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论中小学机器人教练员应该具备的基本素质

发表日期:2018-03-19 21:32:24文章编辑:信息管理员浏览次数: 标签:教练员,基本素质    

          作者:  怀化电化教育馆 倪启清     娄底娄星区电化教育馆  彭顺旗 

       本文已发表在全国性核心期刊《实验教学与仪器》2018第2期

【摘  要】本文重在提示中小学机器人教练员建立必要的自信心和自我重塑,提出机器人教练员一些必须具备的基本素质,提醒可能成为机器人教练员的老师和目前处于探索阶段的机器人教练员们应该保持的正确心态。

【关键词】自信心、自我牺牲、自动手能力、自我提升。

 

在近几年与老师们的接触过程中,了解了许多当代中小学教师的现状和对机器人教育教学的态度,大体总结如下。

     1、毫不关心的态度。这其中包括大量的文史类教师,他们不具备这方面的基础,自然难以关心,其中部分老师对机器人这个新行业以旁观者身份了解一下,也仅此而已。但部分相关专业的老师,如信息技术教师,通用技术教师和小学科技教师,也会因对机器人教育的不了解,采取旁观的态度,总觉得机器人还离我很远,与我无关。倒是不少数学、物理教师,对机器人教育表现出深厚的兴趣,以致于在这方面取得不错的成绩。

    2、畏难不敢进状态。这些老师大有临渊羡鱼的味道。他们也想成为一名不错的机器人教练,可是他们却对自身或对相关环境缺乏自信,因而踌躇不前,一等就是多年。我所了解的一些老师,多次参加省市机器人教练员培训活动,但始终未成为一位机器人教练员。

    3、进入了想退出。有些机器人教练,偶尔取得一次比赛成绩,就功成身退,而另一些则坚持两三年,却一直末取得心仪的成绩,选择知难而退。

    4、不忘初心,坚持始终的牺牲者。哪一行总会有些不遇南墙不回头的人。这些人在机器人教育的行业摸爬滚打好些年,有过收获的喜悦,尝过失败的艰辛,却孜孜不倦,不计成败,上下求索。特别是我们长沙,有几位体育老师,在机器人教练员岗位上一干就是好几年,一直坚持了下来。

在这里,我佩服那些持之以恒的坚持者,也不反对那些对此没有关心过的老师们。但本文要重点来讨论一下门外想进未进、门内想出而未出的同仁们,我们应该具备哪些基本的素质,持一种什么样的态度,才能做一个优秀的机器人教练员。

一、自信心

我们老师是天底下各大行业中平均学历最高的行业,而且很大一部分老师能力和精力工作之余是有富余的,老师改行以后在各行各业都出类拔翠。为什么当我们遇到一项新的教学任务,也就是一项新的教学内容而已,就不敢进,就没信心呢?

其实,更多的老师被吓着而不敢前进的,是本文作者常说的三座大山。第一座大山谓之“领导不重视”,第二座大山谓之“没经济支撑”,第三座大山谓之“我不善编程”。这“三座大山”是打击信心的重要因素。

在我看来,这“三座大山”完全只是心理层面的,是不难克服的。因为,机器人是一个新兴的课程体系,很多学校领导未必了解它,要靠我们专业教师来帮助他们认识并给他们以信心,才能引起相应的重视。从另一角度来讲,如果有益于学生,有益于教育,又能充分展现自我的工作,未必一定要等到领导同意之后才去做。我们教育学生不是为家长、为老师而学习,也同样可以告诫自己,不是为校长为领导而工作。

很多老师习惯于用自己的收入水准,作为衡量费用高低的标准,因此容易认定机器人教育是一个烧钱的行当。事实上,

经过几年来的市场调节,普及型机器人产品目前价格已经远低于当初的竞技机器人。无论是对学校还是对学生家长,都不是一个承担不了的费用了。有了学校领导的重视,家长的支持,费用问题已不是当前阻碍机器人教育的难题。

下面再来讨论第三座“大山”,那就是我们中小学老师能会胜任程序编辑教学的问题。

机器人套件的生产厂商。为了方便师生们快速掌握机器人编程技术,通常将C语言编程文本输入用图形化或可视化软件代替,降低师生入门的难度。

    下面我们简单介绍一下目前具有代表性的图形化编程与可视化编程技术。图1是乐高机器人图形化编程界面。机器人各项功能被模块化后转化成一个个的图标,通过菜单与对话框操作形成一个类流程图模式的程序。经系统编译后下载到机器人内执行。程序结果示意性很强,即没有学过机器人的人也能读懂程序的大体含义。

ltu1.png

1  乐高图形化编程界面

 

2是亮宁机器人的可视化编程平台(免费下载地址www.robedu.cn/ziyuan/down/2016-12-12/434.html),通过左边的菜单与对话框操作,由系统产生出右边的C语言代码。这种通过直观的菜单操作生成C语言程序代码的方法,中小学生只需要一段时间的操作,就能掌握C语言的基本语法结构和常用语句、函数的书写方法。中小学生在熟练之后,就直接用C语言文本方式编程。让人望而生畏的C语言编程,在中小生手里应用自如。

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2   亮宁机器人可视化编程界面

从上面的例子分析,我们不难看出机器人编程,并非像我们想像的一样复杂,在这里变成一项轻松的劳动。其实对中小学机器人教学而言,机器人编程的要求并不高,只是C语言的简单应用,而并不涉及复杂的算法和数据结构。尤其是许多与硬件结构相关或运动形式相关的内容,往往由设备开发者封装好、模块化,应该对我们老师而言是不会有多大压力的。

从以上分析看出:所谓的“三座大山”,完全是由于我们没有了解机器人教育自己给自己添加的心理障碍。只有发挥愚公移山精神,我们才能树立自信心,放胆前行。

二、自我牺牲

    前面讲到的机器人教练应该充满自信,这不仅能提高自己的克服困难的勇气,在学生中树立自己的威性,提高教学效果,还将为学习者树立信心。可是盲目的自信,缺乏底气的自信却难于持久。

为此,我们首先不得不牺牲一些休息时间用于学习和实践。我们先要根据厂商给定的资料,认真学习相应品牌机器人套装的基本操作方法,了解其基本性能与工作原理,准备好上课的内容和资料,才能给学生上好课。在学生动手操作之前,我们需要做足功课,分析设备与教材,上课时事先提醒学生,应该注意防范哪些不正当行为,预见学生可能面临的问题。当学生将问题交给老师时,你才能从容应对,给学生以信心。

做为教练,仅仅了解手里的机器人,知其然而不知其所以然,确实是不够的。有必要多阅读一些书籍,多了解一下同类产品,查找一些相关的资料,才能使自己的讲课内容丰富而生动,具有一定的吸引力与感染力,在处理问题时也能得心应手。

教练的自我牺牲,可能还不仅是时间精力上的牺牲,有时还可能会是金钱上的牺牲。外去学习,带学生比赛,购买些配件工具、书籍、优秀作品等,难免会有一些经济上的付出,如果斤斤计较,就会举步维艰。

三、自动手能力

之所以在这里强调自动手能力,就是希望老师能以身作则,提高自己的知识应用能力 ,才能要求和带动我们的学生提高应用水平。

我们自己读书的时候,学习条件、实验条件都受到限制,导致我们很多老师动手能力一般,动动嘴,动动脑,粉笔+黑板或许就是一位好老师,但要动手实践,就感觉捉襟见肘,没用过钳子起子电烙铁的老师大有人在。但没关系,当我们需要这些技能技巧时,压力变成了动力,没有人学不会。

那么作为中小学机器人教练员,要具备哪些动手能力呢?简单地总结如下:

1、动手搭建能力:即使用钳子、扳手、螺丝刀等工具进行机器人硬件的搭建,除了能按说明书进行搭建外,还要能有所创新,有自己的主见与改进措施。

2、程序编辑能力:熟练运用机器人套装所提供的机器人的驱动程序、编程软件进行程序编辑,并能理解其与C语言的关系。学生学习机器人,C语言语法是另一重要的学习目标,较学习机器人基础知识具有更深远的意义。

3、课堂驾驶能力:机器人课堂除了和常规教学一样,能将自己所掌握的机器人基础知识与基本理论,运用一定的教学方法传授给学生,有良好的教学效果外,还要有一种特殊的掌控能力。因为机器人可能一会儿学生操作,一会儿老师讲授,没有一定的课堂掌控能力,就无法做到收发自如。该听课时,学生可能在操作,该注意的事项,他们没有在意。出了故障往老师一推。

4、维护检修能力:能对使用的教学机器人套装有一定的故障防患与检修能力。在学生使用机器人出现故障时,具有一定的故障判断能力和修复能力。这是树立教练在学生心目中威性的重要方面。做为教练,一些简单的维修技术是必须的。例如断线后能用电烙铁焊接,部分易损零件的快速更换,常见故障的处理,程序查错等。同时还要有一些故障的防患能力 ,减少由于操作不当、处置不当带的损失。及时提醒学生保护机器人相关零部件上,防止误操作。

5、自我控制能力。每场机器人比赛,总是会有胜负,如果教练过于看重比赛结果,尤其是竞赛成绩出来以后,希望落空,不能把握自己的情绪,对学生的影响肯定是负面的。虽然人生中处处“胜不骄、败不馁”,并不容易做到,但有必要做为教练员的行为目标与心理指南。在学生面前,即使时间上空闲,也不要玩手机、玩电子游戏,或有其他轻狂的行为举止,作好学生表率。

四、自我提升

事实上,一款机器人使用一段时间后,对程序中的错误、硬件故障就基本了解熟悉了,查错和维修均不会太困难。加上现在通信发达,随时可以与厂家技术人员沟通,所以比想像中的难度要小得多。

作为前端科技的计算机技术和机器人技术,发展速度很快,也就对我们老师提出了更高的要求,要求我们每位老师应能及时更新知识,随着机器人硬件的升级,老师自身也要升级。不仅如此,我们还要把眼光放高远一些,了解多种品牌的机器人特色,了解更多传感器的用法。要带领学生创新与发明,教师自身至少要有创新的意识与追求,尤其是我们还要不断地改进教学方法,提高自身的教学水平,增加吸引学生,凝结学生的作用。

以前大学里是没有机器人学院和机器人专业的,那么全国这么多的机器人教练,特别是每年涌现出的优秀教练从何而来。很明显,这些人不过是一些敢于尝试、敢为人先,愿意作出自我牺牲,不断提升自我的群体。

部分教练员,用惯了国外某些机器人品牌,对国产机器人不屑一顾。这样的情感未免失之偏颇。我们不妨去了解,去认知,也许能发现国内品牌某方面的优势。而对于多种品牌、多种竞赛机制的认识,了解他们各自的优缺点,也正是老师的自我提升,为自己准备好“一桶水”。

 

总之,自信心是每个人进入新行业的敲门砖。缺少自信心就很难进入一个新的领域,不敢尝试、不敢失败,怎么能成功。带着脆弱的心理,刚刚进入就可能因一些微不足道的理由而放弃。缺乏自信心而临渊羡鱼者大有人在,也是很多人失去成功机会的原因。而支持自信心的动力却是终身学习的思想和自我提升的过程。

  

 

 

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