从小“菜鸟”到世界顶尖高手 九年磨一剑的新世纪学校机器人社团

来源:衢州新闻网-衢州日报 2019-05-09 10:52

5月1日晚10点30分,衢州市火车站出站口伫立着不少守候归家游子的人,有一群捧着鲜花的人尤是显眼,他们正等待着世界冠军的归来。北京时间4月28日上午,2019VEX机器人世界锦标赛于美国肯塔基州路易维尔市落下帷幕,衢州市柯城区新世纪学校机器人社团的学生,以小学生之姿战胜全球数十个国家和地区的上千支队伍,摘得初中组世界冠军,赢得了迄今为止浙江省在机器人赛事中的最高荣誉。

新世纪学校机器人社团在VEX机器人赛事上夺冠。图片由学校提供

柯城区新世纪学校校长姜益群笑看着身边雀跃的师生。当社团教练陈昱安带着社员们意气风发地从通道中走出,一片欢呼声中,看着这支艰难走过9年的社团,姜益群的眼眶红了:“太不容易了,但我们成功了!”

2010年,柯城区新世纪学校成立机器人社团,当时25岁的计算机老师陈昱安向校长姜益群承诺挂帅,自学专业知识,九年来带着社员一路征战,终于摘下世界冠军,实现VEX机器人赛事大满贯。

上网自学专业知识, 两千余小时学习时长

5月5日下午,当记者走进新世纪学校机器人社团时,世锦赛的冠军旗已经挂上了社团的荣誉墙,载誉归来的社员们则一如往常地投入在机器人的世界。

社团小队员精湛的技术让外国小朋友自叹不如。图片由学校提供

“毫不夸张地说,新世纪机器人社团已经是中国机器人竞赛顶尖的强队之一,九年来社团战绩斐然,取得了非常优秀的成绩。”聊起这九年的成长,陈昱安颇为感慨。

2010年,姜益群偶然接触到VEX机器人,觉得对提升孩子的综合素养有很大的帮助,打算在学校开设机器人社团。“机器人社团要发展,教练是核心力量。”高昂的费用和专业师资的匮乏,让他有些望而却步,当时的计算机老师陈昱安找到他。

“他跟我说他感兴趣,想试着做做看。我说既然要做就要好好做,不能半途而废,不能让学校的付出和孩子们的期待变成枉然。没想到,九年一诺,机器人社团就这么过来了。”姜益群回忆道。

机器人带队教练员大多是物理、科学等专业,陈昱安是浙江工业大学计算机系毕业的,感兴趣便一头扎了进去。上网找慕课,自购资料,从基础C语言到高数、物理,只要跟机器人相关的,就从基础课从头学起。在陈昱安的办公桌上总是纸笔不断,这几年算过的草稿,看过的材料已经能堆到一人高,网上慕课已经累计2000多个小时的学习时长。他还利用假期多次前往国内各大院校拜访机器人行业知名教授、科研人员了解当代尖端技术,并自行查阅外文资料,掌握了中小学机器人竞赛方面的世界领先的算法及创新性的设计方案。每年寒暑、周末无休,累计9年来无偿教育研发时间达到约9000小时。

“学校给我很大的空间,尤其是2015年以后让我专职带机器人社团,我空余时间都在自学。我学到以后才能教给孩子,才能把机器人的水准真正提升。”陈昱安说道。现在的他已是中国知名机器人竞赛教练,也是世界机器人大会一级裁判员。

“因为感兴趣,所以有内驱动力不断地学习成长,一点不会觉得累和辛苦,我的学生也这样。”陈昱安说。

来自兴趣的动力让小学生“横扫”中学生

“我的机器人再改进一下命中率还能更高!”“你这条程序可以这么写。”社员们热火朝天地讨论着自己的机器人,有的给机器人装皮筋,有的组装齿轮,有的给零件加润滑油……教练陈昱安坐在训练室的电脑前写着编程,偶尔走到社员身边指导他们,但更多时候都鼓励孩子们自己解决问题。

新世纪学校机器人社团基地。记者 吴昊斐 摄

润滑油沾满了手,熟练地使用电钻电起子,这群最小二三年级,最大也就初一年级的学生,在面对机器人时,自信满满。就是这群平均年龄11岁的小朋友,横扫了全球数十个国家和地区的上千支中学生队伍。

VEX机器人工程挑战赛主要针对的是初高中生,但国内机器人竞技水平较高,亚锦赛中国分赛区就专门设置了小学组的比赛,进入亚锦赛之后就将小学组归入初中组比赛,所以从亚洲赛开始,社员们就一直面对来自中学生的挑战。

“比赛的时候,要求和其他学校组成联队,如果联队队友的机器人出现问题或者操作跟不上,2对2就变成1对2,甚至1对3。”队员周宇涵告诉记者,虽然跟初高中生们同台竞技,但队友们不管是组装还是操控等技能都十分压得住场,“有时候真的得一个顶俩。”

在团队里主攻程序编写和操作的五年级社员毛清杨,也是这次摘得冠军的明星队员,在加入社团的三年时间里,靠着自己的努力和汗水赢下了无数荣誉,还曾与高中生对战。他先后拿下2016首届青少年创客活动暨第七届青少年机器人活动一等奖、2017亚洲机器人锦标赛中国选拔赛-华东区赛一等奖、2017-2018VEX机器人亚洲公开赛一等奖……“拿奖拿到手软”的他,文化课成绩也名列年级上游。在机器人社团,小小社员们个个实现了爱好和学业双丰收。

“我喜欢机器人,动手和动脑的过程太有意思,简直停不下来。要多玩一些,学习就要先完成,还会在平时的学习中找到相通的乐趣。”毛清杨兴致勃勃地说道。像毛清杨这样的学生,在机器人社团还有很多。

让机器人课程成为孩子未来人生的基石

VEX机器人工程挑战赛,是NASA赞助的一个美国学校的通用教材,美国很多学校都开了这门课程,学的是数学、物理、计算机、科学的综合能力,相当于高中综合课。

姜益群介绍,在九年的教学摸索中,学校也编写了一套教材,以兴趣带动普及。它推翻了传统的教学模式,让社员先动手做一做,在做的过程中发现问题后教师再加以引导,而这引导重在“引”,教师只提供解决方法的思路,具体探究还是由社员自行探索。

“有时孩子会走些弯路,我们允许甚至赞成孩子‘试错’。在社员‘摸着石子过河’的过程中,他们的问题得到了解决,经验得以积累,能力自然提高。”姜益群说道,这种教学方式的核心教育,目的是最大限度地保护社员的学习兴趣,以任务驱动的方式让社员在体验中得到成长,它与近年来我国引入的“STEM”课程有异曲同工之妙。

要想在这样的比赛中胜出,考验可不是一点点。“记忆力要特别好,自学能力也要很强,更要有严谨的逻辑思维和眼、手、脑的协调反应能力。另外,比赛对团队合作的要求非常高,每个人有自己的分工,队里有操作手、机械师、程序员、管理员,缺一不可。”陈昱安说,这都是对孩子多方面综合能力的训练。

2015年,拿了亚锦赛冠军后,学校调整目标,剑指世锦赛冠军,也决定将社团免费向城区中小学校开放。“机器人费用比较昂贵,一台机器就要五六万,我们本来对社员都是器材免费、免费培训,只有外出比赛的费用需要社员自己承担,从区到市政府对我们都非常支持。我们就面向全区开放,希望有更多对机器人有兴趣、擅长的孩子来,不要让人才断档。”姜益群说。

“未来的时代是人工智能时代,我们早一点让学生接触就能抢占先机。”姜益群告诉记者,而且这对学生的影响是长远的。机器人社团首批社员之一的叶紫已上大一,虽然进入初高中之后就没有再参加机器人竞赛,但不管是高中选考还是大学选专业都深受小学这段经历的影响。

不仅针对参与社团的孩子,这样的氛围也影响着学校里的其他孩子。“我们打算接下来开展‘我和世界冠军是同学’的大讨论活动,让孩子们互相学习,让世界冠军成为大家的,让机器人延伸出的创新精神成为孩子人生的成长基石。”姜益群说。

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VEX机器人大赛又称VEX机器人世界锦标赛(VEX Robotics Competition),是一项旨在通过推广教育型机器人,拓展中学生和大学生对科学、技术、工程和数学领域兴趣,提高并促进青少年的团队合作精神、领导才能和解决问题的能力的世界级大赛。

[责任编辑:林家骏]