“双减”政策下中小学生机器人竞赛辅导方法和策略_贾晓昕.pdf

：“双减”政策下，中小学生机器人竞赛辅导方法和策略贾晓昕 程 昕扬中市第二高级中学 江苏扬中 摘 要：在“双减”政策下，贯彻执行全民科学素质行动规划纲要精神，将科学精神融入课堂教学和课外实践中去，积极开展科普活动，高效组织中小学生机器人竞赛辅导，逐步提高全市中小学生科学素养，已成为当前教育新形势、新任务、新要求。因此，本文主要阐述机器人竞赛辅导的方法和策略，明确在人工智能形势和“双减”政策下，中小学机器人编程教育开展的重要意义，可以激发学生的学习热情，培养学生学习兴趣，引导学生形成耐心钻研的态度，注重对学生逻辑思维能力的培养，增强学生的团队意识。通过“组建教师团队、选定比赛项目、选拔参赛队员、制订比赛方案、落实赛前训练、赛后总结优化”六个方面，具体探讨当前中小学生机器人竞赛辅导方法和策略，具体阐述了机器人竞赛对中小学生科学素养培养的重要意义。关键词：机器人；机器人竞赛；机器人编程教育；科学素养；创新能力一、机器人竞赛辅导的方法和策略机器人竞赛活动集知识性、趣味性、实践性、探究性于一体，深受中小学生的喜爱。结合自己多年来辅导学生、带队参赛、执行裁判的亲身经历，阐述一下自己对机器人比赛辅导的心得和体会，谈谈组织机器人竞赛辅导的方法和策略。（一）组建教师团队组建一支“持之以恒、爱岗敬业、无私奉献”的教师团队，是机器人竞赛的灵魂。机器人竞赛是培养中小学生科学素养的重要表现形式，教师参与科研贯穿教学始终。在机器人比赛训练过程中，教师充当“研究者”“指导者”和“实验者”的角色；而参赛学生，要承担“操作手”“指挥手”和“编程手”的任务。参赛队员尤其是高中阶段，一般都是高一新生，每年参赛队员都不同，队员的科学素养具有很大的不确定因素。因此，组建一支持之以恒、坚守在机器人教育岗位上稳定的教师团队，是机器人竞赛的灵魂。教师在开展辅导前，通过认真钻研机器人比赛项目相关知识和比赛规则，明确任务要求，制订切实可行的任务实现方案，认真准备好辅导计划及其具体实施步骤。（二）选定比赛项目选定具有“连续性好、培养学生综合素养强”的比赛项目，是机器人竞赛的前提。目前国内中小学生机器人比赛项目繁多，要结合自身具体情况，选择适合学生发展，并且可持续发展的机器人项目，直接决定竞赛辅导的技术目标，也影响着学生的素养的培养。具体选择要注意以下几个因素：仔细研究比赛规则，选购合适的器材每年 月份前都会公布第二年的比赛项目和具体竞赛规则，可以结合现有机器人情况和活动经费的情况，选购训练器材，确定来年参赛项目。比赛项目的连续性结合近几年国家主管部门颁布的竞赛活动项目名单，选择比较成熟的项目参加。对学生能力的培养机器人比赛不仅仅要考验参赛队员编程能力，还要考验参赛队员灵活、快速地搭建机器人的能力。机器人搭建培养学生动手能力，机器人编程培养学生逻辑思维能力。学生要想在比赛中取得好的成绩，超强的动手能力和缜密的逻辑思维能力是至关重要的，在选定比赛项目时，要重点考虑对学生动手能力和逻辑思维的培养。比赛项目对机器人品牌的要求机器人是机器人比赛的主体，有的赛制对机器人参数和品牌有特定的要求。有的机器人赛项今年可以参加比赛，明年比赛就取消了，这样就会严重影响比赛的连续性。因此，比赛项目对机器人品牌的要求，也是选择比赛项目的重要因素。通过综合分析，我们选择“领航杯”江苏省中小学生信息素养提升实践活动中的“轮式或履带式行走机器人比赛”作为我们学生竞赛活动的主要项目。这个项目对机器人的要求比较灵活，一是“不限定机器人品牌、型号，鼓励使用自制器材”，可以充分发挥学生的主观能动性；二是比赛时要求带散件进行比赛，对学生的搭建要求比较高，也是一个比较好的培养学生动手能力的比赛项目。（三）选拔参赛队员选拔“综合能力强、团队意识好、应变能力强”的参赛队员是机器人竞赛的关键。机器人竞赛是对学生动手能力、分析能力、发现问题、解决问题能力和临场应变能力等各项能力的综合考核。科技风 年 月科教论坛因此，对参赛队员的选拔至关重要。选拔队员标准：学习能力强，动手能力强，团队意识好，心理素质好。能静下心，切实有效地解决实际问题是衡量队员动手能力强弱的一个重要标志。具体选拔措施如下：海选队员通过扬中市青少年科技夏令营、冬令营活动，为基地初步选拔队员。扬中市青少年机器人教育培训基地，是扬中市科学技术协会和扬中市第二高级中学联合举办的科技志愿服务驿站。每年暑假、寒假，由全市各中小学校推送一批优秀学生到基地参加科技夏令营、冬令营活动。经过科技营活动、培训、考核，为基地选拔出一批优秀的参赛队员。培养队员开展小组考核赛、班级争霸赛、团队追逐赛，分别选出组长、班长和队长。通过科技夏令营、冬令营选拔出的队员组成新班级开展培训、比赛训练，实行分层分组教学模式，引入小组竞争机制，充分调动学生的积极性和主观能动性，大大提高教学效果。通过小组考核赛、班级争霸赛、团队追逐赛，选拔组长、班长和队长，以他们为骨干组成训练、比赛的框架，以点带面，各司其职，带领全体队员深入学习，有条不紊地开展教学工作。班长：负责班级教学一切事务。组长：负责小组内成员的训练、方案、小组间比赛。队长：负责班级外出比赛、赛场突发事件处理、赛场事务。通过市赛选拔正式参赛队员队员经过一段时间培训、训练，参加地区选拔赛，获胜的队员参加省赛。心理素质和团队意识是选拔参赛队员的重要考核因素竞赛项目的完成是一个竞赛团队合作的结果，组队队员只有团结合作，才能充分发挥各自的水平，取得比赛的胜利；如果每个选手仅从自身角度去考虑，单打独斗，你不服我，我不服你，往往会失去比赛。因此，建立一个团结合作的优秀团队，是竞赛取胜的关键。大手牵小手，培养小老师分层分组教学，形成梯队参赛。基地队员从小学、初中到高中，覆盖全学段，在教学中注重培养、挖掘小老师，通过大手牵小手，实现学习共同进步。（四）制订比赛方案制订“万无一失、简单高效”的比赛方案，是机器人竞赛的基石。竞赛项目确定后，分析比赛规则，明确任务要求，制订具体解决方案：实行组长负责机制每个小组由组长负责，分组训练，小组成员在组长的带领下，制订本组的方案和程序。要求在平时训练过程中要做到“完美”二字。引入小组竞争机制通过小组比赛竞争，进一步选拔优秀队员和优秀的解决方案，再由小组成员把自己优秀方案进行推广。方案优化整合机制经过一段时间的训练，小组成员的方案和程序基本都比较成熟和完善，在教师的统一“指导”下，大家一起讨论、交流，取长补短，最终形成一套“完美”的比赛方案，进行赛前集训。（五）落实赛前训练落实“刻苦钻研、严谨认真”的赛前训练，是机器人竞赛的保障。认真研究比赛规则参赛队员要熟悉比赛规则，掌握比赛流程、任务完成的要求和评分标准，要杜绝因违反比赛规则而被扣分现象的发生。训练时，队友间相互评分，熟悉评分原则和得分计算规则。合理使用比赛规则确保参赛队员在赛场上灵活应对、解决突发状况，就要做到合理使用比赛规则，合情合理地实现任务的完成。要遵守一个原则：“凡是规则中没有禁止的，都是允许的”。认真落实模拟比赛模拟比赛是正式比赛前重要的一个环节，在不同环境条件下进行模拟练习，可以适应各种不同的比赛环境；开展小组间对抗赛，及时查找可能突发出现的问题，寻找解决方案，做好比赛时发生各种突发情况的预案。只有“把训练当比赛练”，才能做到“把比赛当训练赛”，做到赛场上游刃有余。灵活机动处理突发状况机器人比赛会受各种环境条件的限制，比如场地地面的问题、光线的问题等，队长要能协同队员及时处理好赛场突发状况。尤其是比赛时指导老师不在现场，各种突发事件的灵活机动处理能力，是对一名合格的队长的基本要求。因此，在平时训练时，就要严阵以待，严谨认真，刻苦钻研，把各种突发情况做到心中有数。（六）赛后总结优化赛后总结，树立正确的比赛观、荣辱观，优化完善方案是机器人竞赛的升华。归整比赛器材比赛结束后，首先要做好比赛及辅助工具的收集整理，为今后的训练做好准备。每次比赛、训练后，都要求队员把器材归类整理好，养成一个良好的习惯，可以避免比赛器材的丢失。科教论坛科技风 年 月总结经验教训每次比赛结束后，要及时总结经验、教训。赛场上优点继续发扬光大，失误和缺点在以后比赛中一定要避免；要学习、吸取比赛“对手”方案的优点，并应用到自己方案优化中去；结合本次比赛的得失，把自己方案进一步优化、完善。如此这样，才有助于逐步积累经验，不断进步。正确面对比赛结果比赛的胜败得失，是正常的事，要让队员能够认识到参加机器人比赛，只是一个锻炼各方面能力的机会，成功失败都是次要的，主要是在参赛备战过程中得到大量的锻炼机会，综合能力得到明显提升，增长知识，开阔眼界。获奖名次不重要，重要的是在比赛过程中学到了什么知识？养成了什么素养？培养了什么能力？二、机器人竞赛的意义机器人竞赛涉及科学（）、技术（）、工程（）、数学（）等多个学科领域，学生参加机器人竞赛，需要完成设计、制作、编程、调试、竞赛等多个环节，这些环节需要学生运用多学科知识的融合，不仅能激发学生自主学习理论知识，更能培养学生的团队合作、实践能力，对学生具有很强的挑战性，能极大地激发学生的兴趣。这个环节所起到的作用是传统教学达不到的，是创新能力培养的关键阶段。（一）塑造参与意识，培养学习兴趣，养成良好的学习习惯塑造参与意识，培养学习兴趣机器人比赛过程是学生全程参与的过程，要求每一个队员都要认真地对待自己面临的比赛。为了提高成绩要积极地准备，以极大的热情来解读机器人比赛规则，查阅各种资料，发动所有的创造力来设计比赛用的机器人，通过编程让机器人实现一个又一个任务，克服一个又一个困难，鼓励队友，共同奋斗。通过参与，对机器人编程也会产生浓厚的兴趣，在学习中，有了兴趣的牵引会达到事半功倍的效果。养成良好的学习习惯机器人编程有“任务”的概念。每场比赛，都有时间的限制，通过机器人比赛，来培养学生在一定时间内要完成一定任务的意识。久而久之，这样的竞赛时间观念，让学生养成了在规定的时间内做好一件事的良好习惯。（二）塑造竞争意识，培养团队精神，养成良好的性格塑造竞争意识机器人竞赛不仅是一种编程教育的形式，也是一种竞技比赛的形式。有比赛就有胜负，有比赛就有竞争，通过竞争找到差距、不足，促进不断学习，逐渐提高自己，追赶超越自己的“对手”，逐步培养学生的竞争意识。培养团队精神机器人比赛，往往不是一个人的事情，一般都要求由多名队员组成一个参赛队。在比赛过程中，要求多名队员密切合作，才能取得优异的成绩。有时比赛过程中，不仅仅要考虑自己队的比赛，还要考虑自己学校的整体队伍比赛情况，这对培养学生们的团结合作精神有非常大的益处。养成良好的性格机器人编程教育对于学生的性格培养也有很大的帮助。学生通过一次又一次调试方案，一次又一次失败，使他的忍耐力、抗挫折能力、合作能力都会有很大的提高。通过失败的过程，学生会宽了容度、包容。学生在平时做训练，编写程序，拼装外设，设计方案，除了自主思考和探索的同时，还要善于与其他同学进行交流和分享，讨论改进方法。在讨论、分享、争论的学习氛围中，良好的性格逐步走向成熟。（三）激发好奇心、求知欲，培养观察力、专注力，养成独立解决问题的能力激发学生的好奇心和求知欲好奇心是小学生的天性，机器人编程最能激发学生的好奇心，也最能让学生的好奇心得到认证。有不懂的问题，亲自动手搭建一下，调试一下，结果一目了然。学生在调试机器人的过程中，一边思考，一边尝试，靠自己思维去理解世界，在这个过程中，不自觉地提高学生对外界的感知，加深对外界的印象，促使自己的求知欲越来越强。一旦学生有了自主行动力，学习就不再是一项任务，而是一种“玩耍”。“学中玩，玩中学”逐步培养学生的学习能力，这种能力才是相伴一生的财富。观察力和专注力的培养学生在搭建机器、外设的时候，在开动脑筋的同时，精力都非常集中。搭建完成后，再去编写程序，调试任务，不断修改，从而达到最佳效果。动手搭建，并与现实进行对照，再去探究原因，学生的观察力也就提升了，同时也提升了学生的创造力和问题解决的能力。在机器人搭建的过程中，学生们还会经历许许多多的失败。当他们经历这些失败时，会独立思考并解决问题。会更加集中精力，专注研究，寻找完美方案。在每次