机器人热之后 中国又要成全球最大3D打印市场了|3d打印|机器人_新浪科技_新浪网
机器人热之后 中国又要成全球最大3D打印市场了
中国庞大的制造业群体，正在对3D打印产生越来越浓厚的兴趣。这一景象，与此前工业机器人被大规模引入时颇为类似。
　　12月9日，王乾带着技术团队来到上海举行的一场3D打印展参观，他们六人来自浙江嘉兴的一座污水处理设备厂，水泵是这座工厂最主要的产品。
　　最近半年，王乾都在考虑他所在的工厂是否也能用3D打印的方式，降低零件开模制造的时间，更快地满足客户们提出的产品个性化定制需求。相比于传统的制造工艺，3D打印最为人称道的优点，在于所见即所得——快速地将停留在图纸上的设计“打印”成最终成品，并且能拥有相当的精度。
　　这次来上海，王乾就是希望能在展会上寻找到所需要的解决方案。在左华云的展台前，这群来自嘉兴的参观者们停下了脚步，围着展位上的一台3D打印机讨论起了打印精度等技术问题。左华云是杭州多歌三维科技有限公司(下称杭州多歌)的创始人，这家企业的展台上，摆放着自主研发的数台售价1万-4万元不等的3D打印机。
　　在近半小时的交流后，王乾和左华云说定，等这次展会结束后，将委托杭州多歌先试着“打印”一批零件，看能否符合要求。两人觉得嘉兴和杭州距离不远，也方便业务交流。
　　中国庞大的制造业群体，正在对3D打印产生越来越浓厚的兴趣。这一景象，与此前工业机器人被大规模引入时颇为类似，中国已连续多年成为全球机器人最大的消费市场，而3D打印机也将步其后尘。
　　市场研究机构IDC最新发布的报告称，3D打印机在中国市场的销量今年预计将接近8万台。IDC成像、打印与文档解决方案研究经理莫敏仪表示，在2016年，中国的3D打印机销量还将有一倍左右的增长，就数量而言会超过美国，成为3D打印设备最大的消费市场。
　　国内3D打印的火热，已有数年历史，并有持续升温的趋势。这个市场也在吸引越来越多的企业进入，杭州多歌就是一家今年注册成立的新公司，产品在年初才投放市场，目前的员工数量不过十多人。
　　市场的繁荣景象，并不意味着行业发展一帆风顺。
　　“3D打印机的出货量很高，但是有质量的出货并不多。”3D打印机制造商由你造科技有限公司市场总监江志远告诉记者，国内销售的3D打印设备中，相当部分还是技术指标相对较差的机型，通常用于对打印精度要求不高的教育领域，而无法达到工业用户的应用需求。
　　而向大专院校乃至中小学销售3D打印设备的教育市场，被认为已经属于竞争激烈的“红海”。这些打印机大多采用FDM技术，其门槛相对较低，市面上较常见的由3D打印成的塑料模型及玩偶等都出自该技术。
　　在四年前就进入3D打印市场的上海复志信息技术有限公司也采用该技术，公司销售经理黄坡告诉界面新闻记者，由于FDM的门槛低，其市场竞争也相对激烈，甚至有出现价格战的趋势。不过这些价格低至5000元左右的廉价3D打印机，与同样技术路线且价格在两三万元的机器相比，其稳定性和耐久性都很难得到保证。
　　但来自IDC的预测称，在未来一段时间内，价格相对较低的3D打印机仍会是刺激中国销量增长的主要因素。今后五年，中国所销售的3D打印设备中，超过90%将是桌面级3D打印设备。通常而言，相比于工业级3D打印机，桌面级3D打印机相对体型较小且精度不足，通常用于创客、教育等民用领域。
　　而这一状况的改变，需要工业级3D打印机寻觅到更多的市场应用方向。
　　有“中国3D打印第一人”之称的清华大学教授颜永年告诉界面新闻记者，目前3D打印面临的最重要问题还是拓展在工业中的应用领域，并与传统工艺相结合提高经济性。他认为，核电、航空等重型制造业都是不错的方向，而在航空发动机的燃油喷嘴使用3D打印技术就是一个很好的应用示范，能在节省制造时间的同时降低成本。
　　GE是较早在航空领域运用3D打印技术的公司之一，并将其运用于制造飞机发动机CFM Leap的燃油喷嘴，这是GE研发的新一代飞机引擎，预计将在2016年实现大规模量产。
　　但目前这样的应用还只是少数。在左华云看来，3D打印应用于工业领域才是其未来的趋势，而它仍然有许多技术问题需要一步步克服。
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机器人“小创客”的“大创意”(组图)
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（原标题：机器人“小创客”的“大创意”(组图)）
南庄中心小学学生精心制作的灭火机器人。南庄三中学生在超级轨迹赛场进行训练。佛山实验学校学生正在进行WER2016撬动地球项目训练。　　机器人是先进制造业的关键支撑装备，也是刷新人类生活方式的重要入口。
　　“五一”前，佛山11家企业带着工业机器人参展德国汉诺威工业博览会，对标世界机器人智造水平。与此同时，第十四届禅城区中小学机器人竞赛也拉开战幕，19所学校的140多名学生参加，达历年之最。
　　在德国的展会上，“大黄蜂”“小白豚”“行走机器人”、工业云平台等佛山智造技术的代表与全球各式机械手同台炫技；而在禅城的比赛中，小创客们带着热情与专注，将天马行空的想法通过组装与设计加以实现，创意机器人、WER机器人、乐高FLL、超级轨道等项目竞争也火热激烈。
　　事实上，学生机器人与工业机器人在技术上存在巨大差距，但不断涌现机器人年轻“创客”的现象或许表明，佛山工业机器人的创新发展在中小学生团队中得到了映照。
　　数据显示，禅城区自2003年开始举办机器人竞赛，从最初的4所学校参加发展至19所学校，随着机器人进课堂和机器人基地的设置，近5年每年都有学校获全省冠军，并多次代表广东省参加全国竞赛，获省级以上奖项达80多项。除了针对比赛进行培训之外，目前全区共有25所学校开展机器人教学，在信息技术课上加入机器人知识，增强普及性。而在课余社团活动中，引入新设备为学生搭建创客实践平台。
　　禅城区教育局教育发展中心副主任陈长城介绍，机器人教育将与行业前端对接，今年底将建成“3D打印教学创客空间”，供全区师生学习研究，激发禅城“小创客”的“大创意”。
　　●统筹：姚瑶 撰文：南方日报记者 姚瑶 孙景锋 李晓玲 摄影：南方日报记者 戴嘉信
　　在去年的首届国际“互联网+”博览会上，佛山科学技术学院附属学校（南庄三中）的初中生们用魔方机器人打败了美的和安川合作开发的工业机器人，曾引起一阵关注。而在4月底刚刚结束的禅城区中小学机器人竞赛中，10位初一年级的选手专攻今年新增项目“超级轨道赛”，又漂亮地赢了一把。
　　这是禅城区中小学机器人竞赛举办的第14年，今年共有19所学校的140多名学生参加，达历届之最。大赛设有FLL“资源再生”、WER“撬动地球”、创意闯关机器人、机器人灭火、人型机器人等10个项目。事实上，从2012年开始，该竞赛参赛人数较大幅度增加，学生对机器人的关注也持续升温。随着科技深入生活，“小创客们”对鼓捣机器人兴趣大增，而禅城的机器人教学同时不断成熟，与创客教育串联起来，搭建学生的实践平台。
　　本周，记者走访了5所学校，发现学生介绍自己的机器人时，思路清晰，语言准确，“极客”范儿十足。“他们的创意超乎想象。”南庄三中指导老师陈维新如此感叹。
　　创意迭出：动手与编程能力的较量
　　记者了解到，相较于往年的比赛，今年竞赛在原有传统项目的基础上，重点增加了创意设计项目，着重考验学生的创新能力。比如“WER撬动地球”比赛，主题是“给我一个支点，我就能撬动地球”。就是要求参赛队员们操作机器人，探究简单机械，最终将所学的知识运用到机器人的设计中。超级轨迹赛及创意机器人趣味运动赛都是要求学生在规定时间内完成编程，在最短时间内完成尽可能多的任务。
　　南庄三中在这次竞赛中，集中10名学生力量投入到超级轨迹赛。这个比赛项目模拟现实生活中开车可能遇到的情况，分别设置碎石、桥梁、加油站等7个关卡，参赛机器人需要沿着模拟道路的黑线，在长5米、宽2米的场地里以最短时间通过所有关卡。
　　“从机器人的拼装到编程，都是学生全程自主完成的。”南庄三中指导老师陈维新介绍，赛前2天拿到轨道图纸，学生们便开始对机器人进行组装。之后，学生们将机器人与电脑连接，在可视化编程界面下，根据比赛轨道的比例设计行走路线。
　　“就算到了比赛现场，我们还需要临时调试，通过多次试验想办法把机器人转弯幅度调得更精确，才能尽可能地缩短时间。”参赛选手王梓安指着电脑屏幕介绍：快，是超级轨迹赛的最大难点。
　　在比赛现场，19个学校的参赛队伍带来了各类机器人，展示着各自动手能力与创造力相结合的成果。
　　张槎中学设计的送餐机器人可以根据发出请求的顾客位置，让机器人精确地把食物送到顾客手中。送餐机器人引来了家长和同学的浓厚兴趣，纷纷对机器人“下单”。
　　而佛山实验学校用乐高积木搭建的机器人在FLL“资源再生”项目中展现了创新和现实意义。机器人能够精确地定位污染物的位置，并根据污染物的形态对污染物进行不同动作的回收清理。
　　在赛场另一侧，过人、爬坡、头球、下坡、射门，小小机器人需要在180秒内完成这一系列任务，这个名为“校园足球”训练营的竞赛项目首次亮相，吸引了包括佛山三中初中部在内的两所学校派出队伍参加。“校园足球”训练营考验着学生的临场发挥，所有带入比赛场地的器材都必须为散件，参赛队伍需要在100分钟内进行现场拼装、编程和调试，拼装调试结束后，所有机器人需要放在规定位置，不得再进行程序修改。
　　禅城区教育局教育发展中心教育技术装备室周作先介绍，机器人比赛既需要学生掌握机器人编程和对物理、力学平衡等知识的应用，还要考虑最优化的策略，在有限时间内取得最好的成绩，“这是对学生实践和创新能力的综合锻炼与考验。”教育局相关负责人还表示，在国家大力重视机器人的情况下，智能机器人逐渐走进了人们的日常生活当中，希望参赛的同学不断提升技术含量，把机器人打造得更加人工智能。
　　走进课堂：让每个学生接触机器人
　　在这届机器人竞赛中，禅城区共有140名中小学生参与，达历届之最。但竞赛热潮能否带动普及性教育，让每个学生都接触到机器人呢？
　　“7年前，禅城中小学就开始探索机器人的普及性课程。”禅城区教育局教育发展中心副主任陈长城介绍，目前全区有25所学校开展机器人教学，例如在信息技术课上定期开展虚拟机器人、实体机器人的教学，其中有11所学校成为国家级“机器人进课堂”学校。
　　佛山市三中初中部校长谢先刚介绍，早在2009年佛山三中就开始探索教授机器人知识的第二课堂，除了作为选修活动一直坚持下来外，还把关于机器人的相关知识融入到信息技术教学课程当中，向全体学生普及机器人知识。
　　随后，在2010年，张槎中学开始开设机器人相关课程，包括机器人进课堂和活动课堂两种形式。其中，前者是所有学生都能参与的课堂教学，对所有初一学生每周开设一堂机器人课程，由计算机专业毕业的老师负责教学，内容包括编程、搭建等等与机器人相关的知识。学期末由学校出题对学生的学习情况进行考察，结果不计入总成绩。而后者的活动课堂则是每周2-3次，每次两节课。
　　对于机器人特色教育的效果，张槎中学主任夏万兴说，“可以感觉到学生学了以后逻辑思维和动手能力都明显提高。”夏万兴介绍，目前学校正在规划机器人创客教学，今后将重点发展这方面的教学，培养学生的创意能力。
　　而佛山实验学校机器人社团指导老师肖志刚告诉记者，目前佛山市实验学校设置了机器人相关的选修课，各年级也开设了俱乐部课程和特长班，针对不同学生提供更有针对性的教学。
　　“我们每天会有两节关于机器人的选修课，让学生能够了解机器人相关理论知识，此外我们还设立了相关俱乐部，从小学一年级开始就通过简单的积木搭建培养学生的兴趣，到了四、五年级学生可以学习程序编写和实现自己的创意。针对部分表现优异的学生，我们专门开设了特长班，每周6节课，让学生能够对机器人有更深入的了解。”通过这种课程设置，佛山市实验学校在普及教育的同时，也能够做到因材施教，让更多学生参与到机器人的学习实践中来。
　　在信息化创新传统强校南庄三中，包括3D打印设计、虚拟机器人的教学已融入到课程设计以及教学等各个方面。每个初一的学生，都必须学习编写程序，构建虚拟机器人。而其中冒出的一些小机器人迷，则被安排至第二课堂，利用每周二、四、五的课余时间，来学习实体机器人。
　　“虚拟机器人比较容易，对于大部分学生来说都很容易上手。而实体机器人的学习，则比较复杂，且对学生的动手能力有一定的要求。”陈维新告诉记者，通过教授学生3D打印建模和制造机器人，还可以锻炼学生的创新思维和动手能力，这是其他课堂难以比拟的。
　　目前该校每个年级都开设了平板电脑班，利用平板电脑等信息技术融入日常教学。
　　“我们想利用各种方法，改变学生的学习方法，让他们更懂得利用时间，并有更多的时间去进行兴趣的培养，例如参与发明创造等。”该学校负责人在接受采访时表示，如此一来，学生便会逐渐形成信息化思维，为未来成为创新型人才打好基础。
　　对接前端：联合企业打造创客空间
　　记者通过走访了解，禅城机器人教育目前形成了“普及＋竞赛”链条模式。即学校从信息技术课、社团活动等途径普及机器人知识，提升学生创新思维和动手能力。部分能力突出的学生进入机器人竞赛队伍，由指导老师带队根据各级比赛的要求，进行竞技类训练。近5年来，禅城区每年都有学校获全省冠军，并多次代表广东省参加全国竞赛，获省级以上奖项达80多项。
　　但如果仅通过机器人比赛的项目进行训练，在赛制范围内对机器人进行组装和微调，是否存在限制学生发挥创意的问题？
　　“随着比赛的发展，我们发现有一些学生的机器人创意十足，但难以按照赛制归类竞技。所以禅城区从2013年开始，特别设立创意机器人展示赛，鼓励学生把创意发挥到最大。”周作先告诉记者，学生没有了比赛要求的限制，发挥自己天马行空的想象力进行设计和组装，带着各自设计的机器人同台展示、交流创意，已经成为机器人比赛的一大亮点。
　　在南庄三中就读初二的张紫琪是2014级机器人竞赛队里唯一的女孩。与其他同学不同，她跟着指导老师了解虚拟和实体机器人、3D打印技术后，提出“我要钻研3D打印技术”。
　　“我喜欢琢磨物体的空间结构，例如这个台灯，要做多高，灯罩多大合适，都是设计时要考虑的。在这个基础上，我还喜欢创新。”张紫琪用鼠标拖拽各种形状的空间图案，利用它们勾勒心中的作品。其实，南庄三中在2013年全国领先地引进8台3D教学打印机，至今仍是学生感兴趣的热门项目。
　　更值得一提的是，包括3D打印技术，禅城中小学的机器人教育正在本土找寻灵感。
　　“我们与企业接触时发现，他们有精密的工业机器人、3D打印等前端科技，如果能让学生多看看，会对他们的思维前瞻性和创新性有很大帮助。”陈长城介绍，例如佛山山湖电器公司使用机械臂，实现机器换人，提高了生产效率。而遍布南庄镇的陶瓷企业不少正在或已经引进了3D精细打印技术，“本土企业的高科技，学生能不能去接触一下？”
　　事实上，目前已经有一些学校与企业合作，企业邀请学生和家长到工厂里一日游，“当时南庄三中学生参观新明珠陶瓷公司，有学生告诉我，他们没想到陶瓷的车间这么高科技、这么干净。”
　　陈长城表示，基于3D打印技术在建陶领域的应用，禅城计划用90万元在佛山科学技术学院附属小学打造“3D打印教学创客空间”，引进“扫描采集—编程—输入”配套的3D打印机等设备。该创客空间建成后，全区相关老师将在这里培训，提升机器人教学水平，同时全区的中小学生的创意都可以在这一空间实验。
　　另一方面，创客空间的打造还要与陶瓷等行业的企业合作，将学生作品与企业产品结合，并用本土企业的产品布置空间，让学生体验身边的技术成果。
　　禅城机器人教育大事记
　　2003年，第一届禅城区中小学机器人竞赛举行，4所学校参加首届比赛
　　2009年，佛山三中开始探索教授机器人知识的第二课堂
　　2010年，张槎中学开设机器人相关课程，设置机器人进课堂和活动课堂两种形式
　　2011年，南庄三中设立机器人培训基地，2012年被评为全国首批信息技术实验学校
　　2013年，南庄三中在全国率先引进8台3D打印教学机，成立3D设计实验室
　　2013年，机器人竞赛首设创意机器人项目，鼓励学生发挥创造力
　　近5年，每年都有学校获全省冠军，并多次代表广东省参加全国竞赛，获省级以上奖项达80多项
　　2016年，第十四届禅城区机器人竞赛共有19所学校的140多名学生参加，达历年之最
　　预计2016年底，建成“3D打印教学创客空间”
　　成果拼图
　　机器人小创客竞技擂台
　　1.机器人识别污染物类型
　　项目 乐高FLL“资源再生”
　　在上月底举行的机器人比赛中，佛山市实验学校派出了历年来最庞大的参赛队伍参加三个项目的比赛，其中有两个项目均为首次在禅城区举办的机器人比赛中亮相。
　　佛山市实验学校机器人社团指导老师肖志刚介绍，和往年参加机器人足球等传统项目不同，今年佛山市实验学校参加的三个项目中，除了2012年引进的WER能力风暴“撬动地球”外，FLL“资源再生”和“超级轨迹赛”都是学校去年才引进的新项目，旨在激发学生的创造力和思考能力。
　　“传统的机器人项目对于技术的要求更高，不利于大规模普及，而新项目在难度上有所降低，更符合中小学生的知识水平。”
　　此外，新项目在任务设置上更加开放，为机器人完成比赛提供了更多可能性，不仅考验学生的编程和动手能力，对于学生的临场策略选择也提出了要求。
　　以乐高FLL“资源再生”项目为例，共设置了十多项任务，参赛队伍需要在2分半钟内利用机器人完成尽可能多的任务，这就需要参赛队员想出最优化的策略完成更多任务，并考验着队员之间的默契程度。
　　除了在比赛形式上进行了创新外，佛山市实验学校的参赛项目在内容上也注入了新的元素，通过设置不同的主题让学生在比赛的同时能够掌握更多人文知识。比如今年的FLL项目以“资源再生”作为主题，在完成任务的过程中潜移默化地向学生灌输了环保概念，寓教于乐。
　　人物 有创造力的小小机械工程师
　　在佛山市实验学校的实验室，杜承轩正在摆弄一台复杂的模拟汽车，这台由数以百计的零部件组成的精密模型严格按照汽车构造原理进行拼装，不仅能够实现前后轮传动，还能够实现变速、换挡等功能，让人意想不到的是他仅仅花了一周时间来完成这个模型，更让人意想不到的是，他目前还只是一名小学四年级的学生。
　　自三年级开始加入特长班学习机器人以来，凭借着突出的动手搭建能力，杜承轩成为佛山市实验学校参赛队伍中的一员，参加了创意机器人、WER机器人、乐高FLL等竞赛项目。
　　在佛山市实验学校，像杜承轩这样的小小机械工程师还有很多，他们虽然还只是四、五年级学生，但却表现出很强的创造力和动手能力。
　　五年级的何山就向记者展示了自己用一个晚上搭建起来的“抽奖机”机器人，该机器人能够利用传感器对抽奖结果进行不同反馈。凭借着这种创造力，在上月的机器人比赛中，他和另一名五年级学生冯天泉搭档斩获了超级轨迹赛的冠军。
　　除了小学组外，佛山市实验学校还拥有初中组的机器人队伍。邓杰泓和潘卓民是初二2班的同学，虽然两人都是从初一开始才接触WER工程赛项目，却在去年11月底举行的中国教育机器人全国锦标赛中获得了一等奖。
　　潘卓民表示，和日常学习相比，机器人的开放性更能够锻炼自己的创新能力，在这个过程中，每一次机器人顺利完成任务都能够给自己带来成就感，这种成就感成为了激发他继续学习的动力。
　　2.机器人现场学习佛山功夫
　　项目 RTEC机器人创意闯关
　　据了解，张槎中学主要参与RTEC机器人创意闯关项目，该项目一共有12关，大部分都加入了岭南文化，包括剪纸文化，岭南舞龙、舞狮文化，以及佛山闻名遐迩的功夫文化，向观众们展示了一场岭南文化的盛宴。
　　其中，重点介绍了岭南文化中的舞龙和舞狮，由此引出往时人们举行盛大庆典的情景。比如，第3关和第4关展示了佛山闻名遐迩的功夫文化；第7关利用磁能的浮力展示出佛山传统民俗文化剪纸文化；第11关则以机器人运转带动舞狮踢腿和摇头，以此展示了佛山舞狮的灵活、幽默诙谐；第12关让机器人从上方通过绳子直接控制龙，通过龙的摆动以此展示出龙的勇猛霸气。
　　其独创性集中体现在三个方面：首先是紧密扣住地方特色这个主题，把岭南文化与机器人项目结合。其次是智能化程度高，12关中有10关都是创意机器人。最后是应用了一项独特的磁能技术，第七关磁能的利用是通过浮力展示出来。
　　该项目的具体操作过程很有意思，比如，第一关“剪彩”是用手势向机器人发出指令，红外传感器检测到信息后启动连接马达的齿轮，利用轮轴原理使剪刀运转，又因剪刀的杠杆原理使剪刀把上方的彩带剪断。当剪刀闭合时，碰触到触碰传感器，从而激发下一关。而第二关的“岭南美食”则开启人造太阳能，不远处的光电传感器接受到光6秒后，就通过程序控制开始第三关的展示。第三关和第四关的功夫展示则通过传感操作机器人模拟功夫的动作。整个项目运用了多个传感器，包括：第一关红外线传感器启动马达；第二关、第四关、第九关、第十一关触碰传感器启动马达；第三关、第五关光电传感器启动马达；第五关触碰传感器启动智能巡线小车；第十三关传感器启动马达拉上拉链。
　　人物 分工明确的创意“合伙人”
　　张槎中学参加创意机器人项目的是4名男生叶俊辉、黄晓琳、廖俊源和谭桥辉，项目的带队老师夏万兴介绍说，他们都是在活动课堂上对机器人感兴趣的学生，具体分工是解说、编程、拼接、科技各一人。
　　说起这个创意机器人项目，4名男生感觉最厉害的就是“很少花钱”，“把生活中有些用得着的物品拼接起来，或者到学校的实验室看看什么东西能用，其他的比赛都花钱，这次不怎么花钱。”
　　由于比赛要求有地方特色，“佛山功夫在全国很有名，历史文化深厚，所以我们想到通过机器人来展示佛山陶瓷、功夫、舞狮等历史文化元素。”一名学生说。从这个主意萌生到实施完成用了2个多月的时间。“刚开始大部分时间都是收集相关资料。主要的难度在创意。”
　　不过，对于初中生来说，指导老师夏万兴认为技术层面实现起来还是有难度，“超出学生学习范畴很多，包括电子控制、机器人、智能控制等物流、化学方面的知识都要用到。老师没办法帮忙，因为比赛的形式是4个学生在现场用3个小时的时间把零件拼接起来并进行调试。”
　　3.180秒内的“足球世界杯”
　　项目 “校园足球”训练营
　　过人、爬坡、头球、下坡、射门，小小机器人需要在180秒内完成这一系列任务，在4月底举行的禅城区中小学机器人竞赛中，这个名为“校园足球”训练营的竞赛项目首次亮相，吸引了包括佛山三中初中部在内的两所学校派出队伍参加。
　　佛山三中初中部科研信息中心主任何家乐介绍，和其他项目相比，“校园足球”训练营更加考验学生的临场发挥，因为所有带入比赛场地的器材都必须为散件，参赛队伍需要在100分钟内进行现场拼装、编程和调试，拼装调试结束后，所有机器人需要放在规定位置，不得再进行程序修改。
　　机器人除了要完成规定的五项基本任务外，在竞赛现场还会设置一些变量任务，包括对障碍设置、任务起始位置、任务完成顺序进行调整，进一步考验学生的临场应变能力。
　　何家乐介绍，之所以选择“校园足球”训练营项目作为参赛项目，是因为相对于其他机器人项目，该项目对于入门设备的要求比较低，设备通用性强，而且比赛所使用的编程软件与目前众多中小学校内信息技术课教材的内容同步，更加易于向中小学生普及推广。
　　人物 因为一本书和机器人结缘
　　作为本次机器人比赛中为数不多的女生，佛山三中初中部初二的黄梓晴在一众选手中特别显眼，她父亲是一名机械工程师，从小就与各种机器模型结缘，在耳濡目染下也让她对各种机械设备产生出浓厚兴趣。
　　而真正让黄梓晴对机器人产生兴趣的是因为一本书，“有一次我看到了关于计算机之父冯·诺依曼的传记，好奇之下开始接触计算机，通过网络了解到原来通过计算机程序可以让我的模型完成很多看似不可能完成的任务。”
　　在这种好奇心的驱使下，她毫不犹豫地参加了学校开设的机器人社团，成为社团里面唯一一名女生，并凭借着对机器人学习的专注度和积极性，以及较强的编程能力，被挑选成为佛山三中初中部的代表参加了机器人比赛。
　　和黄梓晴搭档的是她的一位同班同学陈耿鹏，虽然接触机器的人时间不长，但陈耿鹏通过参加每周两节课的机器人社团活动，展现出较强的动手能力，被挑选为学校代表参加比赛。他和黄梓晴发挥各自的特长相互协作，在上月举行的比赛中击败其他队伍，获得了第一名。
　　4.模拟驾驶如何又稳又快
　　项目 超级轨迹赛
　　在此次禅城区中小学生机器人竞赛中，佛山科学技术学院附属学校（南庄三中）派出10位初一年级学生，专攻今年新增的项目——“超级轨迹赛”。这个比赛项目模拟现实生活中开车可能遇到的情况，分别设置碎石、桥梁、加油站等7个关卡，参赛机器人需要沿着模拟道路的黑线，在长5米、宽2米的场地里以最短时间通过所有关卡。
　　“从机器人的拼装到编程，都是学生全程自主完成的。”南庄三中指导老师陈维新介绍，赛前2天拿到轨道图纸，学生们便开始对机器人进行组装。之后，学生们将机器人与电脑连接，在可视化编程界面下，根据比赛轨道的比例设计行走路线。
　　“就算到了比赛现场，我们还需要临时调试，通过多次试验想办法把机器人转弯幅度调得更精确，才能尽可能地缩短时间。”参赛选手王梓安指着电脑屏幕介绍，快，是超级轨迹赛的最大难点。
　　对于南庄三中10位选手来说，争分夺秒的竞争不仅体现在区级竞赛中，还体现在内部较量对抗。相同机器人设备、编程软件和指导老师，差别就在对机器人的改装和编程的精确程度。陈维新说，一到午休和“第二课堂”时间，选手们就从教室跑来机器人基地进行专注调试，比赛训练了学生竞争意识，也通过交流互助增强了团队理念。
　　人物 “学神云集”的机器人队伍“他们都是从信息技术课上‘冒’出来的‘机器人迷’。”谈到这一届的竞赛选手，机器人竞赛指导老师陈维新告诉记者，在他负责的信息技术课上，他将3D打印技术、机器人组装、编程软件等内容介绍给初一年级所有学生。下课后，总有一些学生缠着老师问个不停，学校通过选拔，将其中10人招进了竞赛队伍。
　　“招进来以后，我才听其他学生说，进了竞赛队伍的大多都是班上的‘学神’。”陈维新笑着说。
　　林宇轩就是同学们公认的“学神”，而他是这次区级竞赛中超级轨迹赛的第一名。平头、黑框眼镜、修长个子的他正蹲在超级轨道前调试机器人。“每天差不多有2个小时练习时间，”林宇轩告诉记者，备赛期间他仔细琢磨轨道弧度，多次试验机器人然后进行编程调试，此外他也会在课余时间看书了解机器人的知识。
　　而在机器人基地的另一侧，何悦榛正在电脑前鼓捣他的虚拟机器人。他在4月刚刚落幕的广东省中小学智能机器人竞赛中获得第一名，而在去年刚入读初一时，他就参加广东省中小学虚拟机器人比赛获得优秀奖。
　　值得注意的是，10人的竞赛队伍里有3名女学生，王梓安就是其中之一。口齿伶俐、手脚麻利，她拿着机器人往返轨道和电脑两端不断调整程序。“让机器人底部的传感器感应到轨道上的黑线，才能保证沿轨道行驶，这就要考我们的编程水平。”王梓安告诉记者。
　　5.迅速寻找火源的“消防兵”
　　项目 机器人灭火
　　南庄中心小学此次派出黎汶骏、茹逸2名三年级的小同学参加机器人灭火项目，获得第一名的成绩。
　　在南庄中心小学机器人教室，黎汶骏和茹逸为记者演示竞赛现场。根据模拟平面结构的房间、隔板和蜡烛位置，黎汶骏对机器人程序进行调整。之后，茹逸把二氧化碳充入灭火机器人内，将机器人放在“H”标记的起点处。一启动，机器人立刻蹿了出去，沿逆时针方向快速挨个驶进每个房间，找寻火源。进入第3个房间时，探测器发现火源，立即喷出二氧化碳，灭火成功，整个演示过程不超过30秒。
　　指导老师谭瑞贞告诉记者，比赛当天，2名学生带齐电脑、机器人、备用设备等“行头”，“全副武装”进入比赛现场，就立即根据场地情况进行编程，寻找机器人路线的最优策略。
　　人物 从小接触电脑编程“你是不是想问我，指着场地在算什么？”就读三年级的黎汶骏扬起头，脸上一副“我猜中了”的表情问记者。
　　“在4&#个方格的场地里，我要看蜡烛被设置在哪里，有哪些障碍，然后根据这些设计路线，用机器人的前端还是后端喷射二氧化碳……”黎汶骏围着场地用手来回比划着说。
　　扛着机器人、背着电脑，一个人进入比赛场地，快速编程调整，这是小小年纪的黎汶骏从一年级就开始的状态。“一年级下学期，他就拿了区赛第一，随后到省赛又拿了第一。”南庄中心小学教务处副主任谭瑞贞介绍，当年暑假，黎汶骏还代表广东参加全国电脑制作比赛获得二等奖。
　　父亲是计算机达人，黎汶骏从小就接触电脑编程、机器人组装等，在家庭氛围的感染下他对机器人产生了浓厚兴趣。
　　他山之石
　　STEAM教育模式＋创客教育
　　美国中小学探索
　　科技与艺术跨界
　　近年来，美国教育界提出STEAM教育模式。STEAM是五个单词的缩写：Science——科学， Technology——技术， Egineering——工程， Arts——艺术， 以及Maths——数学，也就是说，加强关于科学、技术、工程、艺术以及数学5个方面的教育。
　　同时，在创客文化的影响下，STEAM与创客结合，课堂不再局限于对操作系统和多媒体软件的使用，机器人、3D打印等技术引入到中小学的课堂，越来越多的中小学生通过老师的引导和启发，动脑动手创造出具有创意的作品。傅骞和王辞晓的学术论文《当创客遇上STEAM教育》介绍，美国建立了专门的STEAM中学，学生可以申请经费、得到专家的指导，学校为表现好的学生设立了大学先修课程，大幅地提高了学生在这些领域的知识及科研水平。同时，在面向低年级学生时，美国根据科学情景、工业情景、生活情境来设计问题项目，让学生进行原创性研究。
　　据了解，美国的联合国国际学校在2013年初建立了合作实验室，配备了各种制作工具和材料，包括螺丝刀、硬纸板、米尺、3D打印机、机器人配套元件、平板电脑、笔记本等，还有用于演示交流的交互式墙体以及储物箱，鼓励学生以团队形式开展基于项目的探究式学习，综合应用多种学科知识，解决现实生活问题。
　　杨现民、李冀红的论文《创客教育的价值潜能及其争议》介绍，该合作实验室开展的每个项目都遵循规范的流程，包括发现问题、头脑风暴、设计方案、动手制作、测试优化、分享作品。合作实验室的建立和开放运作，吸引各个年级学生的积极参与，产出了很多新颖的作品。
　　文章介绍，三年级学生创造了一个反映人类对地球影响的纸板迷宫，作品把艺术与工程、建筑、数学、科学和社会研究等多个领域的知识融合。
　　在美国，面向中小学生的创客空间发展迅速，除了学校搭建平台外，很多图书馆、博物馆、教堂、青少年活动中心等都建立了专供创客们开放使用和活动的场所，更值得一提的事，这些场所大都提供专业指导服务，创客们可以及时获得帮助和反馈，快速实现自己的创意产品。
　　另一方面，一些面向中小学的创客组织也应运而生。比如PDX少年创客，主要面向8岁-12岁的青少年，培养他们在可穿戴技术和电子纺织品方面的创造力。少年创客可以在指导教师的带领下创造自己喜欢的项目，同时可以将完成的作品放到组织商店进行售卖或到创客集会上进行展示。
本文来源：南方日报
责任编辑：王晓易_NE0011
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