一 引言

知识经济时代呼唤素质教育[1,2]，教育的发展促进时代的进步，二者相辅相成，共同前进。当今社会已经阔步进入信息智能化发展的新时代，曾经的机械机器已经被当今的智能机器逐步取代。智能机器之所以智能，是因为它可以融入编程算法，更加高效地通过计算精准控制机器的行为，来为人们完成既定的工作。因智能化机器时代的到来，它也需要更多地顺应时代的相关人才。就如何培养更多的创新实践性人才，机器人竞赛成为了智能化创新实践人才的载体[3]。

机器人竞赛是通过制定相应的规则，不同种类机器人完成不同的任务，参赛选手通过自由组队，强强联合，自主设计开发机器人进行参赛，最终以得分最高，性能最优者取胜的形式进行，目的主要通过设定不同任务让参赛者进行自主设计以此开发、培养学生的创新实践能力。由于机器人的设计需要多种学科、多个专业、多重技术的融合，因此它可以更好地锻炼学生的综合能力和创新思想，同时也是很好的多学科交叉学习过程。下面本人主要以VEX工程挑战机器人为例介绍机器人竞赛的相关经验。

二 机器人竞赛的总体把握——引导学生用正确的心态面对比赛

VEX机器人竞赛是由卡耐基梅隆大学、美国太空总署 (NASA)等机构大力支持的机器人项目。学生以及老师可以通过每年不同的比赛规则，大胆发挥自己的创意想象，用手中的工具和材料创作出属于自己的机器人[4]。VEX机器人竞赛规则是在已知比赛任务的前提下，参赛选手自行设计搭建机器结构，自行编程来使机器人达到既定的目的。机器人做任务的过程又分为自动和手动两个阶段，这两个阶段既体现了机器的智能化，也展现出机器设计的结构和程序设计的合理性。在赛场上，一个更加合理的方案能够方便操作手快速上手，以及机器自身能够展现更加敏捷的动作，以至于在短时间内完成更多的任务以取得理想的成绩。

（一） 赛前准备

正所谓“台上一分钟，台下十年功”，想要打赢一场比赛，赛前是必须要进行充分的，多种方案准备的。

（1）组队和队员的分工。心理学家马斯洛说：杰出团队的显著特征，便是具有共同的愿景与目的等等。一个好的团队的建设应达到以下几个要素：1）要有共同的目标和志向，所谓志同道合，又有劲往一处使才能更大限度发挥团队能量；2）团队领导。千军易得，一将难求。一个好的团队更需要一个优秀的领导；3）团队间的相互信任，队员的相互信任可以让团队凝聚更强力量，减少内部矛盾，共同奋斗；4）团队需要组织健全，分工明确[5]。VEX工程挑战机器人队员不能超过三人，首先队员的分工至关重要，以三人小队为例：一人着重负责结构搭建、一人着重程序编译、一人着重机器人操控，但是在机器组装、调试过程中，所有队员应当全程参与，每个人要做到对机器的每一部件性能了如指掌。组装出一台性能优良的机器是需要多方面的协调的，队员虽有不同的侧重，但是全程参与便可以在设计中从不同的角度提出问题，从不同的角度进行平衡优化，这其中一定要选出一名思路清晰，责任感强，又要能够充分调动其他两名选手的一名全能队员，这名队员也可以称之为队长。只有全面了解各个方面的有机组合，才能在制造机器的过程中综合各个方面的问题，最终选择定出最优解决方案；同时在比赛中也能够及时拍板解决一些突发问题，能够更加高效地利用赛前的调试时间，以至于更好地发挥机器的最佳性能。

（2）参赛队员必须充分了解比赛规则。机械耗材都很昂贵，拿到任务先不要着急上手，先把每一条规则细细研读，了解透彻，这样才能清楚什么能干、什么不能干；需要做什么、不需要做什么；并且能够更加清楚怎样做才能够拿到更高的成绩。如此一来，便能在后续的设计中更有倾向性，充分发挥机器的性能，更加得心应手地去做机器的设计，并且在赛场上碰到临时出现的问题也能进行更好、更及时的正确处理。

（3）关于机器的设计。机器的设计是VEX比赛的核心，一台机器的性能如何，跟机器的结构设计有很大的联系，一个巧妙的设计，便能最大化地发挥机器的某一方面的性能，由于机器的体积空间有限，但是赛场上要做的任务很多，这就要求参赛队员在有限的体积下通过结构的优化改进，最大限度地让机器去做更多的任务，这样的话，如果机器结构设计不够巧妙，势必会产生多余的附加累赘而占用机器的空间，以至于不能让机器负载更多的功能。另外，巧妙地结构科技简化程序，让机器控制更加方便，让操作手操作起来更加顺手。一台好的机器是好的结构、好的程序的有机结合，一台机器性能的发挥是好结构、好程序和好的操作的巧妙结合，因此其结构和程序编译是决定机器性能的重中之重，这也是上文提到为何要求队员全程参与，三方结合的重要原因。但很多情况下也会出现机器功能很全，但是没有突出的亮点的情况，在某些情况下这样的机器是不占优势的，所以在机器的设计中要充分根据比赛规则，抓住比赛拿分点，选择性地突出机器单方面性能，也是在比赛中智取获胜的关键，这便要求队员要懂得取舍，并且恰到好处，至于如何恰到好处就要根据比赛规则，抓住得分点，进行衡量了。当然在有限的空间里既有机器的特长和性能的亮点，又能兼顾各种比赛要求做的任务的功能，这是我们最好的平衡结果，如此一来，便可以更好应对赛程的变化，实现了进可攻退可守的优势。

文章来源：《经贸实践》 网址: http://www.jmsjzzs.cn/qikandaodu/2021/0128/601.html