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摘要:单片机活动是一项青少年喜欢的利用编写程序达到智能控制机器的科学实践探究活动。作为北京市科技特长项目已经有一段时间了,在几年的中小学的单片机教学过程中,发现了一些此项活动在发展过程中存在的不足以及中小学单片机科技辅导员对单片机项目发展的误区。本文通过研究、分析了单片机教育活动的基本情况,提出了相关建议作为参考。
中图分类号:F540.33 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)30-0196-01
一、北京市单片机项目目前的情况
随着2007年北京市把单片机竞赛列入科技特长生的行列,单片机这个在大学本科的课程正式进入了中小学的课堂。单片机通过编写程序、搭建电路、设计作品等,对学生的编程能力、设计能力、动手制作能力都有很大的提高。因此在北京市的很多中小学生中掀起了学习单片机的热潮。在小学、初中出现了大量手捧单片机的学生。甚至单片机的培训班也如雨后春笋般在课外培训机构中出现。
由于小学单片机教学的红火开展,大量的已经具备一定水平的科技特长学生进入了初中。北京市每年专门的单片机比赛也只有北京市教委举办的一次《北京市中小学生智能控制(单片机)竞赛》。竞赛中共有“现场编程”、“智能车接力”、“作品竞赛”三项。有很多的学生和老师都觉得单片机每年只有这么一次比赛,学生缺少实际锻炼和比赛的机会。
二、单片机项目定位与机器人比赛项目之间的对比与关系
1、单片机与机器人的关系
单片机就是一台微型计算机,它内部集成了处理器,存储区,FLASH等东西,通常主要应用在工业控制。融入在中小学的科技教育中,就是教会学生使用单片机作为智能控制的大脑使机器达到自动化、智能化的目的。在不断的分析问题、解决问题和设计制作单片机的过程中提高学生的科技创新意识与动手实践能力。
现在的机器人都是通过对单片机作为机器人的大脑,通过编写程序让机器人向左或者向右走。所以单片机在机器人中就负责协调及控制机器人的行为的一个重要部件。可以说,每一个机器人都是由一个或几个单片机实现的智能控制。
2、单片机与机器人比赛的情况对比
既然单片机和机器人关系如此紧密,那我们看看机器人的比赛情况。
机器人创新设计、机器人2对2足球比赛、智能机器人搬运比赛、机器人舞蹈比赛
从上述表格中可以看出,机器人的比赛无论是比赛数量还是比赛项目都大大的超过了单片机比赛。这些学生还可以参加省、市级、全国级的比赛。相比单片机每年只有一次的区级选拔赛和市级比赛来说,真是多了很多次实际参与的机会。而比赛项目而言,机器人比赛由工程挑战赛、足球比赛、灭火比赛、走迷宫、擂台等等等。可以说是种类繁多、各式各样。
综上所述:单片机作为机器人的大脑,其本身就有很多单片机作品就是机器人。并与单片机项目的涵盖范围应该比机器人更广。但单片机的比赛却因为种种原因远没有机器人普及。参加机器人的学生可以参加到全国、甚至是世界级的比赛。与年龄相仿的外国学生在赛场上一较高下。而学习单片机的学生很也每年只能在参加一两次比赛。大大降低学生的参与的积极性。这也使得对单片机智能控制感兴趣的学生没有了用武之地,渐渐地对单片机项目丧失兴趣。因此也让许多单片机项目的科技辅导教师无所适从,不知道学习单片机学生的发展应如何规划。
三、单片机项目的发展对策
1、参加常规的单片机比赛
作为北京市中考科技特长生认定项目与中考加分项目。北京市每年的单片机比赛可谓是火爆异常。从比赛项目上看,首先,参加现场编程项目要求是最低的。但也是比赛人数最多的。一个区的选拔赛,就能达到几百人竞争几个的北京市参赛名额。其次,智能车比赛,现在也分为了DP801、811组和乐高组。智能车比赛的前期投入大,一个参加比赛的小车从1000元至几千元不等。如果想取得好成绩,那就要采购更好的设备。最后,单片机作品比赛是最难制作的一项,但也是最好获奖的一项。主要就是利用单片机开发一些具有智能的作品。例如:智能计数存钱罐等等。这些作品开发出来后不仅仅可以参加单片机的比赛,也可以去参加其他科技创新类比赛。
2、参加具有智能控制类的机器人比赛
从上边的介绍中大家可以看出来,机器人比赛有很多种类,而单片机作为机器人的控制器,有很多项目也是可以参加的。例如:全国中小学电脑作品中的 灭火比赛、机器人足球等項目。就可以使用单片机开发的对应的机器人、智能车进行完成。这样学生不仅仅是参加机器人比赛的程序设计内容,还可以锻炼自己制作完成的机器人等能力。比使用买来的成品机器人对学生的动手能力提高更大。这样就大大增加了单片机项目的学生可以参加的活动内容和比赛项目。
3、参加金鹏科技论坛中或者青少年创新大赛的作品创新。
中小学的单片机和机器人教育也是创新科技教育的重要载体和实践领域。在北京市这样的大省市,每年的青少年创新大赛和金鹏科技论坛中就有很多创新作品采用的单片机进行开发制作的。例如:把单片机引入交通管理中,制作人行横道语言智能提醒系统、智能红绿灯等等。这些创新型比赛不仅仅可以锻炼学生真正使用单片机的水平。更加是学生综合素质的展示。
四、对单片机项目的几点建议
首先,制定统一的技术标准,增强兼容性,降低学校的参赛成本。目前,单片机产品差异性较大,在比赛使用的大都是北京单片机协会的产品,且自成体系,互不兼容。这在很大程度上制约了单片机的使用和推广。只有通过政府和企业制定统一的标准,才能生产出低价、实用、兼容性强的产品,从而降低参赛门槛,提高学校的普及面。
其次,在竞赛评价和奖励措施设置上,应按照多种评价体系,设立多种奖项。例如在机器人灭火竞赛中,可以设置创意奖,还可以借鉴国外赛事的奖励措施,用奖金对优胜选手进行奖励,在减轻学校或学生负担的同时,也提高了学生参赛的积极性。
最后,应注重教材编写、案例整理,对单片机教育理念进行广泛的推广。
参考文献:
【1】国内外机器人竞赛活动的分析及比较 张国民 姬洪强
【2】中小学机器人竞赛活动项目创新及评价 王立春
【3】中小学机器人教育的现状与对策 卢燕 赵晓声
中图分类号:F540.33 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)30-0196-01
一、北京市单片机项目目前的情况
随着2007年北京市把单片机竞赛列入科技特长生的行列,单片机这个在大学本科的课程正式进入了中小学的课堂。单片机通过编写程序、搭建电路、设计作品等,对学生的编程能力、设计能力、动手制作能力都有很大的提高。因此在北京市的很多中小学生中掀起了学习单片机的热潮。在小学、初中出现了大量手捧单片机的学生。甚至单片机的培训班也如雨后春笋般在课外培训机构中出现。
由于小学单片机教学的红火开展,大量的已经具备一定水平的科技特长学生进入了初中。北京市每年专门的单片机比赛也只有北京市教委举办的一次《北京市中小学生智能控制(单片机)竞赛》。竞赛中共有“现场编程”、“智能车接力”、“作品竞赛”三项。有很多的学生和老师都觉得单片机每年只有这么一次比赛,学生缺少实际锻炼和比赛的机会。
二、单片机项目定位与机器人比赛项目之间的对比与关系
1、单片机与机器人的关系
单片机就是一台微型计算机,它内部集成了处理器,存储区,FLASH等东西,通常主要应用在工业控制。融入在中小学的科技教育中,就是教会学生使用单片机作为智能控制的大脑使机器达到自动化、智能化的目的。在不断的分析问题、解决问题和设计制作单片机的过程中提高学生的科技创新意识与动手实践能力。
现在的机器人都是通过对单片机作为机器人的大脑,通过编写程序让机器人向左或者向右走。所以单片机在机器人中就负责协调及控制机器人的行为的一个重要部件。可以说,每一个机器人都是由一个或几个单片机实现的智能控制。
2、单片机与机器人比赛的情况对比
既然单片机和机器人关系如此紧密,那我们看看机器人的比赛情况。
机器人创新设计、机器人2对2足球比赛、智能机器人搬运比赛、机器人舞蹈比赛
从上述表格中可以看出,机器人的比赛无论是比赛数量还是比赛项目都大大的超过了单片机比赛。这些学生还可以参加省、市级、全国级的比赛。相比单片机每年只有一次的区级选拔赛和市级比赛来说,真是多了很多次实际参与的机会。而比赛项目而言,机器人比赛由工程挑战赛、足球比赛、灭火比赛、走迷宫、擂台等等等。可以说是种类繁多、各式各样。
综上所述:单片机作为机器人的大脑,其本身就有很多单片机作品就是机器人。并与单片机项目的涵盖范围应该比机器人更广。但单片机的比赛却因为种种原因远没有机器人普及。参加机器人的学生可以参加到全国、甚至是世界级的比赛。与年龄相仿的外国学生在赛场上一较高下。而学习单片机的学生很也每年只能在参加一两次比赛。大大降低学生的参与的积极性。这也使得对单片机智能控制感兴趣的学生没有了用武之地,渐渐地对单片机项目丧失兴趣。因此也让许多单片机项目的科技辅导教师无所适从,不知道学习单片机学生的发展应如何规划。
三、单片机项目的发展对策
1、参加常规的单片机比赛
作为北京市中考科技特长生认定项目与中考加分项目。北京市每年的单片机比赛可谓是火爆异常。从比赛项目上看,首先,参加现场编程项目要求是最低的。但也是比赛人数最多的。一个区的选拔赛,就能达到几百人竞争几个的北京市参赛名额。其次,智能车比赛,现在也分为了DP801、811组和乐高组。智能车比赛的前期投入大,一个参加比赛的小车从1000元至几千元不等。如果想取得好成绩,那就要采购更好的设备。最后,单片机作品比赛是最难制作的一项,但也是最好获奖的一项。主要就是利用单片机开发一些具有智能的作品。例如:智能计数存钱罐等等。这些作品开发出来后不仅仅可以参加单片机的比赛,也可以去参加其他科技创新类比赛。
2、参加具有智能控制类的机器人比赛
从上边的介绍中大家可以看出来,机器人比赛有很多种类,而单片机作为机器人的控制器,有很多项目也是可以参加的。例如:全国中小学电脑作品中的 灭火比赛、机器人足球等項目。就可以使用单片机开发的对应的机器人、智能车进行完成。这样学生不仅仅是参加机器人比赛的程序设计内容,还可以锻炼自己制作完成的机器人等能力。比使用买来的成品机器人对学生的动手能力提高更大。这样就大大增加了单片机项目的学生可以参加的活动内容和比赛项目。
3、参加金鹏科技论坛中或者青少年创新大赛的作品创新。
中小学的单片机和机器人教育也是创新科技教育的重要载体和实践领域。在北京市这样的大省市,每年的青少年创新大赛和金鹏科技论坛中就有很多创新作品采用的单片机进行开发制作的。例如:把单片机引入交通管理中,制作人行横道语言智能提醒系统、智能红绿灯等等。这些创新型比赛不仅仅可以锻炼学生真正使用单片机的水平。更加是学生综合素质的展示。
四、对单片机项目的几点建议
首先,制定统一的技术标准,增强兼容性,降低学校的参赛成本。目前,单片机产品差异性较大,在比赛使用的大都是北京单片机协会的产品,且自成体系,互不兼容。这在很大程度上制约了单片机的使用和推广。只有通过政府和企业制定统一的标准,才能生产出低价、实用、兼容性强的产品,从而降低参赛门槛,提高学校的普及面。
其次,在竞赛评价和奖励措施设置上,应按照多种评价体系,设立多种奖项。例如在机器人灭火竞赛中,可以设置创意奖,还可以借鉴国外赛事的奖励措施,用奖金对优胜选手进行奖励,在减轻学校或学生负担的同时,也提高了学生参赛的积极性。
最后,应注重教材编写、案例整理,对单片机教育理念进行广泛的推广。
参考文献:
【1】国内外机器人竞赛活动的分析及比较 张国民 姬洪强
【2】中小学机器人竞赛活动项目创新及评价 王立春
【3】中小学机器人教育的现状与对策 卢燕 赵晓声