从零开始学做编程机器人 暑期萌娃打造“弱爆(Robot)战队”
发稿时间:2019-08-13 09:11:00 编辑:李晨 来源: 中国青年网
“弱爆(Robot)战队”成员和垃圾分类智能机器人。中国青年网记者 王冬伟摄
中国青年网北京8月13日电(记者 王冬伟)随着我国将人工智能发展提高到了国家战略层面,机器人和编程教育也逐渐成为众多中小学课外科技课程之一。在今年暑假,有这样一群来自湖南长郡岳阳郡华学校的准初中生,通过在哈工大机器人(岳阳)军民融合研究院教育机器人研究所暑期训练营的10天培训学习以及几位老师的帮助下,共同设计制造了与众不同的垃圾分类智能机器人,并赴京参加了相关的全国挑战赛。他们用智慧和努力打造出属于自己的“弱爆(Robot)战队”。
近日,在北京举办的一场智能环保机器人挑战赛中,中国青年网记者见到了这支与众不同的队伍,他们面容稚嫩甚至有些胆怯,参加初中组的比赛却又不像初中生的年龄。与其他多数队伍不同的是,“弱爆战队”的4台机器人则长得有些另类,有轮式驱动的也有履带驱动的,车身是3D打印的,结合不同形状金属操作臂。
指导老师与队员正在紧张调试机器人。中国青年网记者 王冬伟摄
“弱爆战队”的名字由来
“别人的队伍一般都起一些高大上,有冲击力的名称,像希望之星、先锋号,而我们却给自己取了一个‘贬义’名称,叫‘弱爆战队’。”领队黄老师这样介绍道,“弱爆有这样两个用意,首先就是时刻提醒自己在人工智能和机器人的研发道路上,我们的技术实力还远远落后于国内外先进水平,知道今天自己的弱爆就是为了明天不再弱爆;其次,‘弱爆’取自是Robot(机器人),更容易让人记住。”
“弱爆战队”此次共有8名同学来到北京,他们都来自于同一所学校——长郡岳阳郡华学校,这所学校隶属国内知名企业长郡教育集团,是一所12年一贯制的学校,2019年正式建成并首批招生。这支队伍的同学都是该校初中部的新生,之所以有这样的机会到北京参加比赛,得益于学校领导的大力支持和先进的教学理念。学校非常重视培养同学们的综合素质,不但设立有烘焙、布艺等教室,与研究所还共建有机器人实验室,大力支持研究所的课程和教具落地实践工作。
哈工大机器人(岳阳)军民融合研究院教育机器人研究所暑期训练营中老师和同学在实践学习。采访对象供图
从零开始学编程、做机器人
“弱爆战队”中只有赵洛灵和熊家俊同学学过积木模块式编程,绝大多数同学都没有接触过编程。在短短十余天要将计算机零基础的同学教到能自主应对比赛的水平,对于教学团队来说是一个显然不可完成的任务。
梁展铭和黄宗成是本次训练营的电子课程负责老师,他们主要负责给同学们讲解C语言和Arduino开发板、常用机器人器件的理论和使用知识。他们结合同学们实际水平,专注于基础知识的讲授,并督促同学们反复练习,为了强化记忆,还编写了一些口诀帮助同学们掌握知识点。经过十余天的奋战,同学们已经能够用C语言编写Arduino开发板的控制程序,能够顺利控制机器人完成前进、后退、转向、速度调整,还有部分同学挑战实现了巡线和测距避障。
“弱爆战队”每天的学习强度都非常大,尤其是英语单词和C语言编程的严谨性,稍有马虎,程序就会报错,很多同学都有过想要放弃的念头,但是在老师的帮助下,程序调通了,看到了实验结果,那种成就感和喜悦感又给了同学们坚持下去的动力。周志鼎同学的家长给老师们反馈说,孩子回到家里很自豪。陈子俊、彭景辉、晏甘淋等同学有时写机器人作业要写到十一点,怎么劝也不去睡觉,实在困得不行了,就让家长早上六点叫他们起床继续写。何丹同学和姜雯馨同学是一对女子组合,学机器人的兴趣丝毫不亚于男同学,有些动手实践比男同学都实现得快。余博文同学中间要去外地参加活动,为了早一点回来就改签了回程票。还有李堃、王天昊等同学,尽管不能去北京参加活动,但是并没影响他们学习的动力。
同学和研究所教师共同设计的智能机器人。采访对象供图
在实践中检验机器人课程及教具水平
针对这次设计的比赛器具,指导教师胡清泉是这样介绍,这次比赛的首要目的是完成带领同学进入设计与制作环保机器人的一次深入参与和体验;另一个目的就是检验自主研发生产的教具,这套教具已在教学中做了实践,不论是采用Scratch模块化编程,还是采用Arduino C语言编写的控制程序,这套教具都能很好得支持,老师上课时再也不用为排除线缆连接错误而耗费精力,可以更专注于教学工作。
领队教师表示,机器人教育是跨学科的教育,因此研究所按照大学专业的设置,将机器人课程细分为机械、电子、计算机(编程)和通信四个分支课程,未来还将增设工业造型设计分支。按照学业发展的客观需要,小学一般以兴趣发现和培养为主,因此研究所编写的小学课程以兴趣和普适为主,满足小学2年级至5年级的课程需求,让小学生们从机械、电子、编程和通信四个方面全方位地去了解机器人;到了初中阶段,要引导同学们走向专业特长,此时就要确定自己的主攻方向,将有限的精力用在自己喜欢的机器人领域,初中课程是分专业方向进行编写的,满足初中2年4个学期的教学,目标就是培养有学习能力的初中生成为机器人特长生;到了高中阶段,也就到了要出成果的阶段,一方面按专业编写的课程深度会增加,会将大学部分课程作为先修课进行讲授,让坚持学习的同学能比同龄人具有更显著的科技特长;另一方面就是引导高中同学将所学知识转换为论文、专利,在一些重要赛事和活动中展露头脚,成为高校关注的具有科技特长、创新潜质的可培养人材。
这支“弱爆战队”同学们身上体现出的与众不同,以及背后哈工大机器人(岳阳)军民融合研究院教育机器人研究所教学思路的与众不同,都自于哈尔滨工业大学的百年校训——规格严格,功夫到家。相信这与众不同的教学理念,未来会普惠到越来越多的学校,在更多青少年心中,种下机器人创新梦想的种子。