軒洪波+萬鐘
Power Tech仿生機器人活動是一種模仿生物運動方式進行創(chuàng)意制作的活動,要求利用小型直流電機為動力,通過簡單的機械傳動,做出仿生運動方式的機器人。不同作品仿生的基本要求不同,如“萬獸之王”要求能夠像老虎一樣四腳行走,“機械戰(zhàn)鼠”要求像袋鼠一樣跳躍前進,“蟲蟲危機”要求像毛毛蟲一樣蠕動爬行,“螞蟻雄兵”要求能夠像螞蟻一樣爬行,“龍貓巴士”要求像巴士一樣四輪前進。仿生機器人比賽方式主要包括:直線競速、拔河、接力、好漢爬坡、繞圈、翻滾等。
Power Tech 仿生機器人活動對培養(yǎng)學生“好思考、喜思考、樂創(chuàng)作、肯創(chuàng)作”的良好思維習慣能起到很大的作用。創(chuàng)意制作要求在3個小時內(nèi),將電動機、齒輪、木板、木棍加工成仿生機器人,并且必須獨立完成制作,然后用自己制作的機器人進行規(guī)定的項目比賽。主辦方提供比賽的材料包——木板、電池盒、電動機、冰棒棍、齒輪組、螺絲等。參賽選手可以自帶鋸子、錘子、鉗子等基本工具,不能使用電動工具,如圖所示。
Power Tech仿生機器人活動中的一些技術問題,與中學物理學習息息相關,牽涉到力學、機械學等,當然也包括美學。比如學生在訓練過程中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn),機器人行走一段距離之后就會自己停下來,分析發(fā)現(xiàn)這主要是在行走過程中,機器人關節(jié)上的螺絲帽因為摩擦力將關節(jié)鎖死,對于這個問題采用防鎖死螺帽或使用塑料管代替螺帽就能夠解決;在調(diào)試機器人的過程中,常常發(fā)現(xiàn)機器人拿在手里運轉自如,而將機器人放在賽道上就不走了,這個問題看起來復雜、影響因素比較多,但是將這一類問題歸納分析,發(fā)現(xiàn)這還是與物理機械結構密切相關的問題。主要是機器人的活動關節(jié)制作工藝不夠精細,如關節(jié)處孔不垂直、關節(jié)處摩擦力過大、傳動連桿不平行等,都可能導致問題的出現(xiàn)。利用機器人拔河視頻作為摩擦力教學課題引入,課堂教學氣氛十分熱烈。
Power Tech仿生機器人活動是對學生綜合實踐能力的考驗,從工具的使用到機器人的制作,很好地彌補了物理課堂實踐的不足,而且對激發(fā)學生的學習興趣意義重大,將物理知識融匯于機器人培訓中,會對學生學習物理起到事半功倍的效果。