青少年機器人競賽的教學指導策略探究

姜華

（福建省南平第一中學，福建南平 353000）

在電子、信息技術的應用與迅速普及的基礎上，為跟上國際機器人科普活動的潮流，在新世紀緊跟時代步伐發展的青少年科技活動，青少年機器人競賽成為新亮點。開展這一活動，有利于進一步培養青少年的創新思維、動手能力，激發青少年學科學、愛科學、用科學的興趣，提高他們的科學素質。同時，培養他們結合日常觀察與積累，去尋找處理問題、解決問題的方案，激發青少年對科學技術的興趣，培養創新精神和動手實踐能力。

1 選手的選拔

學生是參加機器人競賽活動的主體，因此學生的選拔是機器人競賽活動培訓過程中最重要的一個環節。如何才能在眾多的學生當中“相中”好苗子，選對了學生，那么在以后的指導過程中就能事半功倍，因此學生的選拔就顯得尤為重要。筆者在每年九月份都會對新生進行一次隆重的納新大會（原有參加機器人的學生及指導教師會利用暑假兩個月籌劃），通過納新大會進入機器人工作室的成員主要從以下兩個方面著手考核。

1.1 從興趣愛好入手，找到對機器人有濃厚興趣的學生

心理學家認為：“學生在興趣盎然的狀態下學習，觀察力敏銳，記憶力增強，想象力豐富，表現出積極而富有創造性。”當學生有了興趣，就有了努力學習一門學科或所求某個目標的動力，對成就（成功）的期望就非常明顯。因此，機器人競賽活動選拔出來的學生，既需要有對機器人具有很強的好奇心，還需要他們對機器人有足夠的興趣。

1.2 從動手能力入手，找到對機器人實踐操作能力強的學生

筆者擔任機器人競賽活動的主要指導教師已經多年，機器人競賽項目有FLL 項目、綜合技能項目等。機器人競賽無論是市賽，還是省賽，FLL 項目要求學生利用九個月的時間自行搭建機器人來完成已制定的比賽規則任務，其中參賽選手可以直接帶上平日搭建好的機器人進入比賽現場，測試場地，調試機器人。綜合技能項目要求學生利用九個月的時間自行組裝搭建機器人來完成已制定的比賽規則任務，并且在比賽中要求參賽選手在規定的時間內將機器人的散件搭建成完整的機器人，然后編寫程序調試機器人。這兩個項目都要求負責搭建機器人的參賽選手在搭建機器人的時候操作一定要快而準，當然，這也是對每個參賽選手的基本要求。

2 競賽指導的教學方式創新

機器人學科作為一門集科學性、 實踐性和創新性于一身的新興學科，筆者認為指導教師要對學生加以正確的引導，要讓他們知道比賽只是一種形式，而我們的主要目標是培養自己的創新能力、實踐能力、團隊協作能力，通過學習使自己的綜合能力有明顯的提高、增長知識、開闊了眼界等，只要做到了其中一點，那么，你就是最大的贏家。因此在實踐中，可以根據活動階段的不同學情，采取不同的方式進行。

2.1 集體授課式

在高一年級開學之際，主要針對新生進行興趣的培養，培訓內容主要圍繞介紹機器人使用的零部件的功能和主控制器功能，讓學生能夠在極短的時間搭建和編寫程序，讓機器人完成任務，從而提升學生的興趣和成就感。再接下來這介紹機器人各種比賽項目的規則，和該校選手參加機器人競賽的圖片及視頻資料，獲得的獎項等內容，目的是更進一步培養學生的興趣，同時給他們樹立趕超的目標，吸引他們全身心投入某事并盡情享受其快樂。

2.2 資料介紹式

高中生具備較強的自學能力，同時也是正處于不希望教師什么事情都全包全攬的時候，因此在學生對機器人有了簡單的了解后，根據他們這個階段的特點，筆者認為提供給他們資料、 學習平臺等更為有利學生興趣的培養，更能激發他們的學習興趣和追趕之心。比如，筆者曾對學生的教學指導做過一次嘗試，對于光感的使用，一種是講筆者將自己已掌握的光感使用方法告訴學生，另一種是讓學生自己借助互聯網進行學習，并相互討論。一周的學習時間后，前一種學習方式的學生只能掌握筆者教的內容的大部分，而后一種學生不僅對光感的使用更為靈活，還掌握不同環境中如何對光感進行簡單處理能產生更好的效果等。

2.3 專題講座式

講座容易形成雙向溝通，可以隨時調動學生的學習熱情，同時講座有利于指導活動有目的、有計劃地進行，能在有限的時間內，傳遞大量、系統的知識。因此筆者認為可根據一個階段的活動涉及的內容和出現的問題，開展分別由指導教師或學生的專題講座。比如，對機器人任務線路的設計，指導教師可以以具體詳實的事例講述路線的設計優缺點，以加深學生印象，既可彌補平時指導的零散無總結之缺憾，又能聯系學生實際操作起到針對性指導，實現講了就有用，用了則有效。比如對完成任務使用的輔助構建的搭建，則讓學生就自己對這階段的任務所使用的輔助構建，以及構建所獲得的效果進行講述，即讓學生對自己的收獲加以提升，又給其他同學提供啟發。

2.4 討論競賽式

目前我們的社會正處信息高速發展的階段，現在的高中生對信息的獲取來源廣泛，接觸信息的途徑也多樣化。在這種社會環境中，筆者認為對于學生的競賽指導也可以運用和組織學生就某一問題展開討論，比如FLL 競賽，一般都是有十幾個任務組成，如何對任務進行組合，怎樣組合更為有效，如何安排任務路線，策略物的搭建結構等，比比誰的安排更快速有效。學生可以通過對信息的搜索與自己的觀點相結合，形成比較成熟的設想，再進行討論競賽。

3 指導教師對參賽選手的心理、行為調控

第二課堂的開展，筆者認為其主要目的都是為學生提供課堂學習外的知識和具體實踐操作鍛煉，讓學生能夠依據自己興趣和個性化特點，加上其勤奮和對自身希望達到目標上的設定等，通過實踐、 選擇和創新，從而完成“喜歡→激活記憶→調動經驗→領悟→概括化→具體化→創造”的過程體驗，大膽探求，勇于質疑，萌生新思想、新觀點、新行為，以自覺、自由、自知的探索性和創造性的意志行為來提高自身能力，真正做到“人如果學會了駕馭自己的智力，駕馭自己的認識，駕馭自己的感情，他就從一個自在的人變成自為的人了”（魏書生語）。

3.1 心理輔導

高中生情緒起伏不定，自控能力較差，容易顧此失彼。這就需要教師指導他們能正視自己，學會綜合調控，合理安排學業上學習和課外活動的時間。因此筆者認為，對于機器人競賽的指導，在前期培訓過程中對于學習進度的安排尤為重要，教師應該提前將每個階段要達到的目標明確，并且督促學生按時完成。學生在這個學習過程中，就能逐步形成:抑制焦慮，知難而上；調整學習的條件、速率和途徑等；按照一定的計劃、規則以自我約束，養成好的習慣，尤其是對時間的統籌，這樣才能最大限度的保證學習和競賽兩不誤。在此階段，如果學生能夠合理安排時間，并且完成各個階段的任務，那么學生對自己的學習與生活的時間統籌安排是一個非常有效的鍛煉，學生將受益于終身。

3.2 學法選擇

筆者在對學生的指導過程中發現，因為學生由于其習慣、志趣、經歷、經驗、注意力、思維力、自學性等各不相同，不同學生使用同一方法，有時會產生不同效果，因而每人應參照自身條件，揚長避短，對眾多法式各取所需，巧加組合，重新拼湊，碰撞、延伸，以達到學以致用之境。

3.3 細節點撥

競賽的指導在各環節都需要學生注重細節，比如電池電量與任務完成度的關系，對此筆者認為指導教師應該指導學生，既把握宏觀，更細化微觀措施，重點突破某些難點處（比如，仔細記錄電量與速度等的具體比例關系），把具體而微的學法廣泛運用于宏觀學習范疇中，把通過驗證后認為合理可行的學習規律原則，運用于新的學習材料與環境中，解決新的問題。學生經過自我探索、自我概括和創造，將零散的經驗上升為不求全面、但求實用的學法系列，無疑能受用終生，也就達到了我們對第二課堂開展的目的。

“學而不思則罔，思而不學則怠”“君子日三省乎己”，在生活中每天都要多自己所作所為有所反思，我們才能做到每天進步一點點，不然每天進步一點點只是空話。同樣，筆者認為對于機器人競賽的指導也需要進行總結和反思，只有不斷地總結和反思才能有所收獲，才能形成有效的指導方法，把好的、有價值的東西保留下來。