中小学教育机器人

让智能机器人教育进入中小学

让智能机器人教育进入中小学

Promote Intelligent Robot Education in

Secondary and Primary Schools

徐爱平* 沙有威**

*北京市青少年科技馆 E-mail：aipingxu@

**北京景山学校 E-mail：shawei@

1 引言

百年大计，教育为本。根据认知心理学等研究表明：兴趣、自学能力、动手能力、创造能力、协作能力、挑战精神、信念、意志力等影响人一生成就的内在素质的最佳培养期是在小学和中学。在这个期间，我们以什么内容、什么形式、什么方法、什么手段面向全体中小学生实施素质教育，以达到人才素质整体提高的目的，这是我国教育面临的一个历史性课题。在世纪交替之际，我们非常庆幸有这样一个平台能使学生比较全面综合地了解现代工业设计、机械、电子、传感器、计算机软件、硬件、人机交互、人工智能等诸多领域的先进技术，并亲身接触和体验现代高新技术，在学生获得科技知识和实践能力的同时，激发他们的创新意识和创造发明的潜能，这个平台就是——智能机器人。 2 智能机器人教育进入中小学的意义

智能机器人技术涉及多门学科，是一个国家科技发展水平和国民经济现代化、信息化的重要标志。因

中小学智能机器人课程指导意见(试行)

中小学智能机器人课程指导意见（试行）

智能机器人是现代技术特别是信息技术发展的综合体现，是中小学技术课程和综合实践课程的良好载体。

中小学智能机器人课程的主要任务

培养学生对智能机器人的兴趣，让学生了解和掌握以智能机器人为载体的通用技术与信息技术的基本知识和技能，了解技术的发展及其应用对人类生活和科学的深刻影响。通过智能机器人课程培养学生良好的信息素养、创新精神和实践能力。教育学生正确认识和理解技术与文化、伦理和社会等问题，树立正确的技术观。

中小学智能机器人课程的主要特点

智能机器人在中小学既不是一门学科也不是一门独立开设的课程。随着科学技术的发展和课程改革的深入，智能机器人的教学内容将渗透到越来越多的中小学校的多门课程和课外科技活动中，成为这些课程或活动的重要组成部分。中小学智能机器人课程的主要特点是：

1．创新性 智能机器人的研发与应用，虽然已有一段较长的历史，但其快速发展与较大范围的普及则是近几年的事情；智能机器人作为教学内容进入中小学，无论国内还是国外，目前都处于起步阶段；不能简单地把现有的工业机器人或玩具机器人引入中小学，研发制作具有良好适用性的中小学教学用机器人本身即具有创新性；中小学智能机器人教学的主

第二届全国中小学机器人教学展评

机器人教学评占教案

1、《机器人卫士》教学设计

…………………………浙江省嘉兴市实验小学 陆志刚 2、奔跑吧，助力车

………………………天津南开区科技实验小学 姚湘君 3、不会碰坏的机器人

………………………四川省宜宾市人民路小学 向华 4、考古探秘——机器人的前进与后退 ……………………………山东省济南育文中学 5、足球机器人的热身训练

………………………………山东省肥城实验小学王洋 6、机器人课程设计：小伙伴咱们一起走

…………………辽宁省大连市中山区葵英小学 于向阳 7、《机器人去哪儿？》教学设计

………………………江苏省南京市琅琊路小学 王蕾 8、机器人小助手之模拟推窗任务

…………………………湖北省武汉市武汉小学 康宁 9、前进！智能车

……………………黑龙江省哈尔滨市铁岭小学 蒋靖 10、《机器人的眼睛——超声波传感器》教学设计 …… ……………………河南省开封市二师附小刘冕 11、循迹机器人 …………北京理工大学附属小学梁潆

1

董皓

第二届全国中小学机器人教学展评

12、机器人直行

………………………安徽省铜陵市东方红小学 陈浩 13、《机器人穿越浮桥》教学设计

………………………浙江省杭州市

第二届全国中小学机器人教学展评

机器人教学评占教案

1、《机器人卫士》教学设计

…………………………浙江省嘉兴市实验小学 陆志刚 2、奔跑吧，助力车

………………………天津南开区科技实验小学 姚湘君 3、不会碰坏的机器人

………………………四川省宜宾市人民路小学 向华 4、考古探秘——机器人的前进与后退 ……………………………山东省济南育文中学 5、足球机器人的热身训练

………………………………山东省肥城实验小学王洋 6、机器人课程设计：小伙伴咱们一起走

…………………辽宁省大连市中山区葵英小学 于向阳 7、《机器人去哪儿？》教学设计

………………………江苏省南京市琅琊路小学 王蕾 8、机器人小助手之模拟推窗任务

…………………………湖北省武汉市武汉小学 康宁 9、前进！智能车

……………………黑龙江省哈尔滨市铁岭小学 蒋靖 10、《机器人的眼睛——超声波传感器》教学设计 …… ……………………河南省开封市二师附小刘冕 11、循迹机器人 …………北京理工大学附属小学梁潆

1

董皓

第二届全国中小学机器人教学展评

12、机器人直行

………………………安徽省铜陵市东方红小学 陈浩 13、《机器人穿越浮桥》教学设计

………………………浙江省杭州市

Arduino开源机器人

一:判断题（每小题5分）

1:在Scratch中，通过“广播”和“当收到广播”实现角色转换。

A:对 B:错

答案：A 错误

2:变量是指在程序运行过程中其值会变化的量，变量可以直接使用，不必预先定义。

A:对 B:错

在Scratch中如果使角色碰到边缘反弹不颠倒

答案：B 错误

3:Scratch中的默认角色是一只可爱的小猫，我们也可以通过右下区域的新增和删除角色来实现角色的更换。

A:对 B:错

答案：A 错误

4:随机数，就是随机产生的、无规则的数，在Scratch中，只需调用随机选择部件便可产生随机数。

A:对 B:错

答案：A 错误

5:循环结构是程序设计中的三种基本结构之一，在循环结构中重复执行的程序段叫做循环体。

A:对 B:错

答案：A 错误

二:单选题（每小题5分）

6:在Scratch中，__________部件用来为角色设置不同的外观效果。

A 动作 B 外观 C 控制 D 画笔 A B C D

答案：C 错误

7:舞台是创作、演示程序的场地。舞台宽__________个单位，高360个单位。舞台的中间位置为坐标原点(X=0,Y=0)

Arduino开源机器人

一:判断题（每小题5分）

1:在Scratch中，通过“广播”和“当收到广播”实现角色转换。

A:对 B:错

答案：A 错误

2:变量是指在程序运行过程中其值会变化的量，变量可以直接使用，不必预先定义。

A:对 B:错

在Scratch中如果使角色碰到边缘反弹不颠倒

答案：B 错误

3:Scratch中的默认角色是一只可爱的小猫，我们也可以通过右下区域的新增和删除角色来实现角色的更换。

A:对 B:错

答案：A 错误

4:随机数，就是随机产生的、无规则的数，在Scratch中，只需调用随机选择部件便可产生随机数。

A:对 B:错

答案：A 错误

5:循环结构是程序设计中的三种基本结构之一，在循环结构中重复执行的程序段叫做循环体。

A:对 B:错

答案：A 错误

二:单选题（每小题5分）

6:在Scratch中，__________部件用来为角色设置不同的外观效果。

A 动作 B 外观 C 控制 D 画笔 A B C D

答案：C 错误

7:舞台是创作、演示程序的场地。舞台宽__________个单位，高360个单位。舞台的中间位置为坐标原点(X=0,Y=0)

文档介绍了机器人三原则以及机器人定义,更重要的展示人员机器人对应关系,方便我们直观认识到机器人相关知识。

机器人常识

机器人的定义

机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器

机器人构成 机器人的能量 人需要从吃的食物中吸收能量，而机器人却只吃“电能”。因此，一般的机器人都是使用可充电电池。 机器人的大脑 机器人和人一样需要有大脑来控制机器人的动作。就像电脑中的CPU一机器人三原则

1. 机器人不应伤害人类；

2. 机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外；

3. 机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外。

样，在机器人身上也有它自己的CPU，在这里我们称为微控制器。 别看芯片小，它可是在机器人中控制所有动作的关键。它收集周围环境的信息，并根据收集到的环境情况向执行机构发出命令，驱动机器人完成各种功能。 机器人的身体结构 我们要让机器人平稳地行走，还要设计它的身体结构，也就是机械结构。生活中有很多机器都有很巧妙的机械结构，比如脚一踩，自行车轮子就能

转起来；又如飞机正是模仿了鸟的流线形的身体结构，才能以庞大的身躯在天上飞而不掉下

中小学普及机器人文化的探索（结题报告）

日期：2007-9-18 出处：/~mrobot/ 阅读：4012次

“中小学普及机器人文化的探索”课题组

2003年12月

[内容提要]

智能机器人技术的发展和应用趋势表明，在上世纪末“计算机文化”已深入人心的基础上，“机器人文化”将在本世纪对社会生产力的发展，对人类生活、工作、思维的方式以及人类的意识形态产生无可估量的影响。

按照“教育要面向现代化，面向世界，面向未来”的要求，在中小学进行普及机器人文化的探索，开发机器人文化所蕴涵的丰富的教育资源，发掘机器人文化的教育功能和教育价值，对促进教育的改革和发展，对教师专业化发展，对中小学生整体素质的提高，对加快创新人才的培养，同时对促进我国机器人事业的发展，具有重要的现实意义和深远的历史意义。

本文对中小学普及机器人文化的必要性、可行性，中小学开展智能机器人教育的教师培训模式、课程教学模式、学校发展模式进行了初步的探索和思考。

一、国内外机器人文化教育发展概况

在人类文明的悠远长河中，对机器人的梦想和追求已有3000多年的历史。如今，人类进入了信息社会，信息技术的发展造就了有感觉、能思考、会决策的智能机器人，将人类和机器人的文化探索推向了前所未有的新高潮。

1997年第1

工业机器人技术发展现状

摘要：随着工业机器人的快速发展，其在汽车制造、机械加工、焊接、上下料、磨削抛光、搬运码垛、装配、喷涂等作业中得到越来越多的应用。本文通过分析国内外工业机器人技术和产业现状，了解了近代工业机器人的发展趋势；并以ABB公司为例，通过介绍其第7代新型工业机器人产品——IRB6700系列，对当代工业机器人的发展进行了了解。

关键词：工业机器人、现状、ABB、IRB6700系列

0．前言：

工业机器人是综合了计算机科学技术、机械工程技术、电子工程技术、信息传感器技术、控制理论、机构学、人工智能学、仿生学等多学科而形成的高新技术。在国外工业机器人技术日趋成熟，其已经成为一种标准设备而在工业自动化行业广泛应用，从而也形成了一批在国际上较有影响力的工业机器人公司，工业机器人技术的发展水平也成为一个国家工业自动化水平的重要标志。

1．国内外工业机器人技术与产业现状

1.1国外机器人技术与产业现状

自从20世纪60年代开始，经过近六十年的迅速发展，随着对产品加工精度要求的提高，关键工艺生产环节逐步由工业机器人代替工人操作，再加上各国对工人工作环境的严格要求，高危、有毒等恶劣条件的工作逐渐由机器人进行替代作业，从而增加了对工业机器

广州优尼冲压有限公司

FANUC机器人相关教育

（二）

R-J3IB控制器装置

讲师：冯广生

2011-7-26

培训内容：

一、 控制箱的构成和功能； 二、 故障的追踪

三、 报警发生画面的使用； 四、 通过故障代码排除故障；

五、 通过保险丝的熔断追踪排除故障； 六、 通过LED的状态追踪排除故障；

1.1

控制装置的外观

外观和构成部件，因受控的机器人、各类选件的指定、应用而存在一定的差异。

图2.1(a)、(b)中示出R-J3iB的外观。

图2.1(c)、(d)、（e）中示出R-J3iB的内部部件的安装图。

操作箱 示教操作盘

R-J3iB控制装置

图2.1(a) R-J3iB（A-机箱）的外观

操作面板

示教操作盘

R-J3iB控制装置

图2.1(b) R-J3iB（B-机箱）的外观

FANUC Handy File 示教操作盘 风扇单元 再生电阻 伺服放大器 主板 电源单元 紧急停止 单元 变压器 RCC I/F单元 （限于S-900iB） 热交换器 风扇单元

图2.1(c) R-J3iB（A-机箱）的内部安装图

图2.1(d) R-J3iB（B-机箱）的内部