您的位置:为机器人插上理想的翅膀——担任NOC机器人项目裁判工作的思考(图文)
 
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作为一名喜欢计算机,研究机器人的大学教师,担任中、小学机器人裁判工作已多次,也带队参加过全国大学生的CCTV机器人竞赛,印象最深的则是已连续参加三届的全国中小学信息技术创新与实践活动(NOC)机器人项目。无论是小学还是中学,同学们的机器人制作水平在提高,对机器人的认识也在加深。而且每次竞赛的项目规则随着时代的发展也有所不同,与时俱进,逐步完善。可以说每次感受都有所不同。

06年第一次担任NOC机器人项目的裁判,项目是“智能机器人排雷”,比赛采取现场制作,现场编程,现场宣布具体比赛要求的方式,并且要求同学以组为单位独立完成。此种竞赛方式是同学们自身综合能力的真实体现,得到了参赛同学和专家们的支持和好评。同学们做了充分的准备,大多数参赛队员配合默契,编程熟练,制作迅速,顺利完成了比赛,许多队都是“以秒为单位”的差别评定名次。

当然因为是首次采用现场制作规则,还是存在一些遗憾。比如说,编程用的计算机由参赛同学自己准备,所以出现了有些老师和同学事先编好部分程序存入计算机。虽然也要求机器人设备拆成散件带入比赛现场,但因为各厂家的零件不同,还有的机器人是同学自己设计加工的,所以无法做到统一要求。但瑕不掩瑜,绝大部分老师和同学自觉遵守比赛规则,用自身的行动维护了公平竞争。

第二次参加NOC活动是在07年的重庆,担任“智能机器人创新设计”项目的评审组长。智能机器人创新设计评选是近几年备受大家推崇的项目,因为是以创新为主题,鼓励爱好机器人的同学在机器人的开发和使用中开动脑筋、自主创新。一方面培养同学们观察生活,关心时事的精神——这样设计才具备新颖性、科学性、实用性、先进性和未来价值;另一方面需要将机器人包含的各种知识和技能,机械、电子、计算机软件以及传感器等方面综合应用,充分锻炼和提高机器人设计及制作水平。同时该设计往往较为复杂,工程量也较大,所以需要以小组的方式、几个同学共同完成——培养了学生的团队合作能力和沟通能力。

参赛的许多设计涉及到了节能、环保、奥运等国家社会关注的现代主题,符合社会发展的需求。可以说智能机器人创新设计完全符合青少年的成长特点,集创造、技术、实践于一体,综合性强,是培养未来工程师的重要平台之一。同学们在陈述和演示时引来了大量的观众,许多其他参赛项目的老师和同学到来观摩学习,有很多设计在演示后都博得大家热烈的掌声和喝彩。当然在创新设计中同样存在一些问题,最大的问题在于:因为设计制作是事先完成的,有一些并不是全部由同学完成的,所以同学参与的程度也是我们评定的重要指标之一。

很荣幸今年我继续担任“智能机器人创新设计”项目的评审组长。而且规则发生了重大的变化,每组参赛的队员除了创新设计的评定之外,还要参加90分钟的机器人现场主题创作。组委会提供计算机,准备统一的机器人套件,现场发放器材,现场搭建、现场编程、现场调试、现场演示,同样现场宣布具体比赛要求。虽然所占分数的比例较低(20%),但使得比赛更加完善,成绩更加合理。时间加长了,参赛同学毫无怨言,个个都情绪饱满。

在创新设计环节,今年的作品水平更高。比如初中组参赛成都某校的两组参赛作品,“地震中的搜救机器人”和“全自动水能分配利用站”。一组设计思路来源于震惊世界的5.12汶川地震,另一组思路来自于当地丰富的水力资源。高中组参赛作品“晾被褥辅助机器人”,是因为家中老人在晾晒被褥时非常辛苦,所以有了利用机器人帮助老人的创意,充分体现了人文关怀,让我们这些成年人深受感动。

比赛中也出现了一些问题,部分设计出现了机器人理念的偏差。机器人当然不是要象人,但必须具备感知、思维、行动三要素。出现这个问题的原因,可能是指导教师没有将机器人的知识对同学们进行简单系统的讲授。有的小组创新设计很优秀,但现场制作水平一般。同时也希望我们的竞赛规则更加的完善,提供创新设计更佳的展示舞台;增加现场制作分数的比例;现场制作时提供更多类型、更多厂家的器材,让同学们可以选择到自己熟悉的设备。

通过参与三届NOC机器人裁判工作,感触颇深。在中小学开展机器人教育,让同学们在体验中学习、在实践中创新、在协作中发展,寓教于乐。使得同学们的个性得以发挥、智力得到提升、同时掌握动手的技能,这无疑将对教学产生重大影响,推进教学改革的进程。随着我国课程教育改革的逐步推广完善,随着素质教育越来越受到更广泛的重视,机器人终究会在中小学中插上理想的翅膀。同时希望将培养“创新”意识、展示“创新”能力为己任的“NOC活动”越办越好。

 

作者简介:郑桐(1970—),男,副教授,硕士,研究方向为机器人、测控技术及仪器。

    

天津工程师范学院自动化与电气工程学院测控实验实训中心主任

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