1、VEX 机器人社团简介 发布时间： 2013-03-12 阅览次数： 2144 次 來源： 从初一学生的身心特点来看，学生对科学知识有了较强的渴望，好胜心加强，乐于成功。然而，由于知识经验还存在局限性，思维的独立性和批判性还处 于萌芽阶段，神经系统调节能力也较差，容易受外界影响。顺利时盲目自满，遇挫折时则盲目自卑，沮丧泄气。因此我 们教师需要及时掌握学生的全面发展现状， 实时给予最近的目 标区，必 须有效培养学生的良好习惯，培养坚韧不拔、善始善终的意志力，充分利用鞭策与激励机制，及时的鼓励或者批评， 树榜样、立标杆、倡导分享，这样才有可能使学生在尽可能短的时间中掌握更多的技能，才能使学生的特长
2、得到迅速的发展， 这样才能有的放矢、才能事半功倍。在传统的基础教育中，学生或者是 为了自己学习或者是为 了家长而学习，学 习的成败与其他人基本上没有关系，学生也基本上不用分享自己的经验与教 训。而在机器人 竞赛中，团队尤为重要，个人的表现必将极大的影响 团队的成绩， 这就迫使学生参与 团队建设，必须要积极思考、相互交流分享，只有这样， 团队才有可能取胜。这里我们还不得不提到 VEX 竞赛有别于其它科技比赛的一个重要特点： VEX 机器人竞赛是一场战争，它不仅仅是人与物之 间的较量，它更是人与人之间的比拼，是一个团队与另一个团队之间的斗智斗勇。在 VEX 竞赛中，机器人要接触，要彼此碰撞，就必然
3、要修理，必然要改进。机器人程序方案的编写合理 还是不合理，也需要不断思索与实践验证。团队的搭配是否合理可靠，也需要不断揣摩体会。这一个不断改进机器人、完善机器人的过程的实质就是创新过程。在整个 VEX 机器人活动中，学生必然经过希望、失望、挫折、挣扎、进步、成功等一系列的体验，在不断的改进 完善机器人中创新，在机器人活动中全面提高自己的综合能力，从而真正的成长起来。 从我校参加 VEX 机器人竞赛 以来，许多学生积极向上，一方面在学业上努力进取名列前茅，另一方面动脑动手形成习惯与动力， 积极参与科技方面的 创新活动。据不完全 统计，参加机器人竞赛的学生队员 22 人中，共 获得世界比赛一等奖
4、1 人次，全国一等奖 4 人次，二等奖 4人次，三等奖 5 人次，市一等奖 4 人次，二等奖 5 人次，市三等奖 8 人次。由于学生的全面发展，综合素质得到了极大的提高，对此，受到了学生、家 长、班主任以及学校、社会等的一致好评与广泛认可。活动内容和活动步骤：首先简单介绍一下 VEX 机器人工程挑 战赛这项活动（以下 简称 VEX 竞赛）VEX 竞赛 是由美国 IFI 公司设计的优秀青少年教育和竞赛的机器人科技平台。学生一般由4 个学生组成一支队伍，学生一般分成搭建手、操作手（2 个）、编程手。队长由其中一人担任。4 个学生首先需要搭建两个机器人，然后编写程序，完善机器人后再将这两个机器人组成
5、一支队伍与别的队伍进行比赛。学生在 竞赛过程中，需要学 习 物理、数学、英文、计算机编程、工程设计等相关知识，需要综 合解决目标问题（按照 VEX 规程，每一年的竞赛内容会改变，比如 2010 年“大获全胜” 的目标是投掷橄榄球，2011 年“集结号”的目标是取下圆环、爬上梯子）、需要团队的密切合作以竞 争取胜。同 时，学生们还需要开发许多新技能来应对各种面临的挑战。第二步，学生开始初步搭建机器人。学生在进行 VEX 机器人设计 之初，必然要用到长度的测量。一个 VEX 竞赛机器人的长宽高必须限定在 45.7cm 以内，那么学生就必然要先学 习如何进行长度的特殊测量方法，长宽高的测量必须精确。
6、在铁质结构件还是铝质结构件的选择上，必然面 临该选择 哪一类零件的问题。学生必然要学习物质的密度、硬度、以及如何使用测量工具来测量物体的质量问题。在搭建机器人的传动机构时，必然面 临齿轮配比选择问题 。学生必 须学习力臂、力矩、机械的效率等问题，学生必须进行相关数学 计算，多次做 对比实验 ，才能将传动部分搭建成功。如果学生不清楚这些，学生就 难以完成相关搭建任务。机器人的电机是一个很重要的部件。学生在电机的安装中，总会遇到电机齿轮磨损问题（俗称“打齿轮”），这就要求学生仔细阅读英文说明书（因为目前没有中文版的说明资料），弄清楚电机的结构细节，并能够及 时更换受损电机。机器人即将搭建成功时，面
7、临 着整机的重心设计等问题。学生需要精心调整机器人的重心，懂得重心与稳度的关系。学生的机器人搭建基本完毕后，必然面 临着机器人的整机 调试问题，学生不得不根据整机的特点以及当年的比赛规则，要求全面均衡考 虑各方面的问题 ，必 须要进行取舍、要进行调整，这就使得学生综合应用物理知识、工程知 识解决相关问题 的能力得到提升。这就迫使一个初一学生必须超前学习，必 须阅读初二和初三的物理 课本，弄懂相关知 识，提高相关能力。同时要求搭建者相互合作，充分交流，发挥个人特长，才有可能把机器人搭建成功。学生在整个搭建机器人的过程中，教 师需要根据学生的身心特点，适当补充相关知识，让学生在搭建中思考，在搭建中
8、成长。搭建机器人过程，学生总会出 现一个会让教师、家 长非常乐 意见到的明显改变。那就是过去教师、家长经常指责学生不细 心， 观察不仔细，粗枝大叶，丢三落四，然而 经常事与愿违，学生的习惯得不到彻底改正。但是当一个学生搭建完成 VEX 机器人过程中，总会出现学生把螺丝上的不紧造成机器人整体运行不好或者就因为一时的观察不仔细导致最后总装出来的机器人不能良好匹配等等类似问题，学生 这时必须得花好几个小 时的时间去把机器人拆下来又重新装配好，这种无言的 惩罚对于学生是刻骨铭心的。多次同样的挫折折磨，迫使学生的观察能力、分类能力、动手能力，对事情的专注程度得到极大的提高。第三步，学生的机器人初步搭建好
9、以后，学生总是迫切的希望自己的机器人能够快速动起来这时，就是教师进行程序教学的最好 时机。首先充分介 绍程序 C 语言（中文版的）的程序设计流程图，让学生真正懂得程序 设计的意义，再根据学生搭建的机器人设计出手动程序（遥控器使用），再教会学生使用下载 器把电脑中编制好的程序下 载进入机器人的主控器。每当学生能够用遥控器控制机器人， 让机器人动起来时，几乎每个学生都会高兴的跳起来欢呼。学生从此真正开始爱上机器人了。学生在给机器人编程的过程中，教 师需要根据程序设计的特点，最好先使用中文版软件进行教学，在后期则改用英文版。因为英文版较中文版更稳定可靠，还可以使学生的英文知识得到提高。在编程与搭建过
10、程中，要给学生充分的自主 设计和研究性学 习的时间，注意 课程时间的连续性。每个组员都有明确的分工，主要就是这两大块：结构搭建与程序 设计，分工不分家， 团结协作最重要。在实践中提高学生碰到 问题、解决 问题的能力。在编程与搭建过程中，我们还 要求每个学生都要写出机器人的全部零件清 单和程序编写记录，做好每次进行机器人训练 的工程记录，每次 训练后都要有小 结和反思，要对自己的常规课程学习情况与机器人训练情况作出理性的计划安排。第四步，操控机器人，进行对抗赛学生的机器人搭建好了，也能够动起来了， 这时该到了操控手大展身手的 时候了。大凡这个年龄段的学生，都非常喜欢玩 这种自己搭建的机器人玩具（
11、男女学生都喜 欢，男孩子更甚）。试用机器人，发现问题改进机器人。学生们往往在练习基本动作的同时，会自行 组成机器人队 伍来进行对抗。我 们的经验是，根据学生自己的选择，45 个同学 组成一支比赛队伍。一支机器人队伍中有两台机器人，两个以上的操控手，其他同学主攻编程，或者主攻搭建，或者主攻后勤保障（比如拍 摄对抗赛的科学 DV）或者主攻队长一职（队长需要最全面的知识与能力，但不一定操控最好）。我 们要求，每一个同学都必须懂得 VEX 机器人的各个方面：搭建、编程、操控、后勤保障。在对抗比赛中，学生们空前团结 ，因 为学生们都知道：团队 中的任何一个学生的失误都会造成整个团队的失败。为了成功，每一
12、个学生都清楚自己的任务，意识到自己的责任，队内的每个同学都会真心学习，交流沟通，学生们会彼此提醒，彼此督促，潜心研究规则，商讨战略战术，仔细体会操控细节，反复揣摩机器人操控感与搭建的微妙之处，对薄弱处进行改进。在对抗赛后，总会有更进一步的 总结、反思与 进一步的演练 。我会根据学生的发展现状，适 时地给出队员综合评价表进 行自评、 组评和师评，强化目标意识与责任意识，使我校“ 志存高远、追求卓越 ”的教育理念深入学生全身心。我们非常欣喜的看到，学生在 进行机器人完善与比赛的过 程中，学生的 责任意识与意志力得到极大提高，学生的团队意识 与协调能力得到极大提高，学生的动手能力与创新能力得到极大提
13、高，学生的竞赛水平和心理素 质都得到了明显改善。第五步，正式比赛在经过一系列对抗赛后，学生 们带着有些紧张的心情去参加正式比 赛。尽管正式比 赛的时间很短，只有两三天。然而，在这个比赛时段，学生 还是会有很多收获。学生首先要熟悉比 赛场地，要进行机器人的现场调试 ，整个 团队沉浸在激烈的比赛 前静悄悄的寂静中学生们在教练的带领下，各司其职，围绕着共同的目标准备着。编程手在一遍一遍的根据场地环境调试着程序，操控手默默的在操控机器人，静静的体会机器人的动作过程，搭建手在旁边准备着电池供给和科学 DV 记录，队长也不会闲着，他们会紧张的观察着对手的表现，根据具体情况，作出相应的程序设计安排与操控手的 战略战术安排 期待已久的正式比赛开始了。不管比赛的结果是输是赢，学生 们会在赛后在教师的引领 下整理分析这个项目开展以来团队训练与比赛中所积累的经验与教训，写出相关的体会感受，写出最终的工程档案手册（包括参赛团队机器人使用的全部零件清单和程序设计清单），准备机器人比赛后的学习生活计划。有余力者，还可以在教师的指导下，准备制作科学 DV、或者是进行科技小发明，或者是撰写科技小论文，也有同学开始做 查新报告等
