初中电脑机器人VEX项目训练与比赛实践研究*

◆黄华林

在VEX项目竞赛实践中以科学训练、能力培养、心理辅导为抓手，形成一套独有特色的方案、策略，对学生实施有效训练与比赛，取得不错的成绩。

1 问题背景

笔者从2009年连续4年辅导初中学生参加电脑机器人VEX项目比赛，多次在省、市级比赛中获奖，并在2012年获得第十二届中国青少年机器人大赛VEX项目初中组金牌（机器人大赛共有5个项目，VEX是其中一个项目，每个项目分小学、初中、高中三个组别）。VEX项目有个特点就是每年都会更换不同的比赛主题，均采取“市—省—全国”层层选拔的比赛形式，每个层次第一名才能晋级下一层次的比赛。参赛选手大都是以初一、初二学生为主，因此每年都会有新选手参加比赛，这使比赛结果充满不确定性。

学校在此项目中虽然取得较好成绩，但要想在一段时期内保持优势还是有很大的难度，需要把“新选手筛选，学生VEX项目知识、能力培养、心理素质训练等各方面因素处理好，有科学理论指导与实践经验相结合的有效训练方案、策略才具有可能性”。

2 问题分析

比赛主题不断变化的因素分析 VEX项目每年都会更换不同比赛主题，比赛规则也是全新的，每个参赛队伍都要根据新规则重新设计比赛机器人。对所有参赛队伍而言每年比赛都是新的竞争，因而每年比赛名次都会不同，如近四年广东省第一名分别来自不同学校。

比赛选手不断更替的因素分析 以学校近四年参赛学生为例，均以初一、初二学生为主体，初三学生有升学压力一般都不会参加比赛。由于每个学生心理素质、综合能力、习惯养成存在很大差异，当参赛选手每年发生更替变化时，一旦后续学生不能接班将对比赛成绩有很大影响。

3 解决问题策略

针对以上问题，笔者在几年的实践中以系统整体原理为指导[1]，把学生训练、比赛中各相关因素看作一个有机整体，以科学训练、能力培养、心理辅导为抓手，形成一套完整的方案、策略，对学生实施有效训练与比赛。训练方案一年一个循环，每年不断完善总结，每个循环又分几个阶段进行。

前期阶段在初一新生中对VEX项目感兴趣的学生进行两个月理论知识学习与简单机器人搭建培训，在学习过程中去发现适合本项目竞赛选手；中期阶段对新老选手进行复杂机器人搭建与实战训练，主要对比赛所需的各种能力、行为习惯培养（大约半年）；后期阶段即每次赛前对学生进行心理辅导与比赛战术策略学习（大约两个月）。每次赛后（市—省—国家选拔赛）认真总结经验教训。

4 具体实施措施

每年在初一新生中进行人才选拔是开展VEX项目的基础 我国很多优秀体育项目如乒乓球与羽毛球能够几十年长盛不衰的发展，一条很重要的经验就是注重年轻选手梯队建设培养。我们每年都很重视对后续人才培养，使本项目能够良性循环发展。如每年对新初一学生进行机器人图片展览与视频观看，学生通过观看视频与图片，在心里产生荣誉感，激发学生兴趣爱好，然后召集有兴趣的学生做简单的游戏竞赛与理论知识培训，再慢慢从易到难进行机器人搭建与实操训练，在学习培训过程中去发现优秀选手。

比赛战术策略练训与学生能力培养是VEX项目的重点与难点

1）从简单到复杂的技巧训练是VEX项目的基本要求。不管每年VEX项目竞赛主题、比赛规则、机器人构造、功能如何变化，其共同之处都是机器人去拾取得分物品投放到得分处，双方在120秒钟比赛后进行计分决定胜负，因此每年都需要从机器人拾取得分物品开始做基本技巧训练，从简单技巧训练慢慢过渡到复杂的综合训练。如开始同一时刻做一个动作过渡到两个动作，最后要求同一时刻做三个动作。

2）科学训练方法与有效战术策略打法是比赛获胜的保证。要想学生以最有效的方式掌握VEX项目运动技能和表现运动技能，必须有各种科学训练方法，并把训练效果不断强化，形成有效的战术策略打法。

①时间知觉训练法（运动心理学术语，时间知觉为选手对时间长短、快慢、节奏和先后次序关系的反映，本研究借用此概念就是要训练学生的时间节奏感，为有效地运用技能、战术、策略打下基础）。学生如何在120秒比赛时间内有效运用进攻与防守的战术策略，避免在比赛中稀里糊涂混战一场，就需要在平时加强时间知觉训练。把120秒钟分成4段，每30秒一段，训练时每过一段就播报一次，以便在学生头脑中逐步建立时间知觉概念，在比赛中选手就能在不同时段内灵活采取各种战术策略进行比赛。

②运动回忆法。在紧张刺激比赛过程中，选手经常会脑子缺氧，记忆一片空白，赛前形成的运动技能、战术策略都有可能失效，造成这种原因是平时没有加强运动回忆训练。在每次训练后自觉回忆每个时段的运动技能、战术、策略等要素，不断反复训练就能在大脑皮层建立巩固的运动定性，使运动技能、战术、策略转变为自动化。在比赛中头脑就会有清晰的步骤程序，已形成的运动技能、战术策略就像自动程序一样按部就班地执行。

③录像法。在平时训练中与运动回忆法配合使用，借助录像回放，对训练中的优、缺点做一些详细标记，以待日后逐步改善。

在比赛中为了参考对手战术策略，使用录像法可以及时对对手有个比较全面清晰的了解，然后针对对手战术策略采取更好的遏制方法进行比赛。

④模拟对手的多种战术策略法。针对不同的假想对手，设计不同的进攻、防守战术策略进行多次模拟演练，在比赛中就能根据不同对手灵活采用各种有效的战术策略。

⑤因素干扰法。比赛中会有各种可控制与不可控制因素干扰比赛[2]89，尽量模拟比赛赛程混乱、裁判不公、场地不规则、机器人出故障等干扰因素，训练学生碰到任何干扰因素都能在较短时间内冷静分析问题，准确判断，做出合理的决策，努力使比赛朝着有利于自己方向前进。

3）注重学生各种能力培养是比赛获胜的关键。VEX项目每队由一个指挥官与两个操作手组成，每人各司其职，相互配合形成一个合作团队才能在比赛中取得胜利，根据分工不同，每个角色能力培训重点也不相同。

指挥官有时候是一场比赛成败的关键，指挥得当，操作手进攻与防守都会有序进行，指挥混乱，比赛就会变成毫无章法的混战，作为一名指挥官应具备以下几种能力：

①掌控比赛大局能力。在比赛中操作手因为紧张与个人精力有限，只会较多的关注单个机器人进攻与防守，对整个比赛场面可能欠缺全面的判断，所谓当局者迷，旁观者清，指挥官就是要充当旁观者清的角色，要根据比赛场面进行合理判断，指挥己方两个操作手进行有效的进攻与防守。指挥官在平时训练中就要不断加强指挥控制比赛的能力。

②精诚团结的团队合作能力。VEX项目比赛中每个人发挥都至关重要，一个人失误都会导致一场比赛的失利，因此三人通力合作非常重要。尽量少犯错误，但一旦出现问题，不能相互埋怨，要抱着出现问题，共同解决问题原则，共同承担失败与胜利，有良好的集体主义精神与荣誉感。

操作手是比赛的灵魂，比赛进攻与防守全靠操作手去完成，作为一名操作手应具备以下几种能力。

图1 流程图

①情绪控制能力。每个操作手在比赛中都会紧张，这是选手在比赛环境下产生一种生理、心理条件反应，每个人反应强烈程度不同在于对情绪控制能力的强弱。因此在平时训练时要加强情绪控制训练，如学会深呼吸做放松运动，尽量使自己心跳恢复到正常水平，放下多余思想包袱，学会轻装上阵。

②临场应变能力。在比赛中的环境、对手、裁判、比赛器材损耗等都是不可控制的外部因素，对比赛有重要影响，因此在平时要对这些不可控制的外部因素做应变能力训练，学会在比赛中以不变应万变，坚持自己的既定战术策略，现场活学活用，对赛场中发生任何事情都能冷静处理。

③动手与动脑能力。VEX比赛完全靠学生自己去处理遇到的任何问题，比赛中机器人的软件、硬件出现问题要及时分析判断、及时修理、解决问题，在平时一定要养成独立自主检查机器的习惯与修理机器的能力。

4）规范训练、比赛流程环节，细节决定成败。平时训练中注重流程环节及每个细节的处理，才不会在比赛中由于心情紧张而因为一个小细节问题导致比赛失利。我们在这方面有个沉痛教训，在2010年省赛决赛中，学生由于心情紧张而忘记插比赛晶振导致比赛输了。最好的做法就是训练当比赛，比赛当训练，严格按照比赛中每个流程环节去做，注意其中每个细节问题，如此反复，把这种做法固化成一种习惯，学生在比赛中就不会慌乱，做好细节离成功就不远了。

做好每次赛前心理辅导工作确保学生在比赛中能稳定发挥

1）比赛选手的生理、心理现象。正式比赛时选手在特定环境中生理、心理上都会承当高负荷。生理上表现为心跳加快、呼吸急促、手心出汗、手脚僵硬冰凉、肠胃痉挛、脑子缺氧导致精神恍惚、脑子一片空白[2]。在心理上表现为思想负担过重、过于担心比赛结果、想赢怕输。结果在比赛中精力不集中，自信心不足，心情过于紧张，发挥失常莫名其妙地输得一塌糊涂。比完赛后心情却异常轻松，在比赛过程中发生的生理、心理现象完全消失。

2）原因分析。

①心理素质不过关，抗压力差，容易受到比赛场地环境、人员等因素影响。

②思想在作怪，看到强队就怕输，看到弱队就轻敌，没有竞争意识。

③情绪容易失控，带着不良情绪比赛为失败打下伏笔。

3）赛前做好心理辅导保证学生临场发挥正常。充分运用运动心理学知识对赛前学生进行各种心理辅导，使学生在比赛中有较好的心理素质，保证比赛临场发挥稳定。

①设置合理的竞赛目标。在整个比赛过程中（一个上午或一整天）注意情绪控制，不能赢一场就得意忘形，输一场就垂头丧气，不要过分紧张也不能太放松，做到打一场就忘一场，只关注下一场比赛就行，重过程轻结果。

②学会放松运动，通过暗示语做自生放松运动，如深呼吸、双手垂下、闭目养神、听听音乐等动作，降低中枢神经系统兴奋度，使心跳回复到正常水平，在比赛过程中做到心平气和。

③学会看比赛与参与比赛，以不变应万变，积极观察不同对手比赛技巧与战术策略，及时与队友商量对策，让每个队员在整个比赛过程中都保持良好的比赛竞技状态，即身体肌肉骨骼放松但头脑冷静思维敏捷。

以上做法都可以在赛前通过模拟比赛进行训练，测试学生的生理、心理成效，每次赛后进行总结再次强化训练。

5 研究结论及成效

形成科学有效的训练方案 在这几年从事VEX项目训练与比赛中，逐渐形成一套行之有效的训练方案，即新选手的培养与筛选——学生相关知识的学习——在实战中战术策略与能力的培养——赛前心理辅导——赛后总结完善方案—新学年再循环等步骤，流程图如图1所示。

取得丰硕的训练成果 此训练方案在这几年实践检验中显示较有成效，在国家—省—市各级比赛中都取得不错成绩，具体如表1所示。

表1

6 后续研究

学生参加比赛只是一种学习手段，提高他们整体综合素质才是目的，如何把训练与比赛中形成的能力转化迁移到学习中，有助于综合素质与学习的提高[3]，这是以后需要仔细研究探讨的问题。如2012届学生谢宇荣在初三中考化学考了100分，综合总分738，在升入重点高中后还继续玩VEX项目。他说，通过参与VEX项目使他的学习能力有很大提高，初一、初二阶段可能不太明显，到初三才有所体现，有些能力是显性的，有些是隐性的，最大收获就是遇事应变能力大大增强了。

[1]胡卫平.青少年科学创造力的发展与培养[M].北京:北京师范大学出版社,2003:32.

[2]张力为,毛志雄.运动心理学[M].上海:华东师范大学出版社,2004.

[3]洪显利.教育心理学的经典理论及其应用[M].北京:北京大学出版社,2011:333.