于云亮 尹三井 朱小亮

2020年青少年高?？茖W(xué)營哈爾濱工程大學(xué)分營于8月14-18日在線上舉行，429名來自25個(gè)省、自治區(qū)、直轄市的營員和教師參加了這次科普盛宴。分營為營員安排了豐富多彩的科技活動，如專家報(bào)告會——船舶工程學(xué)院倪寶玉教授向大家介紹了極地船舶的研究背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并向營員分享了自己在極地航行中的經(jīng)歷與科考體會;實(shí)驗(yàn)室參觀一一動力學(xué)院王志濤副教授和核學(xué)院李磊副教授通過視頻帶領(lǐng)大家云游了哈爾濱工程大學(xué)動力學(xué)院燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)實(shí)物教學(xué)展室與核學(xué)院核動力仿真研究中心;動手實(shí)踐一一“云上造船”線上船模制作課程及智能巡線避障機(jī)器人競賽等。其中，特色項(xiàng)目“智能巡線避障機(jī)器人”備受廣大營員的關(guān)注。

在疫情期間，哈爾濱工程大學(xué)精心設(shè)計(jì)了本次高?？茖W(xué)營的特色項(xiàng)目——以“中國智造，智創(chuàng)未來”為主題的“智能巡線避障機(jī)器人”競賽活動。只有發(fā)展中國智造，將核心技術(shù)牢牢把握在自己手里，才能不受限于其他國家的阻撓，早日實(shí)現(xiàn)中國夢。該特色項(xiàng)目力求讓青少年在家中就能體會到智能制造的魅力，學(xué)習(xí)到相關(guān)技術(shù)與知識，培養(yǎng)青少年的民族使命感與責(zé)任感。

品質(zhì)保證，用心制作教具

本次特色項(xiàng)目的教具產(chǎn)品為哈爾濱工程大學(xué)學(xué)生創(chuàng)業(yè)公司哈爾濱萌動科技有限公司提供的模塊化拼裝機(jī)器人。團(tuán)隊(duì)自2020年3月開始就進(jìn)行本年度項(xiàng)目的產(chǎn)品研發(fā)，在2019年版本的基礎(chǔ)上對機(jī)器人模型作出了一系列改進(jìn)，增強(qiáng)了其穩(wěn)定性。在整個(gè)設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，團(tuán)隊(duì)十分重視模型的改進(jìn)工作，技術(shù)人員經(jīng)常開展頭腦風(fēng)暴，精心準(zhǔn)備并測試各種模型。正是因?yàn)楣こ虒W(xué)子嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的研究態(tài)度，以及高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求的工作作風(fēng)，才使得團(tuán)隊(duì)為營員設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的教具，讓營員在活動時(shí)能夠充分發(fā)揮自主能力。

最終，智能巡線避障機(jī)器人被確定為本次活動的教具?；顒訛槊拷M營員準(zhǔn)備了智能巡線機(jī)器人核心組件，由框架、控制芯片、2個(gè)電機(jī)、3個(gè)紅外傳感器、1個(gè)超聲波傳感器、5號干電池及開關(guān)組成。為調(diào)節(jié)比賽平衡性，核心部件不可缺少且不可隨意更改。在硬件已確定的前提條件下，團(tuán)隊(duì)提供了2種操作方式——APP遙控和編程自主控制，營員可發(fā)揮想象力進(jìn)一步DIY。

線上教學(xué)，指導(dǎo)到每一位營員

智能巡線避障機(jī)器人競賽項(xiàng)目設(shè)置的主要內(nèi)容由講、教、學(xué)、練、考組成，分營為每個(gè)班的營員配備了2名專職導(dǎo)師。其中，一名導(dǎo)師是主講，為營員講解智能巡線避障機(jī)器人的相關(guān)知識，帶領(lǐng)營員領(lǐng)略智能科技的風(fēng)采;另一名導(dǎo)師是主教，帶著營員實(shí)際操作，進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)。

首先，主講導(dǎo)師講解關(guān)于智能裝備的前景與作用，培養(yǎng)營員的興趣，激發(fā)起他們的愛國熱情與為國貢獻(xiàn)力量的激情。通過觀看目前各種智能機(jī)器人的照片、視頻等，幫助營員理解智能裝備的作用與原理。

接著，在動手制作智能巡線避障機(jī)器人與編程環(huán)節(jié)，由專職導(dǎo)師指導(dǎo)營員制作機(jī)器人并進(jìn)行編程。在教學(xué)過程中，以小引大，通過機(jī)器人零件引出實(shí)際場景中各個(gè)零件的知識與應(yīng)用。營員在這個(gè)環(huán)節(jié)中能夠更加深入地學(xué)習(xí)專業(yè)知識并提高動手能力，親自動手操作完成機(jī)器人的制作并體會到編程的神奇。

最后，圍繞智能巡線避障機(jī)器人設(shè)置練習(xí)任務(wù)與考核任務(wù)。練習(xí)任務(wù)由專職導(dǎo)師與各位營員自行制訂，激發(fā)營員學(xué)思結(jié)合，讓營員體會到提出問題、思考問題、解決問題的思維模式與樂趣?？己巳蝿?wù)根據(jù)難度的差別分為3部分，保證了每名營員不論實(shí)際制作如何，都能參與到最后的考核中，以檢驗(yàn)自己的科技成果?？己藘?nèi)容包括：①編程任務(wù)（15分）——“您的智能小程已上線”與“小程方塊舞”;②小車自主巡線（70分）;③創(chuàng)意設(shè)計(jì)（附加題10分）。

在整個(gè)活動中，主講教師隨時(shí)對營員提出的問題進(jìn)行解答。為了解決各組在調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題，專職導(dǎo)師會提供力所能及的幫助，配合營員進(jìn)行調(diào)試解決，為營員講解出現(xiàn)問題的原因，并提供解決方案。以期在我們的引導(dǎo)下，充分激發(fā)營員的創(chuàng)造精神，提高他們分析問題、解決問題的能力。特色活動向營員展現(xiàn)了智能巡線避障機(jī)器人的魅力，營員既能學(xué)習(xí)到車模結(jié)構(gòu)、編程等專業(yè)知識，又能體會到包括智能巡線避障機(jī)器人等智能裝備面臨的問題和挑戰(zhàn)，培養(yǎng)了青少年總體布局和戰(zhàn)略性思維。

比賽激烈，選手隔空競技

智能巡線避障機(jī)器人競賽活動以個(gè)人為單位。各位班長、專職導(dǎo)師及工作人員利用釘釘平臺與各位營員溝通，提前決定參賽機(jī)器人的名稱并登記入冊，設(shè)定考核的具體標(biāo)準(zhǔn)及提交時(shí)間。競賽進(jìn)行期間，所有工作人員都盡職盡責(zé)，保證了釘釘群熱鬧而不失秩序。營員也都能遵守競賽規(guī)則，根據(jù)工作人員的指示完成比賽的錄制。每位營員在家中單獨(dú)錄制考核視頻并上傳到釘釘群中，最后由比賽裁判根據(jù)具體標(biāo)準(zhǔn)打分并公示。比賽結(jié)束后，由工作人員在釘釘群里公布最終的比賽成績并表彰。

活動總結(jié)

科學(xué)營是大型科普活動，智能巡線避障機(jī)器人特色項(xiàng)目的出發(fā)點(diǎn)正是科學(xué)知識普及，因此，在本次活動過程中，分營專門為營員準(zhǔn)備了通俗易懂的解說詞，并由相關(guān)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場解說。通過機(jī)器人模型中的諸如紅外傳感器、馬達(dá)、控制芯片、超聲波傳感器等組件和附件，引出相關(guān)專業(yè)知識，進(jìn)一步讓營員對智能巡線避障機(jī)器人等智能裝備有更深入的了解。

由于各種原因，部分選手的智能巡線避障機(jī)器人沒有完成全部比賽，過了截止時(shí)間后，分營根據(jù)具體情況給未完成比賽的營員提供了二次比賽的機(jī)會，以期所有營員都能夠在比賽的過程中思考自己的不足，并及時(shí)進(jìn)行必要的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值。營員也紛紛表示此種方式能讓大家對比賽的記憶更加深刻，對“友誼第一，比賽第二”的體會更加深刻。

“一整個(gè)早上我們都忙碌于小車組裝當(dāng)中，通過自己動手制作才知道什么叫‘麻雀雖小，五臟俱全。一輛小小的車子，包含著藍(lán)牙、紅外線、芯片等部件，這些部件讓小車可以通過手機(jī)遙控運(yùn)動。很榮幸我能夠在這次智能巡線避障機(jī)器人競賽中獲獎(jiǎng)。這次活動帶給我的不僅是榮譽(yù)，更是動手能力的培養(yǎng)，是科學(xué)與生活的兼容，也讓我充分懂得了科學(xué)的重要性?？茖W(xué)看起來高深而遠(yuǎn)大，卻充盈在我們生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴中。了解科學(xué)，學(xué)習(xí)科學(xué)，奉身科學(xué)，這是多么偉大的一件事！我很開心能在這次暑假參與了哈爾濱工程大學(xué)的科學(xué)營活動，它讓我懂得了科學(xué)，并為之沉醉。讓知識助力夢想！讓科技創(chuàng)造未來！我們都是未來科學(xué)的希望！”

哈爾濱工程大學(xué)分營

林同學(xué)