我们都是“钢铁侠” ——刍议基于micro:bit的校园机器人格... DF创客社区

铁甲雄心热播后，想到选取些精彩片段分享给上创客选修课的小伙伴。在这个男生居多，对电子和机械有天然热情的课堂里，看到那些零件四飞的格斗画面，小朋友们简直两眼放光。尤其是赛事中出现了的父子兵，与同龄人的共鸣更让他们摩拳擦掌。

这一不小心点燃的热情，让我考虑把这份课前导入的小菜，直接做成大餐，——在五年级的选修课里搞一个校园机器人格斗比赛。每周两节课，目前已经历了4课时，现将初步实践和设想分享一二。

一、布置目标明确的模糊任务

目标很明确，就是让孩子们用尽所学，利用周遭资源，想方设法干掉对方的机器人。任务很模糊，采用的设计方案、材料、技术、策略完全开放，摒弃了传统课堂里让孩子们跟着老师设计的路线步步为营的策略。学生会循环经历着如下图的项目设计过程。

与其说是比赛，不如说这是一次让过往所学联结现实的PBL（problem-based learning）教学活动。学生将在过程中反复经历不同的挑战从而获得更深层次的知识和经验。并且，每个学生在小组内的分工也不尽相同，模糊任务的好处就是每个学生都能自己发现问题并参与到各自的按需学习中。

事实上从第二周他们初步备齐材料开始制作时，就面临着一大堆挑战。小M买来的TT电机是没有焊上线的，那么就要跟着老师学下剥线、焊接。焊接完了，焊点处的线又容易疲劳折断，这得和小伙伴讨论下如何解决啊！不断产生的问题不断锤炼着这个做事专注的小男生。

目前采用的是热熔胶加固焊点，耐久性待考察

小W是选修课中稀缺的女生，参与了小组的机器人主体加工。主体选材一开始是个退热贴的包装盒，软趴趴，很快被放弃，换了个结实的硒鼓包装盒。如何给盒子钻孔，如何给孔定位，用什么工具，如何修整毛刺都是通过尝试后才能获得的直接经验，小W整两节课时间都在对付这个纸盒，不时还要就定位问题和组员们讨论研究。

我们都是“钢铁侠” ——刍议基于micro:bit的校园机器人格...图3

二、制订生长型的比赛规则

比赛规则还能“生长”？是的，目前为止，比赛规则还在动态变化中，这不是瞎搞，因为这是一个没有太多案例可以参照的活动。也许有，但不同的学校、不同孩子所处的知识能力水平，甚至场地条件也不相同。

眼下确定的规则只有以下3点：

1. 比赛场地限定为创客中心9块地砖大小，被逐出擂台即为输家。

2. 机器人失去运动能力后开始倒数计时，10秒内无动作者为输家。

3. 外观、动力、材料、攻击手段和武器方面在不影响安全的前提下不做限制。

举一个例子，小Z同学居然在研究拦截对方无线遥控信号的方法，还初步设计出了程序。虽然目前效率很低，采用的是暴力枚举的办法探测对方通信组别，但万一成功了呢？这种大开脑洞的策略我作为老师之前是没有想到的。不知道铁甲雄心里是否允许打“电子战”干扰对方的遥控设备，不过在我这里，经过3秒钟的犹豫，便对其做法大加赞赏，并向另一组表态，欢迎来搞。

小Z仍在不懈开发中的“电子战”模块程序

在规则制定上，我认为还是要在可操作性强的前提下，尽可能放飞孩子们的想法。千万不要在他们兴冲冲告诉你一个点子或者攒了零花钱买了个新配件后，你却告诉他们，这个规则里不可以，那个规则里不行，说不定就此扼杀了未来国产航母上的某件大杀器呢？

三、推选易上手的micro:bit平台

事实上我并没有限制孩子们使用哪种平台，部分学生其实也有接触过Arduino，但micro:bit将无线通信的使用门槛消融到了极致，加之孩子们最近一直也在玩micro:bit，Robotbit扩展板又能直接驱动电机，这就成了大家共同的选择。作为指导老师，从可行性层面考量，micro:bit确实是适合小学生的一种优选平台，因为它间接解决了目前此类拓展课程教学中的最大问题——时间。孩子们不用花太多时间去解决语法等晦涩的问题，可以用接近自然语言的方式迅速与硬件进行互动，及早投入到计算思维和创新实践的锻炼上来。如果换用Arduino，要做出遥控机器人，对于间隔一周的学习频率和有限课时而言，战线将会相当冗长，怕是比赛遥遥无期。

采用micro:bit平台，备齐材料后两节课内已经可以遥控机器人前进后退了

四、严防死守安全红线

圈里的老师经常用自嘲“不要用我们俗人的脑袋去限制属于未来的孩子”，但是越是开放的课堂，伴随的风险也就越高。每一个孩子、每一个环节都是变量，老师们要尽可能地在安全红线前设防。诸如工具的使用、操作规范等长期的习惯培养不再赘述，这里要提及的是，对于格斗机器人主题，不排除出现具有一定危险性的设计的可能性。虽然从小朋友的加工能力、micro:bit平台的驱动能力以及普遍选用的纸盒等材料来看，出现危险的概率很低，但以强迫症的态度对待安全问题还是必要的。以我的课堂为例，孩子们已经开始给盒子加铁护边，不知进攻装置的设计上会不会有什么具有破坏力的创举。建议测试时让学生带上护目镜避免零件意外飞溅、比赛时也要在场地安排上考虑安全余量。

“硒鼓”组在加装铁护边，增强防御力

四驱组做了个“铲子”，并且偷偷量了“硒鼓”组的轮距，属于瞅准对方弱点量身定制的必杀技。

至于两个修正带上拆下的齿轮，可能会被做成“电锯”。

热熔胶固定战斗部

成型

“硒鼓”组见四驱组升级了攻击手段，也来了个兵来将挡水来土掩。给机器人加上了三角翼，减小底盘与地面间隙的同时，增加遭受攻击时的侧边支撑，有效防止翻滚。

这边又开始放大招了，给轮子增加“护甲”。小朋友们一直在用他们的奇思异想改进着自己的机器人。

很期待孩子们的机器人尽早具备战斗力，他们即将经历的过程，其价值不言而喻。当然，最重要的是玩得开心！

后记：

其实这篇文章是4月初写的，本想带着孩子们做得完善精彩些，写个续集。无奈前段时间恰逢人生低谷，各种糟事穿插来闹心，比如这辈子第一次住院啥的，掉了几节课链子...加之后来又有了新脑洞，带小朋友半路去玩了《把课程玩上天！基于micro:bit与BMP280的气压与海拔关系分析实验》等新项目，到了期末，这格斗机器人无甚进展

一眨眼，居然是这学期最后一节选修课了，不过不管怎样，即便只是顶牛，也要PK一下的是不是？拾掇拾掇赶紧上战场！

四驱组在做最后的调试，这组小朋友用的是Sparkfun的手柄扩展板。

硒鼓组临阵发现偷师来的“四驱系统”不管用了，得，装个万向轮也挺灵活。也不知为啥，三角翼啥的都撤了。

落地后发现轮子转的方向不对，赶紧把电机线反接下。

因为帮硒鼓组申请了DF的GAMEPAD扩展板（此处插播赞助商广告：点击可查看DF手柄开箱作业，以及偶拿手柄和绳命完成的用micro:bit DIY无线输液提醒装置），招致了四驱组的墙裂不满，为了安抚下他们，偶就给四驱组换上了小喵科技给我免费升级的Robotbit V1.3（PS:Robotbit最新版本已是2.0，新版本改进和功能创新并举）。