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摘要：随着人工智能技术的迅速发展，机器人的应用已逐渐深入到社会各个领域，对人们日常生活产生了重要的影响，发挥了积极作用。将智能机器人引入中小学教学势在必行。智能机器人教学的顺利开展，需要从教学内容和培养目标的确立、教学环境的创建、课堂教学的开展上多方面配合，本文主要总结智能机器人竞赛的注意事项与技巧。
关键词：智能机器人；教学；竞赛
一、智能机器人教学活动开展的背景
智能机器人是科学技术发展的前沿领域和制高点，是一门集电子技术、机电制造、软件编程，具有综合性、前瞻性、创新性的的学科。可以说，在当今世界，谁掌握了最先进的机器人技术，谁就拥有了强大的生产力和国家竞争力。在西方发达国家，已经在科技实践活动中普及了机器人课程。要赶超世界先进的教育水平，机器人教学必须从中小学抓起。
机器人对于学生来说，神秘、新奇、好玩，特别能激发学生的学习兴趣。而兴趣是最好的老师，有了兴趣，他们就会自主去了解和探索，亲自参与机器人的实践，甚至可以将一些创新的想法通过自己的设计去实现，从而获得成就感和满足感。这些都为机器人教学的开展奠定了基础。
我国在机器人研究领域起步比较晚。近十年来，先后出现了一些生产教育机器人的厂家，经济发达地区的一些中小学校开始将智能机器人项目引进校园，开展了一系列丰富多彩、形式多样的机器人实验活动，推动了机器人进课堂的进程。我市因为教育投入、家校重视程度等原因，机器人教学起步相对较晚，于2006年第一批在市中心四所中小学校开设了机器人实验项目。
二、智能机器人的教学内容和培养目标
教師在开展智能机器人教学时，要把握好机器人项目教学内容的深浅和目标层次，因材施教，循序渐进，突出重难点，培养学生的综合素质。
1.让学生掌握智能机器人的基础知识和基本操作。
首先，要清楚智能机器人这一前沿科技的发展和应用状况，懂得智能机器人的概念、组成及工作原理，比如通过传感器检测搜集数据信息，通过程序和处理器判断场景、执行控制命令等，消除中小学生对智能机器人的神秘感，为进一步学习智能机器人技术打下基础。了解各类传感器（如灰度感应、红外测距、超声波测距、声控装置、温控装置）的功能及其工作原理，根据生活和学习中的实际需要或设定的情景，设计、组装简单的实物机器人，如灭火机器人、足球机器人、基本技能机器人、创意机器人、FLL工程挑战机器人等。其次，要懂得一定的编程语言，初步掌握机器人模块化程序的设计思路与编写方法，能根据需要对机器人的组装及其控制程序进行有效的编写，将编写好的机器人程序传送到机器人的RCU中，然后根据实际情况对程序进行调试和修改，使机器人完成指定的任务。
2.培养学生的多元能力。
当今社会是人才竞争激烈的社会，需要学生具备多种能力和本领。而智能机器人实践活动，恰好为培养学生的综合能力搭建了一个全新的平台，成为培养学生们多元能力的孵化基地。进行机器人实验，需要掌握的技能包括观察分析能力、动手能力、应变能力、创新能力、毅力以及团队协作能力等。
显然，智能机器人是一门新兴的学科，需要我们不断地探索，借助机器人进课堂这一契机，全面培养和提高学生各方面的技能和素养。
三、智能机器人教学环境的创建
创建良好的机器人教学环境是学习机器人的前提。学校常规的多媒体教室、电脑室已经不能适应机器人教学的需要，因此我们必须创建机器人实验室，购置机器人设备、电脑设备和其他配套设备，组建实验场地。
1.硬件设备的投入。这涉及要开设哪些机器人项目的问题。首先必须研究本省和当地开设了哪些机器人竞赛项目，然后根据本校的财力、师资以及学生的能力现状，选择容易得奖或者容易开展的项目来开设。我市开设过的项目有灭火、足球、虚拟足球、基本技能、竞速往返跑、擂台（已取消）等，我校2009年结合本市本校的实际，开设了灭火、足球、虚拟足球、竞速往返跑等项目。
选定项目之后，就要选择机器人的生产厂商。这就必须考虑供货商的研发能力，所生产产品的品种、稳定性、可扩展性、可升级性、售后服务及编程控制的难易等因素。目前国内生产教育机器人的厂家有中鸣、广茂达、蒙器、纳英特、爱乐博、快畅等厂家。就历届的竞赛所见所闻，粗略来说，广茂达的机器人在足球项目上比较有优势，中鸣的机器人在灭火上比较有优势。中鸣对于广东省内的学校而言是不错的选择，其生产地在广州，售后服务相对比较好。
2.软件资源的开发。厂商的机器人产品都附带相应的程序开发平台和相关程序实例。而随着智能机器人教学的纵深开展，相关网络教学资源也在不断地充实，机器人科技公司官方网站上一般都会提供一些技术文档、视频教程和可供下载的机器人应用方案，还有交流论坛等，比如“中鸣机器人”（http：//www.robotplayer.corn）等。此外，厂商的面对面技术支持也是必不可少的。
3.建设符合机器人教学的师资队伍。机器人教学，给一线的中小学信息技术教师、科学教师或物理教师提出了更高的要求：
（1）作为机器人项目的指导教师，教育观念上要有所转变。教师不再是以往教学中的灌输者，而是要成为学生学习的指导者，启迪学生的创新思维，鼓励学生大胆动手实践，积极引导学生发现问题、解决问题。
（2）教师必须具备一定的电子技术基础和较好的程序设计能力，具有较强的观察问题、分析问题的能力，具有较高的自学能力、动手能力和创新能力，还要不断地更新自己的知识结构，提高自己的专业素养。
4.要有一定的活动经费，用于购买一些电子辅助设备、必需用品，或邀请外面的技术员或指导老师到校指导业务。
四、智能机器人课堂教学的开展
1.智能机器人课程的教学方法有很多，如讲授法、直观演示法、任务驱动法、实验对比法、自主探究法或小组合作学习等。在讲授机器人基本理论知识时，可采用讲授法；在完成简单的机器人翩作时，可采用直观演示法、任务驱动法；在调试、模拟比赛阶段可采用小组合作法等。总之，教学时要因地制宜，灵活运用。特别要指出的是，一定要突出学生是整个学习过程的主体，充分发挥学生的自主性，让学生自己动手；在教师的引导下，让学生自己发现问题、分析问题，自己寻求解决问题的方法，并总结规律。因为这个项目的操作性很强，而且实验过程中碰到的问题也比较多，所以只有平时训练有素，基本功扎实，比赛时遇到问题才能做到不慌不乱，及时解决问题。 2.每次上课前要先做好一些准备工作，比如事先将机器人的电池充满电，检查机器人各部位的螺丝有没有拧紧，准备好上课要用到的零配件，檢查实验室的光线是否符合实验的要求，等等。
3针对教学中机器人数量和笔记本电脑数量不足的问题，个别项目可以利用仿真系统进行模拟实验。如中鸣的AI-kq虚拟足球平台、广茂达的VJc仿真软件、纳英特的“NSTILSS3D仿真系统”，用这些仿真系统来教学，可大大节约设备的资金投入，同样也可以参加比赛。同时，用这些软件平台来检验自己所编写的机器人控制程序，效果也较为直观，而且不受实践场地、环境的影响，更有利于发现并优化程序设计中出现的问题，方便教学。
五、智能机器人竞赛的注意事项与技巧
我对机器人竞赛总结如下：好的成绩=好的设备 好的程序 学生好的操作 好的运气，每个方面都很重要，都可能直接关系到成败。
1.要尽量购进最新版、性能好的机器人。这一点至关重要，可以说是赢在起跑线上。因为新版机器人的工作性能是经过改进的，比老旧的设备更有优势。工作电压在符合竞赛规则的前提下比以前的要高，功率更大，机器人运转速度更快，或者动力更强劲；机械结构、部件已经过改进，运转更灵活，外形也更有利于比赛；新版设备所搭配的主体程序比以前更加优化、更加完善。例如，中鸣2009版的灭火机器人比2008版的运转速度快了一倍，所以2009版的具有明显的优势；省电教馆机器人足球比赛，在不违背规则的前提下，电池要选用电压高的，这样“踢球”才有力度，才有优势。所以，在经济条件允许的情况下，要购买最新的产品。
2.好的硬件设备也需要好的程序来控制。要取得好成绩，一定要在程序上下苦功夫。试想一下，如果硬件的性能很好，但程序设计得不好，那比赛的结果可想而知。
3.为了应对比赛，要不断地积累经验、技巧。假如比赛双方的机器人性能、实力相当，那么比赛的技巧就显得尤为重要了。如在足球比赛中，开球机器人所放的位置与角度怎样，很可能会影响比赛成绩；要带备用配件，以防比赛时机器出现故障，无法及时修复。
4.运气也是很重要的。比如在足球比赛中，初赛一般采用小组淘汰制，竞赛小组的队伍搭配一般是抽签产生的。而如果抽到的对手是实力很强的参赛队，那有可能在初赛时就会被刷下来了而无缘复赛了。
综上所述，智能机器人已是社会的热点，智能机器人进校园已是学校教育的必然趋势。开展机器人竞赛活动是一项系统工程，必须考虑方方面面的因素，把握好各个环节，才能运筹帷幄，决胜千里。
关键词：智能机器人；教学；竞赛
一、智能机器人教学活动开展的背景
智能机器人是科学技术发展的前沿领域和制高点，是一门集电子技术、机电制造、软件编程，具有综合性、前瞻性、创新性的的学科。可以说，在当今世界，谁掌握了最先进的机器人技术，谁就拥有了强大的生产力和国家竞争力。在西方发达国家，已经在科技实践活动中普及了机器人课程。要赶超世界先进的教育水平，机器人教学必须从中小学抓起。
机器人对于学生来说，神秘、新奇、好玩，特别能激发学生的学习兴趣。而兴趣是最好的老师，有了兴趣，他们就会自主去了解和探索，亲自参与机器人的实践，甚至可以将一些创新的想法通过自己的设计去实现，从而获得成就感和满足感。这些都为机器人教学的开展奠定了基础。
我国在机器人研究领域起步比较晚。近十年来，先后出现了一些生产教育机器人的厂家，经济发达地区的一些中小学校开始将智能机器人项目引进校园，开展了一系列丰富多彩、形式多样的机器人实验活动，推动了机器人进课堂的进程。我市因为教育投入、家校重视程度等原因，机器人教学起步相对较晚，于2006年第一批在市中心四所中小学校开设了机器人实验项目。
二、智能机器人的教学内容和培养目标
教師在开展智能机器人教学时，要把握好机器人项目教学内容的深浅和目标层次，因材施教，循序渐进，突出重难点，培养学生的综合素质。
1.让学生掌握智能机器人的基础知识和基本操作。
首先，要清楚智能机器人这一前沿科技的发展和应用状况，懂得智能机器人的概念、组成及工作原理，比如通过传感器检测搜集数据信息，通过程序和处理器判断场景、执行控制命令等，消除中小学生对智能机器人的神秘感，为进一步学习智能机器人技术打下基础。了解各类传感器（如灰度感应、红外测距、超声波测距、声控装置、温控装置）的功能及其工作原理，根据生活和学习中的实际需要或设定的情景，设计、组装简单的实物机器人，如灭火机器人、足球机器人、基本技能机器人、创意机器人、FLL工程挑战机器人等。其次，要懂得一定的编程语言，初步掌握机器人模块化程序的设计思路与编写方法，能根据需要对机器人的组装及其控制程序进行有效的编写，将编写好的机器人程序传送到机器人的RCU中，然后根据实际情况对程序进行调试和修改，使机器人完成指定的任务。
2.培养学生的多元能力。
当今社会是人才竞争激烈的社会，需要学生具备多种能力和本领。而智能机器人实践活动，恰好为培养学生的综合能力搭建了一个全新的平台，成为培养学生们多元能力的孵化基地。进行机器人实验，需要掌握的技能包括观察分析能力、动手能力、应变能力、创新能力、毅力以及团队协作能力等。
显然，智能机器人是一门新兴的学科，需要我们不断地探索，借助机器人进课堂这一契机，全面培养和提高学生各方面的技能和素养。
三、智能机器人教学环境的创建
创建良好的机器人教学环境是学习机器人的前提。学校常规的多媒体教室、电脑室已经不能适应机器人教学的需要，因此我们必须创建机器人实验室，购置机器人设备、电脑设备和其他配套设备，组建实验场地。
1.硬件设备的投入。这涉及要开设哪些机器人项目的问题。首先必须研究本省和当地开设了哪些机器人竞赛项目，然后根据本校的财力、师资以及学生的能力现状，选择容易得奖或者容易开展的项目来开设。我市开设过的项目有灭火、足球、虚拟足球、基本技能、竞速往返跑、擂台（已取消）等，我校2009年结合本市本校的实际，开设了灭火、足球、虚拟足球、竞速往返跑等项目。
选定项目之后，就要选择机器人的生产厂商。这就必须考虑供货商的研发能力，所生产产品的品种、稳定性、可扩展性、可升级性、售后服务及编程控制的难易等因素。目前国内生产教育机器人的厂家有中鸣、广茂达、蒙器、纳英特、爱乐博、快畅等厂家。就历届的竞赛所见所闻，粗略来说，广茂达的机器人在足球项目上比较有优势，中鸣的机器人在灭火上比较有优势。中鸣对于广东省内的学校而言是不错的选择，其生产地在广州，售后服务相对比较好。
2.软件资源的开发。厂商的机器人产品都附带相应的程序开发平台和相关程序实例。而随着智能机器人教学的纵深开展，相关网络教学资源也在不断地充实，机器人科技公司官方网站上一般都会提供一些技术文档、视频教程和可供下载的机器人应用方案，还有交流论坛等，比如“中鸣机器人”（http：//www.robotplayer.corn）等。此外，厂商的面对面技术支持也是必不可少的。
3.建设符合机器人教学的师资队伍。机器人教学，给一线的中小学信息技术教师、科学教师或物理教师提出了更高的要求：
（1）作为机器人项目的指导教师，教育观念上要有所转变。教师不再是以往教学中的灌输者，而是要成为学生学习的指导者，启迪学生的创新思维，鼓励学生大胆动手实践，积极引导学生发现问题、解决问题。
（2）教师必须具备一定的电子技术基础和较好的程序设计能力，具有较强的观察问题、分析问题的能力，具有较高的自学能力、动手能力和创新能力，还要不断地更新自己的知识结构，提高自己的专业素养。
4.要有一定的活动经费，用于购买一些电子辅助设备、必需用品，或邀请外面的技术员或指导老师到校指导业务。
四、智能机器人课堂教学的开展
1.智能机器人课程的教学方法有很多，如讲授法、直观演示法、任务驱动法、实验对比法、自主探究法或小组合作学习等。在讲授机器人基本理论知识时，可采用讲授法；在完成简单的机器人翩作时，可采用直观演示法、任务驱动法；在调试、模拟比赛阶段可采用小组合作法等。总之，教学时要因地制宜，灵活运用。特别要指出的是，一定要突出学生是整个学习过程的主体，充分发挥学生的自主性，让学生自己动手；在教师的引导下，让学生自己发现问题、分析问题，自己寻求解决问题的方法，并总结规律。因为这个项目的操作性很强，而且实验过程中碰到的问题也比较多，所以只有平时训练有素，基本功扎实，比赛时遇到问题才能做到不慌不乱，及时解决问题。 2.每次上课前要先做好一些准备工作，比如事先将机器人的电池充满电，检查机器人各部位的螺丝有没有拧紧，准备好上课要用到的零配件，檢查实验室的光线是否符合实验的要求，等等。
3针对教学中机器人数量和笔记本电脑数量不足的问题，个别项目可以利用仿真系统进行模拟实验。如中鸣的AI-kq虚拟足球平台、广茂达的VJc仿真软件、纳英特的“NSTILSS3D仿真系统”，用这些仿真系统来教学，可大大节约设备的资金投入，同样也可以参加比赛。同时，用这些软件平台来检验自己所编写的机器人控制程序，效果也较为直观，而且不受实践场地、环境的影响，更有利于发现并优化程序设计中出现的问题，方便教学。
五、智能机器人竞赛的注意事项与技巧
我对机器人竞赛总结如下：好的成绩=好的设备 好的程序 学生好的操作 好的运气，每个方面都很重要，都可能直接关系到成败。
1.要尽量购进最新版、性能好的机器人。这一点至关重要，可以说是赢在起跑线上。因为新版机器人的工作性能是经过改进的，比老旧的设备更有优势。工作电压在符合竞赛规则的前提下比以前的要高，功率更大，机器人运转速度更快，或者动力更强劲；机械结构、部件已经过改进，运转更灵活，外形也更有利于比赛；新版设备所搭配的主体程序比以前更加优化、更加完善。例如，中鸣2009版的灭火机器人比2008版的运转速度快了一倍，所以2009版的具有明显的优势；省电教馆机器人足球比赛，在不违背规则的前提下，电池要选用电压高的，这样“踢球”才有力度，才有优势。所以，在经济条件允许的情况下，要购买最新的产品。
2.好的硬件设备也需要好的程序来控制。要取得好成绩，一定要在程序上下苦功夫。试想一下，如果硬件的性能很好，但程序设计得不好，那比赛的结果可想而知。
3.为了应对比赛，要不断地积累经验、技巧。假如比赛双方的机器人性能、实力相当，那么比赛的技巧就显得尤为重要了。如在足球比赛中，开球机器人所放的位置与角度怎样，很可能会影响比赛成绩；要带备用配件，以防比赛时机器出现故障，无法及时修复。
4.运气也是很重要的。比如在足球比赛中，初赛一般采用小组淘汰制，竞赛小组的队伍搭配一般是抽签产生的。而如果抽到的对手是实力很强的参赛队，那有可能在初赛时就会被刷下来了而无缘复赛了。
综上所述，智能机器人已是社会的热点，智能机器人进校园已是学校教育的必然趋势。开展机器人竞赛活动是一项系统工程，必须考虑方方面面的因素，把握好各个环节，才能运筹帷幄，决胜千里。