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近年来,随着国家对青少年科技创新活动的重视,在中小学开展了一项新的科技活动——机器人比赛。我校领导对这项活动给予了大力的支持,使这项新兴活动在我校蓬蓬勃勃的开展起来。
一、机器人足球比赛介绍
机器人足球是我校学生科技创新活动的重要内容。它的最大特点是在比赛过程中,没有人的介入控制,机器人通过事先编制的程序进行比赛。它要求足球机器人,不但要有强壮的硬件系统,还要有随机应变的软件策略,只有这样才能控制比赛的胜负。
机器人足球比赛将创新教育和科学研究有机的结合起来,它区别于传统的以知识和技能为目标的课堂教学,具有实践性、探索性的特点,对中学生科学创新教育和素质教育具有十分重要的作用。
二、中学生机器人足球活动的开展
中学生机器人足球活动应采用研究性学习的形式来开展。在教师指导下,以学生的自主性、探索性学习为基础,以科学研究的方式指导学生参与活动。教师的职责是创设一种有利于研究性学习的情景和途径。
在机器人足球实践活动中,我们设计三个阶段来进行:
1.机器人足球活动学习阶段
(1) 学习方法指导。
当学生第一次见到机器人配件时,机器人的设计是抽象而不具体的,仿佛进入到一个未知的领域,脑子里有许多问号,机器人是如何工作的?足球机器人是怎么“看”到球的?等等许多问题。
带着这些问题,我们指导学生进行资料的准备,了解机器人编程语言,足球机器人的比赛规则、范例程序等,
在学习阶段,要使学生掌握获得知识和信息的多种途径,在广泛获取一些间接知识的同时,也在实践活动中,大量获取直接经验。逐步摆脱学习上的依赖心理,变得更喜欢思考、更加独立。遇到问题时,他们会通过各种方法寻找答案,很多创意都和学生广泛的信息来源有关。
(2)机器人入门研究阶段。
在入门阶段,通过教师的引领,达到激发学生的兴趣,培养学生自信的目标。实验开始时,我们首先根据各个学生的特长将他们分成几个小组,小组间可以相互学习和交流,有利于形成一个即有分工又有合作的集体。
教师利用任务驱动的方式,设计几个任务,指导学生了解控制器的工作原理,马达、齿轮之间的变速关系,认识光感、触感等传感器,如,指导学生动手搭一个走曲线机器人的模型,并编写程序,经过几次成功的调试,就会学生兴奋起来。
在这个阶段,学生必须掌握实验器材的使用方法和特点,了解机器人软件和硬件配合的关系。这是进行下一步研究的基础。而比起这些,更重要的就是学生参与的热情。
2.机器人足球研究阶段
进入到研究阶段,教师要培养学生严谨的科学态度,同时也要象朋友一样给予学生充分的信任,协助学生克服一个个困难,培养学生面对挫折,解决问题的勇气和信心。
在这个阶段,学生必须解决两个方面的问题:足球机器人机械结构的设计,足球机器人程序的设计。为此,教师要和学生一起讨论足球机器人需要完成哪些任务,进行任务分析。然后,按照各自的设想分别开展实验。
同学们在研究中会发现足球机器人的任务涉及到实时响应问题,理论上成立的设计在实际运行中不一定行得通。学生不但要了解电子原件的性能、程序语言的结构,而且必须明确不同的软硬件结构在实际配合中的差别。
在这个过程中,学生会面临很多的困难,所以更要求同学们全神贯注于每一个细节,合作讨论遇到的问题,相互借鉴经验,对比实验结果。
教师要注重培养和保护学生的热情,注意引导学生研究的层次和方法,把握活动的进度,避免无计划无目的的消耗时间。同时,协调组员之间的关系,为活动创设和谐的氛围。
3.足球机器人活动创新阶段
在足球机器人活动中,我们要充分发挥每个学生的创造力,同时还要培养学生刻苦钻研、求真求实的科学精神,要使学生了解科学没有坦途的道理。
所以,在学生掌握了足球机器人的设计要领后,要指导学生在设计上进行创新,研制出看球准、进攻快、反应灵活的足球比赛机器人。
这个阶段,我们会指导学生自制马达控制电路,学习自制电路板、车轮、模型,同学们要学会使用电钻、锯子,电烙铁等等。由于原始五金配件的稳定性不好,许多数据,往往需要反复多次实验才能成功。在挫折和困难面前,教师的鼓励更加重要,要指导学生坚定的追求他们的目标,使学生体验到成功的快乐和艰辛。
整个过程中,教师不仅要做学生知识和经验的引导者,而且要做和学生一起研究、共同奋斗的合作者,通过活动培养学生严谨的科学态度和永不言败的勇气。
通过机器人足球活动,教师和学生会融合成为一个和谐的集体,这样的团队,是培养学生的团队协作的精神的基础。
三、教师在学生科技活动中的作用
在机器人足球科技辅导活动中,教师的地位发生了根本性的转变,教师不再是知识的权威者,更多的是学生求知途中富有经验的组织者,是学生的求知伙伴。师生关系发生了显著的变化,师生关系的交往不再是居高临下的命令式,而更带有了朋友间对话的特点,是双向的和交互的作用。
其次,教师更多的是关注学生综合素质的培养。通过活动培养学生自主探究的能力,经受挫折的耐力,团结协作的精神,求真求实的科学态度, 使学生的科技创新能力和综合素质得到全面的提高。“春风化雨,润物无声”,教师在中学生科技创新活动中发挥着重要的作用。
一、机器人足球比赛介绍
机器人足球是我校学生科技创新活动的重要内容。它的最大特点是在比赛过程中,没有人的介入控制,机器人通过事先编制的程序进行比赛。它要求足球机器人,不但要有强壮的硬件系统,还要有随机应变的软件策略,只有这样才能控制比赛的胜负。
机器人足球比赛将创新教育和科学研究有机的结合起来,它区别于传统的以知识和技能为目标的课堂教学,具有实践性、探索性的特点,对中学生科学创新教育和素质教育具有十分重要的作用。
二、中学生机器人足球活动的开展
中学生机器人足球活动应采用研究性学习的形式来开展。在教师指导下,以学生的自主性、探索性学习为基础,以科学研究的方式指导学生参与活动。教师的职责是创设一种有利于研究性学习的情景和途径。
在机器人足球实践活动中,我们设计三个阶段来进行:
1.机器人足球活动学习阶段
(1) 学习方法指导。
当学生第一次见到机器人配件时,机器人的设计是抽象而不具体的,仿佛进入到一个未知的领域,脑子里有许多问号,机器人是如何工作的?足球机器人是怎么“看”到球的?等等许多问题。
带着这些问题,我们指导学生进行资料的准备,了解机器人编程语言,足球机器人的比赛规则、范例程序等,
在学习阶段,要使学生掌握获得知识和信息的多种途径,在广泛获取一些间接知识的同时,也在实践活动中,大量获取直接经验。逐步摆脱学习上的依赖心理,变得更喜欢思考、更加独立。遇到问题时,他们会通过各种方法寻找答案,很多创意都和学生广泛的信息来源有关。
(2)机器人入门研究阶段。
在入门阶段,通过教师的引领,达到激发学生的兴趣,培养学生自信的目标。实验开始时,我们首先根据各个学生的特长将他们分成几个小组,小组间可以相互学习和交流,有利于形成一个即有分工又有合作的集体。
教师利用任务驱动的方式,设计几个任务,指导学生了解控制器的工作原理,马达、齿轮之间的变速关系,认识光感、触感等传感器,如,指导学生动手搭一个走曲线机器人的模型,并编写程序,经过几次成功的调试,就会学生兴奋起来。
在这个阶段,学生必须掌握实验器材的使用方法和特点,了解机器人软件和硬件配合的关系。这是进行下一步研究的基础。而比起这些,更重要的就是学生参与的热情。
2.机器人足球研究阶段
进入到研究阶段,教师要培养学生严谨的科学态度,同时也要象朋友一样给予学生充分的信任,协助学生克服一个个困难,培养学生面对挫折,解决问题的勇气和信心。
在这个阶段,学生必须解决两个方面的问题:足球机器人机械结构的设计,足球机器人程序的设计。为此,教师要和学生一起讨论足球机器人需要完成哪些任务,进行任务分析。然后,按照各自的设想分别开展实验。
同学们在研究中会发现足球机器人的任务涉及到实时响应问题,理论上成立的设计在实际运行中不一定行得通。学生不但要了解电子原件的性能、程序语言的结构,而且必须明确不同的软硬件结构在实际配合中的差别。
在这个过程中,学生会面临很多的困难,所以更要求同学们全神贯注于每一个细节,合作讨论遇到的问题,相互借鉴经验,对比实验结果。
教师要注重培养和保护学生的热情,注意引导学生研究的层次和方法,把握活动的进度,避免无计划无目的的消耗时间。同时,协调组员之间的关系,为活动创设和谐的氛围。
3.足球机器人活动创新阶段
在足球机器人活动中,我们要充分发挥每个学生的创造力,同时还要培养学生刻苦钻研、求真求实的科学精神,要使学生了解科学没有坦途的道理。
所以,在学生掌握了足球机器人的设计要领后,要指导学生在设计上进行创新,研制出看球准、进攻快、反应灵活的足球比赛机器人。
这个阶段,我们会指导学生自制马达控制电路,学习自制电路板、车轮、模型,同学们要学会使用电钻、锯子,电烙铁等等。由于原始五金配件的稳定性不好,许多数据,往往需要反复多次实验才能成功。在挫折和困难面前,教师的鼓励更加重要,要指导学生坚定的追求他们的目标,使学生体验到成功的快乐和艰辛。
整个过程中,教师不仅要做学生知识和经验的引导者,而且要做和学生一起研究、共同奋斗的合作者,通过活动培养学生严谨的科学态度和永不言败的勇气。
通过机器人足球活动,教师和学生会融合成为一个和谐的集体,这样的团队,是培养学生的团队协作的精神的基础。
三、教师在学生科技活动中的作用
在机器人足球科技辅导活动中,教师的地位发生了根本性的转变,教师不再是知识的权威者,更多的是学生求知途中富有经验的组织者,是学生的求知伙伴。师生关系发生了显著的变化,师生关系的交往不再是居高临下的命令式,而更带有了朋友间对话的特点,是双向的和交互的作用。
其次,教师更多的是关注学生综合素质的培养。通过活动培养学生自主探究的能力,经受挫折的耐力,团结协作的精神,求真求实的科学态度, 使学生的科技创新能力和综合素质得到全面的提高。“春风化雨,润物无声”,教师在中学生科技创新活动中发挥着重要的作用。