初中電腦機器人VEX項目訓練與比賽實踐研究*

◆黃華林

在VEX項目競賽實踐中以科學訓練、能力培養、心理輔導為抓手，形成一套獨有特色的方案、策略，對學生實施有效訓練與比賽，取得不錯的成績。

1 問題背景

筆者從2009年連續4年輔導初中學生參加電腦機器人VEX項目比賽，多次在省、市級比賽中獲獎，并在2012年獲得第十二屆中國青少年機器人大賽VEX項目初中組金牌（機器人大賽共有5個項目，VEX是其中一個項目，每個項目分小學、初中、高中三個組別）。VEX項目有個特點就是每年都會更換不同的比賽主題，均采取“市—省—全國”層層選拔的比賽形式，每個層次第一名才能晉級下一層次的比賽。參賽選手大都是以初一、初二學生為主，因此每年都會有新選手參加比賽，這使比賽結果充滿不確定性。

學校在此項目中雖然取得較好成績，但要想在一段時期內保持優勢還是有很大的難度，需要把“新選手篩選，學生VEX項目知識、能力培養、心理素質訓練等各方面因素處理好，有科學理論指導與實踐經驗相結合的有效訓練方案、策略才具有可能性”。

2 問題分析

比賽主題不斷變化的因素分析 VEX項目每年都會更換不同比賽主題，比賽規則也是全新的，每個參賽隊伍都要根據新規則重新設計比賽機器人。對所有參賽隊伍而言每年比賽都是新的競爭，因而每年比賽名次都會不同，如近四年廣東省第一名分別來自不同學校。

比賽選手不斷更替的因素分析 以學校近四年參賽學生為例，均以初一、初二學生為主體，初三學生有升學壓力一般都不會參加比賽。由于每個學生心理素質、綜合能力、習慣養成存在很大差異，當參賽選手每年發生更替變化時，一旦后續學生不能接班將對比賽成績有很大影響。

3 解決問題策略

針對以上問題，筆者在幾年的實踐中以系統整體原理為指導[1]，把學生訓練、比賽中各相關因素看作一個有機整體，以科學訓練、能力培養、心理輔導為抓手，形成一套完整的方案、策略，對學生實施有效訓練與比賽。訓練方案一年一個循環，每年不斷完善總結，每個循環又分幾個階段進行。

前期階段在初一新生中對VEX項目感興趣的學生進行兩個月理論知識學習與簡單機器人搭建培訓，在學習過程中去發現適合本項目競賽選手；中期階段對新老選手進行復雜機器人搭建與實戰訓練，主要對比賽所需的各種能力、行為習慣培養（大約半年）；后期階段即每次賽前對學生進行心理輔導與比賽戰術策略學習（大約兩個月）。每次賽后（市—省—國家選拔賽）認真總結經驗教訓。

4 具體實施措施

每年在初一新生中進行人才選拔是開展VEX項目的基礎 我國很多優秀體育項目如乒乓球與羽毛球能夠幾十年長盛不衰的發展，一條很重要的經驗就是注重年輕選手梯隊建設培養。我們每年都很重視對后續人才培養，使本項目能夠良性循環發展。如每年對新初一學生進行機器人圖片展覽與視頻觀看，學生通過觀看視頻與圖片，在心里產生榮譽感，激發學生興趣愛好，然后召集有興趣的學生做簡單的游戲競賽與理論知識培訓，再慢慢從易到難進行機器人搭建與實操訓練，在學習培訓過程中去發現優秀選手。

比賽戰術策略練訓與學生能力培養是VEX項目的重點與難點

1）從簡單到復雜的技巧訓練是VEX項目的基本要求。不管每年VEX項目競賽主題、比賽規則、機器人構造、功能如何變化，其共同之處都是機器人去拾取得分物品投放到得分處，雙方在120秒鐘比賽后進行計分決定勝負，因此每年都需要從機器人拾取得分物品開始做基本技巧訓練，從簡單技巧訓練慢慢過渡到復雜的綜合訓練。如開始同一時刻做一個動作過渡到兩個動作，最后要求同一時刻做三個動作。

2）科學訓練方法與有效戰術策略打法是比賽獲勝的保證。要想學生以最有效的方式掌握VEX項目運動技能和表現運動技能，必須有各種科學訓練方法，并把訓練效果不斷強化，形成有效的戰術策略打法。

①時間知覺訓練法（運動心理學術語，時間知覺為選手對時間長短、快慢、節奏和先后次序關系的反映，本研究借用此概念就是要訓練學生的時間節奏感，為有效地運用技能、戰術、策略打下基礎）。學生如何在120秒比賽時間內有效運用進攻與防守的戰術策略，避免在比賽中稀里糊涂混戰一場，就需要在平時加強時間知覺訓練。把120秒鐘分成4段，每30秒一段，訓練時每過一段就播報一次，以便在學生頭腦中逐步建立時間知覺概念，在比賽中選手就能在不同時段內靈活采取各種戰術策略進行比賽。

②運動回憶法。在緊張刺激比賽過程中，選手經常會腦子缺氧，記憶一片空白，賽前形成的運動技能、戰術策略都有可能失效，造成這種原因是平時沒有加強運動回憶訓練。在每次訓練后自覺回憶每個時段的運動技能、戰術、策略等要素，不斷反復訓練就能在大腦皮層建立鞏固的運動定性，使運動技能、戰術、策略轉變為自動化。在比賽中頭腦就會有清晰的步驟程序，已形成的運動技能、戰術策略就像自動程序一樣按部就班地執行。

③錄像法。在平時訓練中與運動回憶法配合使用，借助錄像回放，對訓練中的優、缺點做一些詳細標記，以待日后逐步改善。

在比賽中為了參考對手戰術策略，使用錄像法可以及時對對手有個比較全面清晰的了解，然后針對對手戰術策略采取更好的遏制方法進行比賽。

④模擬對手的多種戰術策略法。針對不同的假想對手，設計不同的進攻、防守戰術策略進行多次模擬演練，在比賽中就能根據不同對手靈活采用各種有效的戰術策略。

⑤因素干擾法。比賽中會有各種可控制與不可控制因素干擾比賽[2]89，盡量模擬比賽賽程混亂、裁判不公、場地不規則、機器人出故障等干擾因素，訓練學生碰到任何干擾因素都能在較短時間內冷靜分析問題，準確判斷，做出合理的決策，努力使比賽朝著有利于自己方向前進。

3）注重學生各種能力培養是比賽獲勝的關鍵。VEX項目每隊由一個指揮官與兩個操作手組成，每人各司其職，相互配合形成一個合作團隊才能在比賽中取得勝利，根據分工不同，每個角色能力培訓重點也不相同。

指揮官有時候是一場比賽成敗的關鍵，指揮得當，操作手進攻與防守都會有序進行，指揮混亂，比賽就會變成毫無章法的混戰，作為一名指揮官應具備以下幾種能力：

①掌控比賽大局能力。在比賽中操作手因為緊張與個人精力有限，只會較多的關注單個機器人進攻與防守，對整個比賽場面可能欠缺全面的判斷，所謂當局者迷，旁觀者清，指揮官就是要充當旁觀者清的角色，要根據比賽場面進行合理判斷，指揮己方兩個操作手進行有效的進攻與防守。指揮官在平時訓練中就要不斷加強指揮控制比賽的能力。

②精誠團結的團隊合作能力。VEX項目比賽中每個人發揮都至關重要，一個人失誤都會導致一場比賽的失利，因此三人通力合作非常重要。盡量少犯錯誤，但一旦出現問題，不能相互埋怨，要抱著出現問題，共同解決問題原則，共同承擔失敗與勝利，有良好的集體主義精神與榮譽感。

操作手是比賽的靈魂，比賽進攻與防守全靠操作手去完成，作為一名操作手應具備以下幾種能力。

圖1 流程圖

①情緒控制能力。每個操作手在比賽中都會緊張，這是選手在比賽環境下產生一種生理、心理條件反應，每個人反應強烈程度不同在于對情緒控制能力的強弱。因此在平時訓練時要加強情緒控制訓練，如學會深呼吸做放松運動，盡量使自己心跳恢復到正常水平，放下多余思想包袱，學會輕裝上陣。

②臨場應變能力。在比賽中的環境、對手、裁判、比賽器材損耗等都是不可控制的外部因素，對比賽有重要影響，因此在平時要對這些不可控制的外部因素做應變能力訓練，學會在比賽中以不變應萬變，堅持自己的既定戰術策略，現場活學活用，對賽場中發生任何事情都能冷靜處理。

③動手與動腦能力。VEX比賽完全靠學生自己去處理遇到的任何問題，比賽中機器人的軟件、硬件出現問題要及時分析判斷、及時修理、解決問題，在平時一定要養成獨立自主檢查機器的習慣與修理機器的能力。

4）規范訓練、比賽流程環節，細節決定成敗。平時訓練中注重流程環節及每個細節的處理，才不會在比賽中由于心情緊張而因為一個小細節問題導致比賽失利。我們在這方面有個沉痛教訓，在2010年省賽決賽中，學生由于心情緊張而忘記插比賽晶振導致比賽輸了。最好的做法就是訓練當比賽，比賽當訓練，嚴格按照比賽中每個流程環節去做，注意其中每個細節問題，如此反復，把這種做法固化成一種習慣，學生在比賽中就不會慌亂，做好細節離成功就不遠了。

做好每次賽前心理輔導工作確保學生在比賽中能穩定發揮

1）比賽選手的生理、心理現象。正式比賽時選手在特定環境中生理、心理上都會承當高負荷。生理上表現為心跳加快、呼吸急促、手心出汗、手腳僵硬冰涼、腸胃痙攣、腦子缺氧導致精神恍惚、腦子一片空白[2]。在心理上表現為思想負擔過重、過于擔心比賽結果、想贏怕輸。結果在比賽中精力不集中，自信心不足，心情過于緊張，發揮失常莫名其妙地輸得一塌糊涂。比完賽后心情卻異常輕松，在比賽過程中發生的生理、心理現象完全消失。

2）原因分析。

①心理素質不過關，抗壓力差，容易受到比賽場地環境、人員等因素影響。

②思想在作怪，看到強隊就怕輸，看到弱隊就輕敵，沒有競爭意識。

③情緒容易失控，帶著不良情緒比賽為失敗打下伏筆。

3）賽前做好心理輔導保證學生臨場發揮正常。充分運用運動心理學知識對賽前學生進行各種心理輔導，使學生在比賽中有較好的心理素質，保證比賽臨場發揮穩定。

①設置合理的競賽目標。在整個比賽過程中（一個上午或一整天）注意情緒控制，不能贏一場就得意忘形，輸一場就垂頭喪氣，不要過分緊張也不能太放松，做到打一場就忘一場，只關注下一場比賽就行，重過程輕結果。

②學會放松運動，通過暗示語做自生放松運動，如深呼吸、雙手垂下、閉目養神、聽聽音樂等動作，降低中樞神經系統興奮度，使心跳回復到正常水平，在比賽過程中做到心平氣和。

③學會看比賽與參與比賽，以不變應萬變，積極觀察不同對手比賽技巧與戰術策略，及時與隊友商量對策，讓每個隊員在整個比賽過程中都保持良好的比賽競技狀態，即身體肌肉骨骼放松但頭腦冷靜思維敏捷。

以上做法都可以在賽前通過模擬比賽進行訓練，測試學生的生理、心理成效，每次賽后進行總結再次強化訓練。

5 研究結論及成效

形成科學有效的訓練方案 在這幾年從事VEX項目訓練與比賽中，逐漸形成一套行之有效的訓練方案，即新選手的培養與篩選——學生相關知識的學習——在實戰中戰術策略與能力的培養——賽前心理輔導——賽后總結完善方案—新學年再循環等步驟，流程圖如圖1所示。

取得豐碩的訓練成果 此訓練方案在這幾年實踐檢驗中顯示較有成效，在國家—省—市各級比賽中都取得不錯成績，具體如表1所示。

表1

6 后續研究

學生參加比賽只是一種學習手段，提高他們整體綜合素質才是目的，如何把訓練與比賽中形成的能力轉化遷移到學習中，有助于綜合素質與學習的提高[3]，這是以后需要仔細研究探討的問題。如2012屆學生謝宇榮在初三中考化學考了100分，綜合總分738，在升入重點高中后還繼續玩VEX項目。他說，通過參與VEX項目使他的學習能力有很大提高，初一、初二階段可能不太明顯，到初三才有所體現，有些能力是顯性的，有些是隱性的，最大收獲就是遇事應變能力大大增強了。

[1]胡衛平.青少年科學創造力的發展與培養[M].北京:北京師范大學出版社,2003:32.

[2]張力為,毛志雄.運動心理學[M].上海:華東師范大學出版社,2004.

[3]洪顯利.教育心理學的經典理論及其應用[M].北京:北京大學出版社,2011:333.