“授人以魚不如授人以漁,讓青少年在享受機器人比賽的同時,自己動手操作實現自己的想法,能幫助他們在競賽中提高動手能力、編程能力及團隊合作意識。”
7月15日,第十二屆中國青少年機器人競賽在天津市海河教育園開幕。來自全國33個省、市、自治區,港、澳地區的519支代表隊的選手、教練等共計3100余人齊聚天津,他們帶來了近萬個造型各異的機器人。經過六天的角逐,北京代表隊獲得的金牌總數全國第一。
各路機器人廝殺激烈
在本次競賽中,小到用樂高玩具拼裝的機器人運載工具,大到可以靠程序運行自動投球的智能機器人,每一個機器人都獨具特色。
在本次比賽中,分為“仿生機器人”的機器人創意、足球、綜合技能、FLL工程挑戰賽和VEX工程挑戰賽五項比賽。其中北京代表隊派出的96名選手參加了全部比賽,并在這次比賽中表現搶眼,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機器人工程挑戰賽是競賽中最大的看點之一。
在這個匯集“眼球”的項目中,由付元、溫科、牛靖程、李子程四名同學組成的小隊代表人大附中參加了VEX工程挑戰賽。
這四位同學花了幾個月的時間設計出了他們的“投球勇士”。機器人使用了全向輪,可以進行平移,更有利投球。在機器人的后方還裝有氣泵和可以張開的機翼,展開時可以阻擋對方的進攻。為了更好地完成占位,同學們還用氣泵制作了一個固定裝置,可以將機器人牢牢地固定在場地上。
比賽一共2分半鐘。前20秒是機器人自動投球的時間。隊員現場編程后,機器人將在長3.6米,寬3.6米的場地中自行移動投球。這個環節看似簡單,但是實際上并不輕松。“為了讓機器人投入更多的球,我們要在現場根據場地等多種情況,設計比如最短的投球線路等程序,以保證機器人能投入更多的球。”付元告訴記者,這一部分的程序設定好壞,直接影響到最后的比分,所以大家一點都不敢怠慢。一點考慮不周,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器人進行對抗比賽。為了增加難度,機器人要同時由兩名隊員控制,一個人負責移動、一個人負責手臂的活動。在兩名隊員的通力合作下,機器人投手在場上行走如飛。與對方機器人“狹路相逢”時,付元小組的機器人一次次展開機翼,阻擋對方進攻,由于對方“火力”也異常兇猛,付元小組的機器人幾次險些被對方擠到一邊,但是機器人自身攜帶的固定裝置,一次次將危險化解。經過幾番艱苦的“纏斗”,一步步的晉級,付元小組的同學們獲得全國一等獎。
而在機器人比賽的其他環節,場面也異常精彩。在機器人“踢”足球項目中,雙方隊員操縱機器人參賽,機器人在孩子們的遙控下,通過光電感應和輪子滑動,或繞過對方,或以身體擋住對方,千方百計地把一個發光球體“踢”入對方球門。機器人的反應速度讓在場觀眾頗為驚嘆。
培養孩子敢想敢干
已經連續參加了11屆比賽的Vex工程挑戰賽裁判長、北大附小教師何立新告訴記者,比賽會涉及到很多的知識,比如傳動結構、程序編排等。比賽考驗選手對機器人結構的搭建、對程序的設計及機器人的即時反應能力,選手需要具備很強的動手能力才能完成比賽。
曾擔任多項青少年科技比賽評委的北京理工大學機械與車輛工程學院教授陸際聯表示,從上世紀末,機器人大賽就成為了廣大青少年特別喜歡的一項活動。只要是青少年喜歡的事物,蘊含于事物當中的知識就容易被他們接受。授人以魚不如授人以漁,讓青少年在享受現代科技成果的同時,自己動手操作實現自己的想法,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年他曾指導一個小學五年級的學生制作機器人。當時,雙足直立行走機器人如何能一直行走不倒,是一個難題。但是在機器人制作的過程中,這個五年級的孩子,設計的一個小裝置成功地解決了這個問題。“雖然設計制作還很粗糙,但是孩子的想象力最終將難題解決。”
培養團隊合作能力
“比賽不但可以提高青少年的素養,同時還能培養孩子的團隊合作意識。”陸際聯說,競賽中的每個項目都不是單獨一個人能完成的,各個環節都需要隊友的配合。比如,此次比賽中,隊伍中成員各有分工,有參與硬件構建的,有專門編程的,參賽團隊的成員們既需要“術業有專攻”、各司其職,又需要溝通討論、通力合作才能完成任務。所以機器人競賽是一項很能鍛煉團隊意識的活動。
而且參與競賽,可以很好地培養青少年的綜合協調能力。陸際聯說,教練不在身邊,參賽選手碰到的所有問題都要自己去解決,這樣一方面可以減少青少年心理上的依賴性。另一方面,在與本項目隊員或其他項目隊員溝通交流、解決問題的過程中,也能增強選手自身實際處理問題的能力。
在何立新看來,團隊中,榜樣作用的影響也不容小覷。挑選學生進隊時,并不是按照學習能力來考察,而是看動手能力、創新思維等等。所以有的孩子進來的時候,學習成績可能并不是名列前茅的。但是在加入比賽后,通過動手、動腦、克服困難等等的訓練,這些孩子的心理和思維邏輯等能力都會得到提升。而且機器人大賽是團體項目,孩子進入這個團隊后,周圍都是很優秀的人,他們也會受到榜樣作用的影響,在自己不足的方面奮起直追。這樣的結果就是許多孩子的成績比以前好了。“但是學習成績并不是這個項目追求的目標。提高孩子的素質才是終極目的。”何立新說。