淺談中職機(jī)器人教學(xué)和競(jìng)賽中學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的培養(yǎng)

摘要：江蘇省職業(yè)學(xué)校創(chuàng)新大賽已確定將機(jī)器人項(xiàng)目列為重要的一個(gè)賽項(xiàng)，在我省有的職業(yè)學(xué)校在這之前就已經(jīng)開(kāi)展了機(jī)器人教育教學(xué)的試點(diǎn)工作，不僅積累了很多經(jīng)驗(yàn)，還取得了一定的成績(jī)，機(jī)器人比賽看似簡(jiǎn)單的科學(xué)性比賽，實(shí)質(zhì)它涉及機(jī)器人的搭建工藝、編程技巧等，其實(shí)就是一個(gè)趣味創(chuàng)新比賽的過(guò)程，因此在職業(yè)學(xué)校開(kāi)展了機(jī)器人教育可以豐富學(xué)生的業(yè)余生活、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力等。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人;教學(xué)競(jìng)賽;中學(xué)生

一、淺談中職機(jī)器人教學(xué)中教師隊(duì)伍的建設(shè)

教師隊(duì)伍建設(shè)在機(jī)器人競(jìng)賽中是最關(guān)鍵的，在一支參賽隊(duì)伍中，學(xué)生是核心，而教師就是這支隊(duì)伍的靈魂。教師的技術(shù)水平和教學(xué)手段直接影響整支隊(duì)伍的發(fā)展。

教師能否熟練使用相關(guān)軟件實(shí)施機(jī)器人教學(xué)并指導(dǎo)學(xué)生，能否利用各種軟硬件資源，參加各種活動(dòng)，交流共享，能否將先進(jìn)理念和技術(shù)有效傳遞給學(xué)生，能否帶動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，能否啟發(fā)學(xué)生的聰明才智，激發(fā)學(xué)生應(yīng)有的潛能等，都對(duì)教師的水平提出要求。因此學(xué)校要采取措施加大力度對(duì)教師進(jìn)行培養(yǎng)培訓(xùn)，制定專(zhuān)門(mén)的機(jī)器人競(jìng)賽教師培養(yǎng)計(jì)劃，具體工作總結(jié)為：第一，要選派相關(guān)教師外出參加市級(jí)以上各種機(jī)器人培訓(xùn)，在培訓(xùn)后回校再召開(kāi)技術(shù)分享，擴(kuò)大培訓(xùn)效果;第二，邀請(qǐng)一些相關(guān)的專(zhuān)家到我校來(lái)培訓(xùn)教師、指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)，并將培訓(xùn)成果給予展示;第三，要定期組織教師在校內(nèi)外開(kāi)展機(jī)器人運(yùn)用技術(shù)的交流活動(dòng)，并對(duì)全體學(xué)生開(kāi)放展示研究成果;第四，培訓(xùn)教材建設(shè)要結(jié)合學(xué)校實(shí)際，以專(zhuān)業(yè)特色為根本，以學(xué)生層次特點(diǎn)為依據(jù)，開(kāi)發(fā)校本教材，制定出適合學(xué)生使用的教材;第五，教師要參考網(wǎng)上國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀機(jī)器人的教學(xué)資源，為學(xué)生機(jī)器人創(chuàng)造更寬廣的平臺(tái)，同時(shí)也給學(xué)生了提供適合的機(jī)器人教程教材，圖書(shū)及音像資料等。此外，教師建設(shè)要有一套完整的傳承體制，要鼓勵(lì)優(yōu)秀教師與青年教師結(jié)隊(duì)，專(zhuān)業(yè)教師之間互相結(jié)隊(duì)，一方面使優(yōu)秀的技術(shù)得以傳承，另一方面也為整個(gè)團(tuán)隊(duì)注入新血液，使整個(gè)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)更完善，更全面。

二、淺談中職機(jī)器人項(xiàng)目教學(xué)模式的創(chuàng)新

現(xiàn)在應(yīng)用競(jìng)賽的機(jī)器人款式和種類(lèi)有很多，他們各自的比賽模式又各不相同，側(cè)重點(diǎn)也不同，但是他們之間有些原理是共同的，比如編程等，目前在中職系統(tǒng)創(chuàng)新大賽中主要有VEX機(jī)器人和WER機(jī)器人兩款，本次我重點(diǎn)講一下VEX機(jī)器人，VEX機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽和其他科技性比賽的區(qū)別在于VEX機(jī)器人不僅是人與機(jī)器之間的競(jìng)賽，更是人與人之間的拼搏，甚至是一個(gè)團(tuán)隊(duì)與另一個(gè)團(tuán)隊(duì)之間的決斗。在VEX機(jī)器人比賽中，機(jī)器人和機(jī)器人要發(fā)生接觸，彼此也會(huì)發(fā)生碰撞，一旦碰撞嚴(yán)重就必然要修理，為了減少碰撞，就需要在組裝的過(guò)程中優(yōu)化改進(jìn);機(jī)器人程序編寫(xiě)是否合理，需要不斷地思考和驗(yàn)證;團(tuán)隊(duì)的組建是否合理完整，也需要不斷地接觸和交流。其實(shí)這不斷的改進(jìn)機(jī)器人、完善機(jī)器人的過(guò)程，實(shí)質(zhì)就是一種創(chuàng)新的過(guò)程，同時(shí)也是創(chuàng)新大賽加入機(jī)器人項(xiàng)目的宗旨。在整個(gè)VEX機(jī)器人學(xué)習(xí)的過(guò)程中，學(xué)生必然會(huì)有一個(gè)希望到失望、從挫折到掙扎、經(jīng)歷進(jìn)步到最后成功等一系列的相關(guān)體驗(yàn)，VEX機(jī)器人在這種不斷的改進(jìn)和完善過(guò)程中創(chuàng)新，學(xué)生在機(jī)器人的學(xué)習(xí)活動(dòng)中全面提高了自己的綜合實(shí)踐能力，從而讓自己真正地得到了成長(zhǎng)。

總體的教學(xué)模式分為四步驟：第一步是基礎(chǔ)理論教學(xué)，教師給學(xué)生傳授機(jī)器人的基本專(zhuān)業(yè)知識(shí)，觀看VEX機(jī)器人搭建、程序編寫(xiě)等視頻，弄懂它的組裝工藝和設(shè)計(jì)流程，學(xué)習(xí)VEX機(jī)器人的比賽規(guī)則。學(xué)生要在教師指引下，弄明白搭建的機(jī)器人的基本工藝及機(jī)器人各零部件的特點(diǎn)等。學(xué)生可以在這過(guò)程中初步在頭腦中建立機(jī)器人的概念框架，這樣我們的學(xué)生就有了學(xué)習(xí)目標(biāo)，這可大大有利于今后機(jī)器人的組建、程序編寫(xiě)、指令運(yùn)動(dòng)等學(xué)習(xí)。第二步，組建機(jī)器人，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，一步步地了解機(jī)器人的構(gòu)造、零件名稱(chēng)、運(yùn)動(dòng)原理、組建工藝等，怎樣才能通過(guò)自己的努力組建出一臺(tái)可以運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人。這就要求學(xué)生必須了解相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，同時(shí)要求每組的隊(duì)員要相互合作，互相交流，充分發(fā)揮個(gè)人特長(zhǎng)，這樣才有可能把零散的機(jī)器人搭建起來(lái)，并且根據(jù)自己的指令運(yùn)動(dòng)起來(lái)。每組學(xué)生在合作組建機(jī)器人的時(shí)候，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生各個(gè)階段的身心特點(diǎn)，適當(dāng)補(bǔ)充其他相關(guān)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，讓學(xué)生邊搭建邊思考，帶著思考去學(xué)習(xí)，這樣可以幫助學(xué)生在搭建過(guò)程中迅速成長(zhǎng)。但是，在搭建過(guò)程并不是一帆風(fēng)順的，常常會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題，例如：某個(gè)學(xué)生沒(méi)有鎖緊螺絲造成組建好的機(jī)器人運(yùn)行不穩(wěn);還有成員中某一位學(xué)生因一時(shí)的小疏忽導(dǎo)致組建出來(lái)的機(jī)器人部分地方發(fā)生了匹配錯(cuò)誤，這是學(xué)生需要花幾小時(shí)去把機(jī)器人拆散了再重裝，這對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)是記憶猶新的。多次遭受同樣的挫折，使得學(xué)生的觀察力、動(dòng)手操作能力以及對(duì)做每件事的專(zhuān)注度都會(huì)有很大的提高，在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)也會(huì)慢慢地提升（如圖1，圖2）。

第三步，程序編寫(xiě)，VEX機(jī)器人在從零件變成機(jī)器以后，我們的學(xué)生希望自己搭建的機(jī)器人可以根據(jù)指令運(yùn)動(dòng)起來(lái)。這個(gè)時(shí)候是我們的教師傳授給學(xué)生程序編寫(xiě)能力的最佳時(shí)機(jī)。每次學(xué)生自己可以使用機(jī)器人遙控器來(lái)控制自己搭建的機(jī)器人，并讓機(jī)器人動(dòng)起來(lái)的時(shí)候，他們都非常高興和自豪。在程序編寫(xiě)與機(jī)械人的組裝搭建過(guò)程時(shí)，要留給學(xué)生一定時(shí)間的進(jìn)行思考和研究，還有在授課過(guò)程中，要注意課程的連貫性，不能超前，也不能滯后。在小組中每個(gè)成員都給予明確的分工，讓他們明白團(tuán)結(jié)協(xié)作最重要，做到分工不是分家。在程序編寫(xiě)與組建過(guò)程中，需要學(xué)生寫(xiě)出機(jī)器人的所有零部件清單和記錄程序編寫(xiě)的過(guò)程，做好每組織一次訓(xùn)練工作，都要有相關(guān)的工作記錄，每次訓(xùn)練之后，還要進(jìn)行一次小結(jié)和反思，要對(duì)自己最近的學(xué)習(xí)狀況做出一個(gè)合理的計(jì)劃安排。在這期間，我們可以觀察到，學(xué)生在組建機(jī)器人以及編寫(xiě)程序的過(guò)程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性在一點(diǎn)一點(diǎn)改變，當(dāng)然我們的教師也在改變，家長(zhǎng)更是有所改變，從最開(kāi)始心中的一大堆疑惑，到后來(lái)抱著試一試的心態(tài)，慢慢從認(rèn)可到鼓勵(lì)學(xué)生參加活動(dòng)，特別是看到一些曾經(jīng)成績(jī)一般的學(xué)生，成績(jī)有所上升，學(xué)習(xí)的積極性明顯提高了，這種良性趨勢(shì)，會(huì)給學(xué)生今后學(xué)校能力的提高奠定厚實(shí)的基礎(chǔ)。

第四步，通過(guò)指令操控機(jī)器人，讓機(jī)器人能夠運(yùn)動(dòng)起來(lái)。學(xué)生們?cè)诰毩?xí)的時(shí)候，會(huì)像打籃球一樣自行的組成若干隊(duì)伍來(lái)進(jìn)行對(duì)抗。根據(jù)我們以往的經(jīng)驗(yàn)及學(xué)生自己的選擇，一般四五個(gè)同學(xué)組成一支競(jìng)賽隊(duì)伍來(lái)進(jìn)行對(duì)抗。1支機(jī)器人隊(duì)伍中一般有2臺(tái)功能各一的機(jī)器人、2個(gè)或2個(gè)以上學(xué)生負(fù)責(zé)操作機(jī)器人，其他同學(xué)或?yàn)橹鞴コ绦蚓帉?xiě)，或?yàn)橹鞴C(jī)器人組建，或者負(fù)責(zé)后勤保障服務(wù)。我們要求，每一位同學(xué)都應(yīng)該懂得VEX機(jī)器人的各個(gè)環(huán)節(jié)：搭建、編程、操控、后勤保障等。在機(jī)器人對(duì)抗比賽中，學(xué)生們會(huì)空前團(tuán)結(jié)，因?yàn)槲覀兊膶W(xué)生都知道：團(tuán)隊(duì)中的任何一員都很重要，一旦發(fā)生一個(gè)小小的失誤都會(huì)不利于整個(gè)團(tuán)隊(duì)，甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)隊(duì)伍失敗。為了能在對(duì)抗中獲得成功，每一個(gè)學(xué)生都應(yīng)清楚自己在團(tuán)隊(duì)中的任務(wù)，意識(shí)到自己應(yīng)該承擔(dān)的責(zé)任，團(tuán)隊(duì)內(nèi)的每個(gè)同學(xué)都應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)，交流溝通。學(xué)生們?cè)趯?duì)抗學(xué)習(xí)的時(shí)候會(huì)相互提醒，相互督促，轉(zhuǎn)型研究比賽規(guī)則，商討比賽戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)，認(rèn)真體會(huì)機(jī)器人每一步的操控細(xì)節(jié)，反復(fù)揣摩機(jī)器人程序控制與組裝搭建等，對(duì)弱勢(shì)處進(jìn)行改進(jìn)，在對(duì)抗賽后，要進(jìn)行進(jìn)一步的總結(jié)、反思。在機(jī)器人對(duì)抗中，團(tuán)隊(duì)是非常重要的，個(gè)人在團(tuán)隊(duì)中的表現(xiàn)會(huì)大大地影響團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)有的成績(jī)，這就要求學(xué)生在團(tuán)隊(duì)建設(shè)中能夠思考，彼此之間相互交流等。我們還會(huì)根據(jù)學(xué)生在每個(gè)階段的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，發(fā)給隊(duì)員綜合評(píng)價(jià)表進(jìn)行自評(píng)、組評(píng)和師評(píng)，強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)成員之間的目標(biāo)意識(shí)與責(zé)任意識(shí)

三、淺談中職學(xué)校開(kāi)展機(jī)器人教學(xué)對(duì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的意義

（一）有利于吸引學(xué)生學(xué)習(xí)注意力，更新外界對(duì)中職學(xué)校的認(rèn)識(shí)

通過(guò)平時(shí)觀察和談話(huà)得知，職業(yè)學(xué)校都會(huì)有很少一部分學(xué)生自我意識(shí)較強(qiáng)，根本沒(méi)有從未來(lái)職業(yè)去要求自己、認(rèn)識(shí)自己，思想素質(zhì)和行為習(xí)慣都較差，不能正確的處理同學(xué)之間的矛盾，喜歡用較為偏激的方式來(lái)解決問(wèn)題。而機(jī)器人教學(xué)的開(kāi)展，從一開(kāi)始就讓每一個(gè)學(xué)生都充滿(mǎn)了好奇和對(duì)新事物的渴望。這種好奇心是一種天然的優(yōu)勢(shì)，學(xué)生在一種濃厚的興趣中開(kāi)始學(xué)習(xí)會(huì)有一個(gè)良好的開(kāi)端。學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)器人的時(shí)候，會(huì)通過(guò)老師的解說(shuō)以及自己的現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)，會(huì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)器人的沖動(dòng)，從而會(huì)為學(xué)好機(jī)器人自覺(jué)地提高自己的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，這對(duì)他們今后的職業(yè)發(fā)展、知識(shí)儲(chǔ)備等方面都有了不小的幫助，尤其是對(duì)那些生來(lái)就對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)著迷的學(xué)生、動(dòng)手操作游刃有余的學(xué)生來(lái)說(shuō)，更是一種機(jī)會(huì)。

（二）有利于學(xué)生更好地適應(yīng)現(xiàn)代市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)對(duì)專(zhuān)業(yè)人才的需求

眾所周知，機(jī)器人是現(xiàn)代科技的產(chǎn)物，更是未來(lái)世界科技發(fā)展的重要領(lǐng)域，是各種新興科技的集合者。機(jī)器人，是越來(lái)越完善的人工智能，學(xué)習(xí)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)會(huì)讓每一位中等職業(yè)學(xué)校的畢業(yè)學(xué)生踏入社會(huì)后，可以直接上崗，減少培訓(xùn)的中間步驟。因此學(xué)生在校期間就必須接受學(xué)校統(tǒng)一安排的實(shí)踐性教學(xué)，模擬操作機(jī)器人，熟悉各個(gè)崗位的操作。對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生技能水平、動(dòng)手能力的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)在職業(yè)學(xué)校就顯得尤為重要。當(dāng)然學(xué)校必須具有完善的實(shí)習(xí)基地，較強(qiáng)的實(shí)習(xí)設(shè)備為基礎(chǔ)，才能與當(dāng)今時(shí)代接軌。當(dāng)然今后隨著機(jī)器人教學(xué)與競(jìng)賽的推進(jìn)，有利于新的教學(xué)策略的實(shí)行，使學(xué)生更好地邁入社會(huì)，也有利于滿(mǎn)足現(xiàn)代市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)對(duì)專(zhuān)業(yè)人才的需求，促進(jìn)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的繁榮與發(fā)展。

四、結(jié)語(yǔ)

因此在機(jī)器人學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)生不但需要積極的掌握物理、機(jī)械知識(shí)，還需要對(duì)計(jì)算機(jī)、編程等知識(shí)有所領(lǐng)悟，而在團(tuán)隊(duì)中，學(xué)生們又學(xué)會(huì)了制定計(jì)劃，學(xué)會(huì)了合理分工，學(xué)會(huì)了處理難題。所以，他們學(xué)會(huì)了一種合作交流的能力，這種能力非常的重要，不僅能夠集合大家的力量和智慧，更是一種思想、知識(shí)的碰撞。這些都對(duì)中職學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的提高有著積極的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫璐璐.淺談中職學(xué)校機(jī)器人技能競(jìng)賽與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].課程教育研究，2020（10）：2

[2]王銀鳳.試論機(jī)器人競(jìng)賽教學(xué)對(duì)中學(xué)生若干能力的培養(yǎng)[J].中學(xué)課程資源，2019（3）：2.

[3]潘雪華.淺談中學(xué)生機(jī)器人競(jìng)賽輔導(dǎo)的有效方法[J].考試：教研版，2011（12）：1.

作者簡(jiǎn)介：岳良，男，江蘇揚(yáng)州，江蘇省江都中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校，講師，計(jì)算機(jī)教學(xué)方向。