淺談PVCBOT機(jī)器人制作活動(dòng)對(duì)青少年創(chuàng)新品質(zhì)的培養(yǎng)

劉 杰

（山東省青少年科技活動(dòng)中心，山東 濟(jì)南250001）

日常與年輕父母接觸中，常聽家長(zhǎng)嘮叨孩子越來越難管。筆者作為一名科普工作者，和學(xué)?？萍冀處熃涣鞯谋容^多，針對(duì)這些問題我們特意安排了一些活動(dòng)改善這些情況。

1 問題的核心所在

由于孩子年齡小，獨(dú)立自主性和堅(jiān)持性不夠，自制力差，還不善于支配和控制自己的行為；分配能力不強(qiáng)，注意的范圍較小，轉(zhuǎn)移品質(zhì)較差，易違反紀(jì)律。這個(gè)時(shí)期的孩子認(rèn)知發(fā)展以學(xué)習(xí)知識(shí)為基礎(chǔ)而展開，從形象思維逐漸向邏輯思維的過渡。社會(huì)性發(fā)展方面逐漸擺脫對(duì)父母的依賴性，而轉(zhuǎn)向朋友志向，特別重視伙伴關(guān)系。與此同時(shí)，著重以同伴以評(píng)價(jià)為依據(jù)形成自我評(píng)價(jià)。因此根據(jù)這一特點(diǎn)設(shè)計(jì)合理的活動(dòng)，促進(jìn)孩子心理“成熟”，提高注意力，增強(qiáng)自我控制力，培養(yǎng)良好的習(xí)慣，顯得特別重要。

為此我們特別設(shè)計(jì)如下學(xué)生組合和活動(dòng)設(shè)計(jì)來驗(yàn)證并解決家長(zhǎng)遇到的問題。

2 活動(dòng)內(nèi)容設(shè)計(jì)

活動(dòng)安排上，我們選擇機(jī)器人制作。DIY機(jī)器人對(duì)個(gè)人能力的要求比較綜合的，這其中涉及到機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等多個(gè)不同的學(xué)科領(lǐng)域。我們選擇了國內(nèi)知名創(chuàng)作達(dá)人梁瑋機(jī)器人制作團(tuán)隊(duì)推出的PVCBOT機(jī)器人，這些機(jī)器人主體材料都是平時(shí)很常見的PVC線槽，PVC線槽加工方便，價(jià)格便宜，容易獲得。PVCBOT簡(jiǎn)化材料的設(shè)計(jì)理念，使愛好者可以更專注于手工與創(chuàng)意，因此可以零基礎(chǔ)的開展業(yè)余機(jī)器人的制作。經(jīng)過制作者的精心設(shè)計(jì)和巧妙施工，呈現(xiàn)出的是一個(gè)個(gè)充滿活力的微型機(jī)器人。這些機(jī)器人各種器件的性能要求也沒有那么高，整體成本也相對(duì)較低，非常適合在學(xué)校推廣。

3 學(xué)生組成

3.1 學(xué)生選擇

考慮到不同年齡孩子的心身發(fā)展不同，動(dòng)手能力不同，我們特意從寄宿制學(xué)校的不同學(xué)段隨機(jī)抽取了40名同學(xué)做對(duì)比實(shí)驗(yàn)。其中小學(xué)6年級(jí)10名，初中七年級(jí)10名，八年級(jí)10名，高中一年級(jí)10名。每個(gè)學(xué)段的學(xué)生根據(jù)自己的喜好自由搭配各分成2組。根據(jù)各種量化指標(biāo)分別對(duì)小組取得成績(jī)進(jìn)行對(duì)分析，對(duì)每位學(xué)員進(jìn)行跟蹤觀察。

3.2 組織架構(gòu)

3.2.1 社長(zhǎng)：成立PVCBOT社團(tuán)，選舉產(chǎn)生社長(zhǎng)1名，副社長(zhǎng)1名，一般由高年級(jí)學(xué)生擔(dān)任。協(xié)調(diào)各組成員，解決技術(shù)難題，相互幫助，共同進(jìn)步；安排社團(tuán)中大小事宜，有條不紊的開展社團(tuán)活動(dòng)，維護(hù)社團(tuán)榮譽(yù)，發(fā)展社團(tuán)新成員。

3.2.2 組長(zhǎng)：每個(gè)小組設(shè)立組長(zhǎng)一名，由每位組員輪流擔(dān)任，任期一周。組長(zhǎng)要提前預(yù)習(xí)研究教材，安排本組學(xué)習(xí)制作內(nèi)容，在每周一給組內(nèi)同學(xué)講解本周學(xué)習(xí)內(nèi)容，同時(shí)在日常制作中指導(dǎo)本組成員，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，解決問題；組長(zhǎng)要注意宣傳本組，發(fā)展新成員。

3.2.3 組員：每位組員要堅(jiān)持自學(xué)，提前預(yù)習(xí)教材，增強(qiáng)閱讀、理解能力；及時(shí)與本組成員、組長(zhǎng)溝通交流，有問題盡可能組內(nèi)解決；相互督促，共同進(jìn)步，維護(hù)本組榮譽(yù)。

3.2.4 教師：指導(dǎo)教師在每周五下午對(duì)一周制作內(nèi)容進(jìn)行梳理總結(jié)，點(diǎn)撥指導(dǎo)答疑，并提示下周制作重難點(diǎn)。從知識(shí)上進(jìn)行補(bǔ)充講解，在技能上進(jìn)行示范指導(dǎo)，器材上及時(shí)補(bǔ)充、更換、維修。從始至終僅僅是指導(dǎo)，不要包辦。

4 活動(dòng)方式設(shè)計(jì)

4.1 活動(dòng)時(shí)間與地點(diǎn)

4.1.1 具體時(shí)間：

每周下午課外活動(dòng)時(shí)間（4：00—5：00），活動(dòng)地點(diǎn)在距離教學(xué)區(qū)300米的科技樓活動(dòng)室。

4.1.2 活動(dòng)周期

第一學(xué)期：基礎(chǔ)學(xué)習(xí)階段，按教材完成各個(gè)機(jī)器人制作，熟悉基礎(chǔ)知識(shí)，掌握基本技能，熟練制作技巧。

第二學(xué)期：技能提高階段，本階段主要制作一些稍復(fù)雜的仿生機(jī)器人，熟練掌握機(jī)器人關(guān)節(jié)構(gòu)造，行走運(yùn)動(dòng)原理；掌握不同能源原理與區(qū)別。

第三學(xué)期：arduino開源機(jī)器人制作，學(xué)習(xí)arduino基本原理，學(xué)會(huì)arduino編程技巧，熟練掌握arduino單片機(jī)對(duì)傳感器的控制。

第四學(xué)期：自由開放，學(xué)生可以自由選擇課題進(jìn)行“創(chuàng)客”之旅。

4.2 要求與目的

4.2.1 要求：第1學(xué)期下課后及時(shí)趕往活動(dòng)室，上樓時(shí)可以乘坐電梯，下樓自行走下，不準(zhǔn)乘電梯。自第2學(xué)期開始上下樓均不能乘坐電梯。

4.2.2 目的：鍛煉身體素質(zhì)，增強(qiáng)意志力與耐力。

4.3 考核評(píng)價(jià)

說明：

（1） 上述表格為每周一張，每月一統(tǒng)計(jì)，學(xué)期末匯總評(píng)選最佳組長(zhǎng)，優(yōu)秀小組。

（2） 各指標(biāo)以金銀銅社團(tuán)LOGO分三級(jí)計(jì)量，最后統(tǒng)計(jì)每個(gè)小組金銀銅LOGO數(shù)量計(jì)總成績(jī)。

（3） 指標(biāo)解釋：

①來往秩序：讓社長(zhǎng)或值班教師及時(shí)監(jiān)控檢查，樹立學(xué)生秩序觀念，培養(yǎng)良好運(yùn)動(dòng)習(xí)慣，增強(qiáng)安全意識(shí)。

②衛(wèi)生狀況：心理學(xué)研究表明，物品擺放的整潔度與個(gè)人對(duì)事物的專注度息息相關(guān)。因此，設(shè)立衛(wèi)生指標(biāo)，不僅能培養(yǎng)學(xué)生良好衛(wèi)生習(xí)慣，整潔意識(shí)，還能培養(yǎng)學(xué)生更好的意志品質(zhì)。

③作品完成度：每周一統(tǒng)計(jì)，主要用來督促學(xué)生集中精力及時(shí)完成本周任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真對(duì)待，堅(jiān)持完成的意志品質(zhì)。

④授課答辯：這主要是針對(duì)組長(zhǎng)的考核，組長(zhǎng)在周一授課過程中，講解的條理性、制作內(nèi)容的安排合理性。目的培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真?zhèn)湔n，合理規(guī)劃內(nèi)容，順暢、簡(jiǎn)短表達(dá)所想內(nèi)容的能力。

⑤學(xué)科教師評(píng)價(jià)：活動(dòng)的目的是提高學(xué)生的綜合能力，提升學(xué)習(xí)知識(shí)的興趣，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展?；顒?dòng)之初多少會(huì)對(duì)學(xué)生的成績(jī)有所影響，但也要盡可能將影響控制到最低。所以在平時(shí)要和任課教師、班主任及時(shí)溝通，了解學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)向，關(guān)注學(xué)生成績(jī)變化。督促協(xié)調(diào)學(xué)生短時(shí)間內(nèi)學(xué)習(xí)不能掉隊(duì)。

⑥成員發(fā)展：青少年時(shí)期，隨著年齡的增長(zhǎng)，學(xué)生社會(huì)性發(fā)展會(huì)逐漸擺脫對(duì)父母的依賴，轉(zhuǎn)向朋友志向，特別重視伙伴關(guān)系，并以同伴以評(píng)價(jià)為依據(jù)形成自我評(píng)價(jià)。所以學(xué)員去發(fā)展成員，不只是為了社團(tuán)成員的增加，而是考察學(xué)生在社團(tuán)中自我成就感是否得到滿足，同時(shí)也鍛煉學(xué)生向別人展示自我的能力，為未來踏入社會(huì)做好準(zhǔn)備。

⑦作品展售：利用周末時(shí)間，在學(xué)校廣場(chǎng)上，每人一個(gè)攤位，展示自己得意的作品，賣給前來參觀的其他同學(xué)。售賣所得鼓勵(lì)捐助到學(xué)校貧困生救助基金；也可以捐助到社團(tuán)，購買更多的零部件。這一環(huán)節(jié)的目的是進(jìn)一步提高學(xué)生表達(dá)能力，展示自我的能力，增強(qiáng)學(xué)生助人為樂的公益意識(shí)，提高學(xué)生自信心、榮譽(yù)感、責(zé)任感。

經(jīng)過一年的社團(tuán)活動(dòng)，學(xué)生各方面表現(xiàn)有了極大的提升，具體表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

創(chuàng)新思維的提高：經(jīng)過一段時(shí)間的學(xué)習(xí)制作，學(xué)生保持注意力集中的時(shí)間大大延長(zhǎng)，在周圍環(huán)境的干擾下仍然能夠?qū)Ｐ闹轮镜淖詫W(xué)、制作。組長(zhǎng)講解、組內(nèi)討論的學(xué)習(xí)方式讓更多的學(xué)生感覺不到權(quán)威的影響，可以對(duì)組長(zhǎng)的講解提出自己的看法，不再輕易相信別人的結(jié)論，這種質(zhì)疑精神激發(fā)了學(xué)生的想象力、批判精神，促進(jìn)學(xué)生形象思維的發(fā)展，能夠冷靜地看待事物，并初步具有分析能力，形成自己獨(dú)特的想法和主見，且能用盡可能精煉的語言表達(dá)出來。這種大討論、大爭(zhēng)辯使學(xué)生的思維更加開闊，靈感不斷迸發(fā)。

創(chuàng)新人格的培養(yǎng)：這種零基礎(chǔ)的機(jī)器人制作，學(xué)生能短時(shí)間內(nèi)感受到成就感與自豪感，能使學(xué)生認(rèn)識(shí)自己的長(zhǎng)處和優(yōu)點(diǎn)，減緩在學(xué)習(xí)文化課時(shí)出現(xiàn)的患得患失甚至自負(fù)或者自卑的心理陰影，比較客觀地評(píng)價(jià)自己，樹立信心；隨著制作難度的增加學(xué)生會(huì)慢慢體驗(yàn)到失敗與挫折，在其他學(xué)生的對(duì)比刺激下，他們會(huì)不斷請(qǐng)教、觀察、試驗(yàn)，最終成功歡呼跳躍。這種面對(duì)困難與挫折堅(jiān)持不懈，努力克服的精神，鍛煉了學(xué)生的冒險(xiǎn)精神和堅(jiān)韌品格以及獨(dú)立解決問題的意志品質(zhì)，動(dòng)手快的孩子會(huì)主動(dòng)手把手的指導(dǎo)反應(yīng)慢的孩子，培養(yǎng)了孩子對(duì)自己、對(duì)他人、對(duì)家庭、對(duì)集體關(guān)心、負(fù)責(zé)的意識(shí)。

活動(dòng)對(duì)知識(shí)的反哺：PVCBOT機(jī)器人制作雖然簡(jiǎn)單，但也涉及物理、空氣動(dòng)力學(xué)、材料學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)、機(jī)械、數(shù)學(xué)等多方面的知識(shí)和技術(shù)。PVCBOT機(jī)器人制作活動(dòng)使很多學(xué)生認(rèn)識(shí)到知識(shí)的不足，認(rèn)識(shí)到理論與實(shí)踐的差別，促使他們不斷請(qǐng)教學(xué)課教師相關(guān)知識(shí)。通過這些活動(dòng)，讓他們找到了喜歡的、感興趣的東西，把平常學(xué)到理論知識(shí)加以運(yùn)用，加深學(xué)生對(duì)這些基礎(chǔ)知識(shí)的深入理解，促進(jìn)青少年對(duì)知識(shí)的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和運(yùn)用，使學(xué)生從不喜歡到喜歡，從不愿意學(xué)到自愿學(xué)，從不動(dòng)腦到常動(dòng)腦，從不動(dòng)手到勤動(dòng)手，為學(xué)生創(chuàng)造了良好的不斷循環(huán)增強(qiáng)的學(xué)習(xí)氛圍。