xiàng)很好的科技創(chuàng)新活動,機(jī)器人的趣味性易于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和研究的興趣,同時(shí)將創(chuàng)新實(shí)踐、競賽引入教學(xué)過程,使學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)和研究?!皺C(jī)器人項(xiàng)目教學(xué)法”的一般教學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1所示:“項(xiàng)目教學(xué)法”最顯著的特點(diǎn)是“以項(xiàng)目為主線、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體”,改變了以往“教師講,學(xué)生聽”被動的教學(xué)模式,創(chuàng)造了學(xué)生主動參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng)新的新型教學(xué)模式。本文以參加2012年中國機(jī)器人大賽暨RoboCup公開賽的醫(yī)療與服務(wù)機(jī)器人組的項(xiàng)目為例,在比賽初期確定人員,將不同專業(yè)和不同年級的學(xué)生組成一個(gè)競賽小組,研究競賽規(guī)則、制定項(xiàng)目方案、機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、程序調(diào)試,學(xué)生分工合作,過程中集思廣益、取長補(bǔ)短、團(tuán)結(jié)協(xié)作。這種在探索中學(xué)習(xí)的過程是其他教學(xué)環(huán)節(jié)無法實(shí)現(xiàn)的,對于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力非常重要。本文以一種醫(yī)療與服務(wù)機(jī)器人設(shè)計(jì)為導(dǎo)向的項(xiàng)目教學(xué)法,按照以下六個(gè)教學(xué)步驟進(jìn)行:
1.項(xiàng)目的申請
本學(xué)院主要參加了醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人、機(jī)器人游中國、擂臺等機(jī)器人項(xiàng)目,學(xué)生可以針對感興趣的比賽項(xiàng)目,或者根據(jù)江蘇省高等學(xué)校大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃,申報(bào)項(xiàng)目,填寫申請書。教師針對學(xué)生申報(bào)的項(xiàng)目,分析學(xué)生的實(shí)際情況,建議選擇項(xiàng)目規(guī)模和難度適中的項(xiàng)目。中國已經(jīng)進(jìn)入了老齡化社會,而且在今后幾年內(nèi)老齡人口數(shù)量將會呈上升趨勢,老齡化將更加嚴(yán)重。老齡化使社會的勞動力減少,一些老年人不僅不能參加勞動,而且有的甚至失去了自理能力,需要人照顧,這就增加了他們的子女以及社會的負(fù)擔(dān)。年輕人為了工作日益繁忙,在目前服務(wù)行業(yè)工作者稀缺的背景下,在醫(yī)院時(shí)不時(shí)會有行動不便的病人需要護(hù)士和家人的攙扶。而在沒有人幫助的情況下,行動不便的病人寸步難行,稍有不慎就有可能摔倒受傷。所以筆者建議學(xué)生選擇參加醫(yī)療與服務(wù)機(jī)器人創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作賽項(xiàng),設(shè)計(jì)一種醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人更好的服務(wù)病人。
2.項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的建立
建立學(xué)生團(tuán)隊(duì),營造互相競爭、互相幫助的學(xué)習(xí)氛圍,學(xué)生在做項(xiàng)目過程中攜手合作,彌補(bǔ)相互間的不足,遇到問題大家一起討論解決,這讓學(xué)生體會到團(tuán)隊(duì)的重要性,做到共同進(jìn)步。同時(shí),團(tuán)隊(duì)的學(xué)生分工明確,每人負(fù)責(zé)項(xiàng)目的某一部分,使學(xué)生真正參與到項(xiàng)目中,整個(gè)項(xiàng)目的完成,離不開每一個(gè)學(xué)生,學(xué)生為使項(xiàng)目不會因?yàn)樽约贺?fù)責(zé)的部分沒有完成而主動學(xué)習(xí),主動查資料,可以培養(yǎng)和提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。學(xué)生團(tuán)隊(duì)的建立,應(yīng)考慮學(xué)生的專業(yè),年紀(jì),特長等因素。教師確定一名隊(duì)長,根據(jù)項(xiàng)目的特點(diǎn),隊(duì)長可以自己招學(xué)生,實(shí)現(xiàn)學(xué)生管理學(xué)生。參加醫(yī)療與服務(wù)機(jī)器人創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作賽項(xiàng),筆者選擇了5名學(xué)生,隊(duì)長由09級的一名學(xué)生擔(dān)任,該生組織能力比較強(qiáng),專業(yè)能力也比較脫出,由他負(fù)責(zé)整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)展,匯報(bào)工作。其他學(xué)生分別是1名2009級的,2名2010級的,1名2011級的,專業(yè)分別是自動化、測控、電氣。
3.項(xiàng)目任務(wù)、計(jì)劃的制定
團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人制定機(jī)器人項(xiàng)目工作計(jì)劃,確定工作步驟。機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的智能儀器。本次設(shè)計(jì)的醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人由小組討論決定,醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人外形像輪椅,病人能夠獨(dú)自駕駛?cè)セ?yàn)室拿取報(bào)告,去門診找醫(yī)生復(fù)診,降低護(hù)士工作量及病人家屬的負(fù)擔(dān)。為使醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人更好的服務(wù)病人,該團(tuán)隊(duì)為機(jī)器人設(shè)置了兩種模式:座椅模式和病床模式,免去了病人就診、休息時(shí)需要被移動到病床上的麻煩。機(jī)器人將現(xiàn)場鍵盤控制和遠(yuǎn)程控制相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)護(hù)士對病人的遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù),機(jī)器人在前進(jìn)過程中,檢測到前方有障礙物時(shí)就會立刻停下,減少不必要的事故。同時(shí)機(jī)器人配備了機(jī)械手,可以幫助病人取物品,最大程度幫助病人。根據(jù)團(tuán)隊(duì)中學(xué)生的專業(yè)、特長等分配任務(wù),負(fù)責(zé)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的學(xué)生需要畫圖紙、電焊等來完成機(jī)器人結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、機(jī)械手的設(shè)計(jì);電路設(shè)計(jì)的學(xué)生制作包括單片機(jī)電路、電源穩(wěn)壓電路、電機(jī)驅(qū)動電路、紅外避障電路、鍵盤輸入電路;測控專業(yè)的學(xué)生負(fù)責(zé)電路的測試、場地的制作等工作;程序編寫的學(xué)生,完成程序的設(shè)計(jì)、調(diào)試;控制界面的設(shè)計(jì)由另外一個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé),主要是VB編寫上位機(jī)、WIFI攝像頭的調(diào)試、藍(lán)牙通信的調(diào)試。根據(jù)機(jī)器人項(xiàng)目的特點(diǎn),學(xué)生在制作過程中可適當(dāng)?shù)刈饕恍┱{(diào)整。根據(jù)項(xiàng)目完成的時(shí)間確定工作步驟,進(jìn)行時(shí)間分配。最終得到教師的認(rèn)可才能執(zhí)行。
4.項(xiàng)目制作
學(xué)生自己確定各自在小組中的分工,然后按照已確立的工作步驟和程序工作?;跈C(jī)器人項(xiàng)目的作品成果形式多種多樣,可以是調(diào)查報(bào)告、實(shí)物模型、演講稿、論文等。通過展示作品成果,可反映學(xué)生在項(xiàng)目完成過程中所掌握的技能。本次設(shè)計(jì)的醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人成果包括機(jī)器人模型一個(gè)、機(jī)器人設(shè)計(jì)與使用說明書一份、演講稿一份。在本項(xiàng)目比賽結(jié)束后,指導(dǎo)學(xué)生按照他們設(shè)計(jì)的醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人撰寫論文、申請專利。
5.項(xiàng)目檢查評估
整個(gè)項(xiàng)目檢查評估采用答辯的形式向教師匯報(bào),首先由隊(duì)長對整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行匯報(bào)總結(jié),再由隊(duì)員對自己負(fù)責(zé)的工作進(jìn)行匯報(bào)和自我評估,并且對設(shè)計(jì)的醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人進(jìn)行展示,教師根據(jù)團(tuán)隊(duì)成員的表現(xiàn)、研究成果表述和作品的展示進(jìn)行檢查,為到現(xiàn)場比賽作準(zhǔn)備。針對項(xiàng)目中出現(xiàn)的問題,師生共同討論,教師引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考問題,解決問題。學(xué)生通過對比師生評價(jià)結(jié)果,找出造成結(jié)果差異的原因
6.項(xiàng)目資料歸檔或應(yīng)用
為使學(xué)生養(yǎng)成良好的習(xí)慣,項(xiàng)目結(jié)束后,教師監(jiān)督學(xué)生將項(xiàng)目工作資料整理歸檔,材料包括項(xiàng)目申報(bào)書、進(jìn)度表、機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)圖、程序設(shè)計(jì)流程、機(jī)器人控制程序、項(xiàng)目結(jié)項(xiàng)書、項(xiàng)目報(bào)告講義等。
機(jī)器人項(xiàng)目教學(xué)的成果
機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐是一個(gè)綜合性、高難度的科技制作過程,有利于提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。在教師指導(dǎo)下,學(xué)生通過自己查閱資料、提出有創(chuàng)意的設(shè)計(jì)方案,選擇合適的元件,設(shè)計(jì)、焊接電路,編程、測試程序等,充分調(diào)動了學(xué)生的積極性,發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力,使學(xué)生在實(shí)踐中進(jìn)一步提高自己的綜合能力。有助于將學(xué)生的興趣應(yīng)用到教師的科研中,使學(xué)生們熱愛科技,投身科技,在學(xué)校形成良好的科技學(xué)術(shù)氣氛。本校參加機(jī)器人競賽源于2010年,當(dāng)時(shí)參賽的賽事為“飛思卡爾”杯全國大學(xué)生智能汽車競賽、中國機(jī)器人大賽暨RoboCup公開賽、江蘇省機(jī)器人大賽、“未來伙伴”杯機(jī)器人競賽,并因此開設(shè)了機(jī)器人技術(shù)、機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐與競賽等公共選修課;制定了《大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目負(fù)責(zé)制實(shí)施辦法》,針對項(xiàng)目采取一系列措施,保證學(xué)生能在項(xiàng)目的過程中鍛煉自己的能力,同時(shí)能保證創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目的創(chuàng)新性。實(shí)踐教學(xué)效果顯著,本校代表隊(duì)在2012年第七屆“飛思卡爾”杯華東賽區(qū)比賽中,獲得攝像頭組第一名,晉級參加全國決賽的隊(duì)伍,獲得全國攝像頭組特等獎。2012年中國機(jī)器人大賽暨RoboCup公開賽獲得3項(xiàng)季軍,2010年“未來伙伴杯”獲得滅火比賽冠軍,受邀參加在美國舉辦的國際機(jī)器人滅火比賽。
隨著智能技術(shù)的發(fā)展,機(jī)器人也走進(jìn)了學(xué)生的視野和課堂教學(xué)之中。機(jī)器人技術(shù)綜合了信息技術(shù)、電子工程、機(jī)械工程、控制理論、傳感技術(shù)等前沿科技,備受各國科研與教育界關(guān)注,相繼出現(xiàn)了一系列機(jī)器人設(shè)計(jì)大賽。而通過訓(xùn)練與參賽也的確培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神、合作能力與競爭意識,提升了師生的綜合素質(zhì)。在全國中小學(xué)生機(jī)器人大賽風(fēng)生水起之際,我刊特別組織到了廣州市白云區(qū)的教師撰寫了5篇機(jī)器人教學(xué)與參賽論文,介紹其經(jīng)驗(yàn),推廣其成果。同時(shí),我們也熱誠歡迎更多教師參與此熱點(diǎn)問題的探討與交流。
機(jī)器人給我們的感覺是它只出現(xiàn)在科幻小說和電影里,而且總是集各種高尖科技于一身,無論是成人還是孩童,都對它充滿想象和興趣。機(jī)器人問世已有幾十年,但是科技界因?yàn)槠浒l(fā)展速度快一直沒有給出明確統(tǒng)一的定義,隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展和信息時(shí)代的到來,人類的智慧更使機(jī)器人的內(nèi)容與內(nèi)涵不斷充實(shí)與創(chuàng)新[1]。伴隨人工智能的研究發(fā)展,人類對機(jī)器人的期待和創(chuàng)造更多地從小說和電影走向我們的現(xiàn)實(shí)生活。因智能機(jī)器人的創(chuàng)造與制作對青少年創(chuàng)新意識與創(chuàng)造能力培養(yǎng)具有獨(dú)特影響,近年來機(jī)器人教育也進(jìn)入到教育領(lǐng)域中來。
一、亦遠(yuǎn)亦近—機(jī)器人教育發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
國外的機(jī)器人教育一直是教育的熱點(diǎn),發(fā)達(dá)國家普遍高度重視機(jī)器人學(xué)科教育對高科技社會的作用和影響,其中,美國號稱“現(xiàn)代機(jī)器人故鄉(xiāng)”。自1992年開始,美國政府有關(guān)部門在全國高中生中推行“感知和認(rèn)知移動機(jī)器人”計(jì)劃,高中生可免費(fèi)獲得一套70公斤重的零件,自行組裝成遙控機(jī)器人,然后可參加有關(guān)比賽。1994年,麻省理工學(xué)院(MIT)設(shè)立了設(shè)計(jì)和建造LEGO機(jī)器人課程,目的是提高工程設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生的設(shè)計(jì)和創(chuàng)造能力,并開發(fā)了各種教學(xué)工具,通過與積木玩具商樂高公司緊密合作,開發(fā)出可編程的樂高玩具,幫孩子們學(xué)會在數(shù)字時(shí)代進(jìn)行設(shè)計(jì)活動[2]。
日本機(jī)器人發(fā)展雖然比美國晚10年,但是也非常重視機(jī)器人教育和機(jī)器人文化。在日本,每所大學(xué)都有高水平的機(jī)器人研究和教學(xué)內(nèi)容,每年定期舉行各種不同層次的機(jī)器人設(shè)計(jì)和制作大賽,既有國際性高水平比賽,也有社區(qū)性中小學(xué)生參加的比賽[2]。
機(jī)器人國際賽開始于1995年,國際上較有影響力的機(jī)器人競賽包括機(jī)器人足球、機(jī)器人滅火、機(jī)器人迷宮等,我國也有代表隊(duì)參賽。
近年來,我國的機(jī)器人教育在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域?qū)<业拇罅ν苿酉掠辛撕艽蟮陌l(fā)展,第八輪課程改革在高中信息技術(shù)課程設(shè)立了“人工智能初步”選修模塊,邁出了我國高中階段開展人工智能教育的第一步,這也意味著我國的人工智能教育在大眾化、普及化層面上躍上了一個(gè)新的臺階[3]。青少年機(jī)器人競賽的開展,促使各地方政府關(guān)注機(jī)器人教育,并組織信息技術(shù)或通用技術(shù)教師開展了小眾性的培訓(xùn)輔導(dǎo)活動,一小部分實(shí)驗(yàn)學(xué)校還將機(jī)器人普及教育納入信息技術(shù)課程中,如北京景山學(xué)校[3]。這些機(jī)器人教育先行者的研究實(shí)踐所形成的機(jī)器人文化,無論是對機(jī)器人教育走近中小學(xué)生,還是對我國的機(jī)器人教育研究都有積極的意義。
機(jī)器人套件的售價(jià)昂貴及其更新速度快成為機(jī)器人教育普及的攔路石,機(jī)器人賽事幾乎成為名校代表隊(duì)的獨(dú)歡宴。義務(wù)教育階段的學(xué)生,大多未能觸摸到這仿佛不是太遙遠(yuǎn)而又離他們學(xué)習(xí)很遠(yuǎn)的東西。
虛擬機(jī)器人又稱軟件機(jī)器人,是由用戶基于虛擬機(jī)器人軟件平臺編制程序產(chǎn)生的機(jī)器人源文件,可在仿真環(huán)境下運(yùn)行形成虛擬仿真功能。虛擬機(jī)器人的設(shè)計(jì)與出現(xiàn),使機(jī)器人教育分成了實(shí)體機(jī)器人和虛擬機(jī)器人兩類[4]。虛擬機(jī)器人軟件最早出現(xiàn)在國外,2000年,世界RoboCup機(jī)器人足球賽的仿真組比賽就采用了虛擬機(jī)器人軟件。近年來,我國出現(xiàn)了幾款自行研制開發(fā)的虛擬機(jī)器人軟件,比較常見的有中鳴公司的AI—RCJ虛擬機(jī)器人足球軟件、納英特公司的3D仿真機(jī)器人軟件、南方數(shù)碼公司的高仿虛擬機(jī)器人軟件等。這些軟件在不同地方被不同行政主管部門引入中小學(xué)生教育競賽項(xiàng)目中,在一定程度上拉近了中小學(xué)校師生與機(jī)器人教育的距離[5]。
二、競賽新寵—3D仿真虛擬機(jī)器人競賽開展
踢開了實(shí)體機(jī)器人套件的價(jià)格阻石,虛擬機(jī)器人軟件平臺及虛擬機(jī)器人競賽仿似“舊時(shí)王謝堂前燕,飛入尋常百姓家”。一直無奈地對各級實(shí)體機(jī)器人競賽進(jìn)行選擇性忽略的我們,終于等來了學(xué)習(xí)鉆研、培訓(xùn)輔導(dǎo)的參與機(jī)會。
7月15日,第十二屆中國青少年機(jī)器人競賽在天津市海河教育園開幕。來自全國33個(gè)省、市、自治區(qū),港、澳地區(qū)的519支代表隊(duì)的選手、教練等共計(jì)3100余人齊聚天津,他們帶來了近萬個(gè)造型各異的機(jī)器人。經(jīng)過六天的角逐,北京代表隊(duì)獲得的金牌總數(shù)全國第一。
各路機(jī)器人廝殺激烈
在本次競賽中,小到用樂高玩具拼裝的機(jī)器人運(yùn)載工具,大到可以靠程序運(yùn)行自動投球的智能機(jī)器人,每一個(gè)機(jī)器人都獨(dú)具特色。
在本次比賽中,分為“仿生機(jī)器人”的機(jī)器人創(chuàng)意、足球、綜合技能、FLL工程挑戰(zhàn)賽和VEX工程挑戰(zhàn)賽五項(xiàng)比賽。其中北京代表隊(duì)派出的96名選手參加了全部比賽,并在這次比賽中表現(xiàn)搶眼,取得14枚金牌13枚銀牌7枚銅牌的好成績。而主題為“大破柵門”的VEX機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽是競賽中最大的看點(diǎn)之一。
在這個(gè)匯集“眼球”的項(xiàng)目中,由付元、溫科、牛靖程、李子程四名同學(xué)組成的小隊(duì)代表人大附中參加了VEX工程挑戰(zhàn)賽。
這四位同學(xué)花了幾個(gè)月的時(shí)間設(shè)計(jì)出了他們的“投球勇士”。機(jī)器人使用了全向輪,可以進(jìn)行平移,更有利投球。在機(jī)器人的后方還裝有氣泵和可以張開的機(jī)翼,展開時(shí)可以阻擋對方的進(jìn)攻。為了更好地完成占位,同學(xué)們還用氣泵制作了一個(gè)固定裝置,可以將機(jī)器人牢牢地固定在場地上。
比賽一共2分半鐘。前20秒是機(jī)器人自動投球的時(shí)間。隊(duì)員現(xiàn)場編程后,機(jī)器人將在長3.6米,寬3.6米的場地中自行移動投球。這個(gè)環(huán)節(jié)看似簡單,但是實(shí)際上并不輕松?!盀榱俗寵C(jī)器人投入更多的球,我們要在現(xiàn)場根據(jù)場地等多種情況,設(shè)計(jì)比如最短的投球線路等程序,以保證機(jī)器人能投入更多的球?!备对嬖V記者,這一部分的程序設(shè)定好壞,直接影響到最后的比分,所以大家一點(diǎn)都不敢怠慢。一點(diǎn)考慮不周,可能就會落下很多的比分。
而后2分多鐘,才是真正的最精彩的部分,選手要親自上場遙控機(jī)器人進(jìn)行對抗比賽。為了增加難度,機(jī)器人要同時(shí)由兩名隊(duì)員控制,一個(gè)人負(fù)責(zé)移動、一個(gè)人負(fù)責(zé)手臂的活動。在兩名隊(duì)員的通力合作下,機(jī)器人投手在場上行走如飛。與對方機(jī)器人“狹路相逢”時(shí),付元小組的機(jī)器人一次次展開機(jī)翼,阻擋對方進(jìn)攻,由于對方“火力”也異常兇猛,付元小組的機(jī)器人幾次險(xiǎn)些被對方擠到一邊,但是機(jī)器人自身攜帶的固定裝置,一次次將危險(xiǎn)化解。經(jīng)過幾番艱苦的“纏斗”,一步步的晉級,付元小組的同學(xué)們獲得全國一等獎。
而在機(jī)器人比賽的其他環(huán)節(jié),場面也異常精彩。在機(jī)器人“踢”足球項(xiàng)目中,雙方隊(duì)員操縱機(jī)器人參賽,機(jī)器人在孩子們的遙控下,通過光電感應(yīng)和輪子滑動,或繞過對方,或以身體擋住對方,千方百計(jì)地把一個(gè)發(fā)光球體“踢”入對方球門。機(jī)器人的反應(yīng)速度讓在場觀眾頗為驚嘆。
培養(yǎng)孩子敢想敢干
已經(jīng)連續(xù)參加了11屆比賽的Vex工程挑戰(zhàn)賽裁判長、北大附小教師何立新告訴記者,比賽會涉及到很多的知識,比如傳動結(jié)構(gòu)、程序編排等。比賽考驗(yàn)選手對機(jī)器人結(jié)構(gòu)的搭建、對程序的設(shè)計(jì)及機(jī)器人的即時(shí)反應(yīng)能力,選手需要具備很強(qiáng)的動手能力才能完成比賽。
曾擔(dān)任多項(xiàng)青少年科技比賽評委的北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛工程學(xué)院教授陸際聯(lián)表示,從上世紀(jì)末,機(jī)器人大賽就成為了廣大青少年特別喜歡的一項(xiàng)活動。只要是青少年喜歡的事物,蘊(yùn)含于事物當(dāng)中的知識就容易被他們接受。授人以魚不如授人以漁,讓青少年在享受現(xiàn)代科技成果的同時(shí),自己動手操作實(shí)現(xiàn)自己的想法,能幫助他們在競賽中提高邏輯能力、動手能力、編程能力等。
而何立新對此深有感觸,2001年他曾指導(dǎo)一個(gè)小學(xué)五年級的學(xué)生制作機(jī)器人。當(dāng)時(shí),雙足直立行走機(jī)器人如何能一直行走不倒,是一個(gè)難題。但是在機(jī)器人制作的過程中,這個(gè)五年級的孩子,設(shè)計(jì)的一個(gè)小裝置成功地解決了這個(gè)問題?!半m然設(shè)計(jì)制作還很粗糙,但是孩子的想象力最終將難題解決?!?/p>
培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作能力
“比賽不但可以提高青少年的素養(yǎng),同時(shí)還能培養(yǎng)孩子的團(tuán)隊(duì)合作意識?!标戨H聯(lián)說,競賽中的每個(gè)項(xiàng)目都不是單獨(dú)一個(gè)人能完成的,各個(gè)環(huán)節(jié)都需要隊(duì)友的配合。比如,此次比賽中,隊(duì)伍中成員各有分工,有參與硬件構(gòu)建的,有專門編程的,參賽團(tuán)隊(duì)的成員們既需要“術(shù)業(yè)有專攻”、各司其職,又需要溝通討論、通力合作才能完成任務(wù)。所以機(jī)器人競賽是一項(xiàng)很能鍛煉團(tuán)隊(duì)意識的活動。