機器人活動中的教師角色

在機器人競賽活動中，教師與學生共同經歷，共同成長。教師不僅是簡單的技術指導的角色，也充當了與學生共同探討、共同研究的綜合性角色。

因此，做好教師角色定位，把握好師生關系，把握學習和研究中教與學的度是我們應該探討和研究的問題。

學生對機器人的興趣，開始都沒有針對性，要想讓學生找到合適的項目，必須對學生進行必要的引導。

比如我校開展機器人足球的時候，師生對這個項目非常陌生。于是我通過各種渠道搜集資料，并給學生做多角度的展示，借以激發起學生的興趣。

果然，高二年級的王農龍等一批同學興趣濃厚，當時正值他們參加完重慶的“機器人滅火比賽”并奪得了冠軍，大家信心百倍。我趁熱打鐵，為學生詳細介紹足球機器人的基本情況和規則，并鼓勵有興趣的學生進一步了解機器人足球的細節，探索自己今后在機器人足球上發展的方向。就這樣，我們的機器人足球隊就順利組建起來了。

最初，學生用滅火機器人的底盤為原型來進行改裝，原來的風扇被拆下后裝上光敏傳感器和一根桅桿（用來固定羅盤）。但由于技術不成熟，其找球和控球能力極其低下，靈活度也較差。我便引導學生了解當前機器人足球的兩種主要的控球方式——吸球裝置和沖撞模式，并讓他們自己去嘗試，結果他們參考網上的方案，經過兩天的努力，就做出了帶吸球裝置的足球機器人，大大改進了控球問題。

通過教師的引導，學生有了濃厚的興趣，并能自己進行不斷研究和改進，為機器人項目的開展奠定了很好的基礎。

機器人活動開展的主體是學生，但中學生的知識有限，實踐經驗也相對匱乏，關鍵時刻教師還應充當一個正確的決策角色。

機器人足球項目起步的初期，學生用的是吸球裝置來控球，而在實戰中發揮不佳。學生當時覺得吸球是一個新的技術，比較感興趣，希望慢慢研究；但所設計的機器人走的又是靈活機動的方向，這種結構的機器人又很難發揮吸球裝置的效果。而且為了應對比賽，也沒有過多的時間和器材同時推進兩種方案。

因此，我一邊鼓勵學生繼續研究吸球裝置，一邊提出用沖撞的理念設計機器人。這樣學生分成了兩個組，經過兩天的嘗試，用吸球裝置的學生最終轉變了觀念，改為用沖撞方式。我馬上讓他們仔細觀摩機器人足球的實況錄像，激勵他們從這個方向去努力，學生很快就將沖撞機器人設計出來了。

讓學生制作機器人并參加比賽是為了發展他們各方面的能力，而能力的發展離不開學生的親自動手和積極思考。無論是機器人搭建、程序設計，還是機器人調試，都應以學生為主，教師則充當好服務的角色，努力成為學生的堅強后盾。

當時，在解決足球機器人找球能力這個問題上，學生通過自己的研究和網上資料的查詢了解到澳大利亞新出了一種傳感器——飛眼，可以180°遠距離找球，當學生興奮而忐忑地說完了他們的思路之后，我立刻從西覓亞公司購買回飛眼，并交給學生試用，不做任何干預，僅提供實時服務。

飛眼裝上以后，情況并不如意。學生通過反復測試發現，主要是因為RCX（樂高機器人核心控制器）輸入端口的電壓值過低。當時我們為了增加動力和靈活性，將馬達的數量增加到了6個，因此在卡死的情況下，電機的負載達到了最大，此時的RCX能夠提供給飛眼的電壓值就遠遠低于它工作的正常范圍了。這個問題西覓亞的技術人員也無法解決。

看著學生期待的目光，我咨詢了機器人方面的專家后又做了幾種嘗試，比如用12v的電壓供電，制作用繼電器控制的電路板來帶動馬達等，均以失敗告終。無奈我又與學生一起仔細研究飛眼的說明書，終于，一個新的思路提出來了，既然是電壓的問題，為什么不考慮單獨給它供電呢？

因為當時的飛眼是兩線的，與RCX的接口也是兩線的，而這兩根線，既要承擔RCX對飛眼的供電，同時還要承擔信號的讀入，這樣電壓就常常受累于機器人的負載，不能正常工作。如果將其改為三線就可以實現單獨供電。而據飛眼的說明書描述，飛眼是可以改為三線的。

在分析了這個方案的可行性后，我馬上表示支持。同時我通過網絡請西覓亞的工程師提供技術支持，又聯系了澳大利亞的技術人員尋求幫助。最終學生成功將飛眼由兩線改成了三線，其中有一根線是公用的，另外兩根與公用線一起分別作為供電和反饋信號，反饋信號的當然還是接到RCX的輸入端口，然而供電的接口接哪里呢？難道為了飛眼單獨做一個電源嗎？我提出將接口接到RCX輸出端口上，這樣機器人的6個馬達分成了2組，并聯之后只用了2個端口，中間還有1個B端口沒有用到，既然只是供電，那我們將B端口一直輸出最大電壓就可以實現啊！

經過安裝、測試，用程序監控飛眼值的變化，這個問題得到了有效解決，成功的那一刻，學生和我都非常激動。

我將參加機器人活動的學生分成小組，并且常常強調學生的團隊精神、協作精神。我也融入到小組中，成為一個隱形的組長。

比如足球項目，一般都是兩個同學一組，我通常要求一人做進攻機器人，一人做防守機器人，要求學生在設計時以追求最大的默契度為目標。兩個小組之間相互對抗和交流，最后共同分享成功的經驗。有時，盡管只有兩三個同學參加比賽，沒有比賽任務的同學一樣會來參加他們的賽前訓練，給參賽的同學提建議、出點子。

在備戰“機器人世界杯”選拔賽的時候，因為時間非常緊，而飛眼的使用還不夠成熟，我們決定暫時放棄飛眼，改用普通光敏來找球。

學生的信心因此受了不小的打擊，擔心可能導致失敗。這時我并沒有讓學生停止學習的腳步，而是要求每個小組在解決光敏問題時，重新設計機器人的底盤，加重任務。

通過對小組的施壓，反而激發了小組間的斗志，小組與小組間共同探討和協作，共同解決問題，調動了所有成員的積極性。很快小組新的改進方案就設計好了。有了這次高強度的體驗，學生不僅沒有被嚇倒，反而體會到了協作的力量，教師隱形組長的角色也參與其中，最大限度地提升了團隊的戰斗力！

無論是比賽還是研究試驗，教師除了對學生進行技術方面的引導外，還應充當好稱職的心理輔導師的角色。

機器人活動剛起步時，學生不斷遇到挫折和許多未知的情況，而這些狀況并不是老師都能處理。老師越少包辦、越少處理反而越好。強調學生的應變能力，獨立自主地處理突發事件，提高學生挫敗的承受力才是老師最應該做的事情。

第一次參加機器人足球正式比賽時，我們一路過關斬將，順利打入了決賽。但在決賽中，由于對手的機器人力量過大，我們機器人的程序被猛烈的沖擊撞掉了，最終和冠軍擦肩而過。

當時學生特別委屈，個別學生甚至有了放棄的想法，于是我慢慢開導學生，并帶頭組織所有學生對我們機器人的結構進行全方位審視，尋找自身的優點，增強學生信心，同時也鼓勵學生找出不足，讓他們認識到輸掉比賽的原因。

通過這樣的開導，學生的挫敗心理得到了緩解，同時也激發了他們繼續努力的決心，馬上就有學生想出了新的方案。經過多次改進，新的結構可以有效防止高強度的撞擊。我們還改進了找球程序，使普通光敏也可以找全場了；改進防卡死的功能，終于在當年的中國青少年機器人競賽（重慶賽區）聯賽中囊括了中學足球“二對二”的冠亞軍。這場比賽也充分體現了學生臨場應變的能力，這與平時的獨立訓練、心理素質的提高是分不開的。

教師要多學習心理學，掌握學生的心理變化，經常為他們解決心理的問題，這對推動活動的開展是非常重要的。

總之，只有正確認識機器人活動中教師與學生的關系，我們才能夠真正將機器人活動開展得更好，使更多的青少年受益，才能為青少年提供全面學習多種工程技術知識的機會。