中小学机器人教学课程

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

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

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

小学机器人教学的思考

杭州市学军小学 王振华

本次研究的核心问题 问题一：为什么要教？ 问题二：用什么来教？ 问题三：怎样教？ 问题四：提高教学水平。

为什么要教？ 解读《面向学生的美国国家教育技术标准》 机器人进课堂的必要性

面向学生的美国国家教育技术标准

“在全球信息化一日千里的今天，学生 应该拥有什么知识和具备哪些能力才能有 效地学习和高效地生活……”——美国国际教育技术协会(ISTE)CEO Don Knezek博士

学习能力的提升创新与变革 交流与协作 研究能力

解决问题能力

信息意识和素养

技术操作

关键词 创新 批判性思维 协作 责任感 领导能力 推测可能性 数字化工具

机器人进课堂的必要性 智能机器人技术应用了信息技术中的 感测技术、传感技术、控制技术和施 用技术，是信息技术课程和相关科技 活动的良好载体，能够让学生充分发 挥想象力去设计各种智能装置，实现 自己的创意，提升信息素养。

用什么来教？ 机器人相关的教材 教学机器人的选择 机器人专业教室

机器人相关的教材

教学机器人的选择

杭州纳英特

广州中鸣

LEGO机器人 上海广茂达

虚拟机器人vs实体机器人

仿真机器人的方案 全3

《工业机器人》课程教学大纲

课程编号：0803701002

课程名称：工业机器人 英文名称：Industrial Robot 课程类型：专业任选课

总 学 时：32 讲课学时：24 实验学时：8 学 分：2

适用对象：四年制机械设计制造及其自动化专业、四年制机械电子工程专业。 先修课程：高等数学、线性代数、工程制图、机械工程材料、理论力学、材料力学、机

械原理、机械设计、电子技术、电工技术、机械制造基础、互换性与技术测量、液压与气压传动、机电传动控制、单片机原理及应用、自动控制原理等。

一、课程性质、目的和任务

工业机器人课程是机械设计制造及其自动化专业各专业方向的一门主要专业技术课，是一门多学科的综合性技术，它涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多学科的内容。其目的是使学生了解工业机器人的基本结构，了解和掌握工业机器人的基本知识，使学生对机器人及其控制系统有一个完整的理解。培养学生在机器人技术方面分析与解决问题的能力，培养学生在机器人技术方面具有一定的动手能力，为毕业后从事专业工作打下必要的机器人技术基础。

二、教学基本要求

本课

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

智能机器人课程设计

总结报告

姓 名： 组 员：

指导老师: 时 间:

一、课程设计设计目的

了解机器人技术的基本知识以及有关电工电子学、单片机、机械设计、传感器等相关技术。初步掌握机器人的运动学原理、基于智能机器人的控制理论，并应用于实践。 通过学习，具体掌握智能机器人的控制技术，并使机器人能独立执行一定的任务。

基本要求：要求设计一个能走迷宫(迷宫为立体迷宫)的机器人。要求设计机器人的行走机构，控制系统、传感器类型的选择及排列布局。要有走迷宫的策略（软件流程图）。对于走迷宫小车控制系统设计主要有几个方面：控制电路设计，传感器选择以及安放位置设计，程序设计

二、总体方案

2.1 机器人的寻路算法选择

将迷宫看成一个m*n的网络，机器人通过传感器反馈的信息感知迷宫的形状，并将各个节点的与周围节点的联通性信息存储于存储器中，再根据已经构建好的地图搜索离开迷宫的路径。这里可选择回溯算法。对每个网格从左到右，每个网格具有4个方向，分别定义。并规定机器人行进过程中不停探测前方是否有障碍物，同时探测时按左侧规则，进入新网格后优先探测当前方向的左侧方向。探测过程中记录每个网格的四个方向上的状态：通路、不通或未知，探测得到不同