参赛侧记

2016年7月底，“第11届全国青少年教育机器人奥林匹克竞赛”在大连理工大学举行，我校代表队在机器人创意赛中获得高中组冠军，并入选中国代表队赴美国参加国际竞赛。

当地时间12月6日，“第5届国际青少年教育机器人奥林匹克竞赛”在美国斯坦福大学举行。我校的参赛作品为“便捷智能车”，它是一款能自动进出车库的智能小车。只要车主给智能车发送指令，它即可自动打开车库大门并到达指定位置接车主外出；当车主到家下车后，智能车又能够自动回到车库中。在途中智能车能够自动识别红绿灯，探测前方是否有行人或障碍物，另外，智能车上还配备了指纹识别、无线摄像头等传感器。该作品最终凭借优秀的创意、完善的功能、参赛队员在演示和答辩中良好的表现，获得各国评委一致好评，荣获冠军。

参赛观感

1.中外机器人课程教育理念的差异

通过参加本次比赛，笔者对世界各国参赛水平与先进国家开展机器人项目的理念、学生水平、硬件水平等有了新的认识。归根结底，这与各国学生课外活动在教育中的地位有直接关系。除了参加机器人项目比赛外，本届竞赛组委会还安排了交流访问斯坦福大学的活动，其间斯坦福大学教授介绍了美国的中小学教育与美国大学的录取标准，尤其像斯坦福大学等名校的申请都会非常重视学生是否有良好的课外活动和实习经验。而在我们国家，家长和教师往往担心课外活动影响学业，对此持不积极或反对态度。这种理念上的差异，是造成中西方青少年机器人教育水平有较大差距的根本原因。虽然在本次比赛中中国派出的参赛队大多取得了可喜的成绩，但我们也深刻意识到了自己的不足，我们不仅要学习国外先进的技术，更要有开阔的视野和深远的育人理念。

2.中外青少年机器人课程对比

比赛当日，在简短的开幕式后，各组选手们便进入了紧张的组装和调试中。对中国的不少参赛队来说，这个时候最忙的不是参赛学生参加比赛后的感想，而是教练员，他们表情严肃，脚步忙碌，不是在帮助学生调试设备，就是在对学生的演示与答辩做最后的指导。而反观国外参赛队，很少能见到教练员的身影，很多参赛队根本没有教练员在现场。

在硬件方面，我国的青少年机器人竞赛采用的机器人大多是一些机器人装备公司提供的半成品器材二次加工而成，结构和功能受到了很大限制。

而国外机器人的框架大多是由学生利用车床等设备亲自切割、加工、制作而成，作品更大型，更注重实际应用，甚至直接可应用于生产生活中。下页图1为美国选手设计的“月球车”，可直接行驶在崎岖不平的路面，实用性很强。相比而言，我们的机器人比赛作品大多体积较小，只是对一些功能的模拟，更像是一种“玩具”，下页如图2所示。

赛后反思

对于如何培养学生提升机器人项目水平的问题，笔者作了以下几点思考。

1.课堂普及，广泛培养

目前，国内大多数地区和学校开展的机器人课程仅停留在科技社团和兴趣小组上，普及程度不高，经济、教育发展相对落后的地区更是没开设过机器人课程。以笔者所在的城市为例，在中小学中，总共约有十所学校设有机器人社团，且主要集中在市区几所重点中小学。而且，从笔者近几年辅导学生参赛的情况来看，参赛队伍名单中时常能看到熟悉的名字，这说明学校的机器人课程也重点集中于那些少数学生，而美国等发达国家的机器人课程普及程度要高得多。机器人课程要像文化课和艺体课一样走进课堂，开展活动的基础人口要多，参与面要广，要形成一个个创作团队，相互讨论、相互帮助，这样才能更好更广泛地普及推广青少年科技创新活动，从而提高学生的整体科学素养。

2.F结协作，系统培养

机器人课程是一项系统工程，可大致分为硬件组装和软件编程两部分。机器人设计制作涉及的方方面面的知识与技能很难由个人尤其是中小学生来完成。这就需要教师在平时的课外活动中按照学生的兴趣特点分类培养，所谓“术业有专攻”，每组学生都精于自己的研究领域，团结协作，才能制作出精良的机器人作品。

3.校企联合，走进生活

我们的课堂教学常常与实际生活脱节，机器人课程更是如此。现如今，人工智能、工业机器人、医疗机器人、服务机器人等领域的机器人技术已日趋成熟，日益普及，但处于校园中的师生们对此了解甚少，更不要谈前沿科学了。这就需要加强校企联合，多组织一些进厂参观与实习的机会，让学生们走进生活，走向科学。另外，机器人教练员要与专业技术人员合作，将教学与技术有机整合，进而探索出一条适合中小学机器人课程的教学之路。

4.硬件支持，灵活搭建

从制作机器人的原材料来看，各类传感器和控制板（如单片机、乐高控制器等）比较容易获得，比较难求的是搭建机器人结构所需要的零件，如车体（包括悬挂、减震、转向系统等）、机器人身体（如机械臂、机械腿等）。目前，大多数学校主要是利用购买到的一些半成品进行二次加工，无论是功能、结构还是大小等都受到了较大限制，这就需要借助3D打印机、车床等设备来加工零部件，制作出更加完善的机器人作品。

5.善于观察，创意灵感

更为重要的是，很多时候我们不是缺材料、技术，而是缺少创作的灵感。学生将大部分时间用在做题、考试上，参与的课外活动比较少，生活经历少参加比赛后的感想，缺乏科学创意也就不足为奇了。笔者从近几年的教练员经历中看出，很多时候学生提出的创意是不切实际的，甚至是幼稚的。科学的创意灵感常常是为了方便人们生产生活、解决生活中的一些困难而产生的，只有在生活中善于观察、勤于思考，才会萌发创意灵感。另外，除了创意灵感外，学生还需要通过课外实践活动了解现阶段的科学技术水平和机器人项目发展水平，否则创意灵感也只是停留在“创意”层面，成为一纸空谈。

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