機(jī)器人校本課程教材(排版完成)(已修改)
2025-07-09 03:12 本頁面
【正文】 . .. . ..前 言在小學(xué)教育中，創(chuàng)新教育已經(jīng)被提到了前所未有的高度。在小學(xué)各門學(xué)科教學(xué)之外，一種新的教學(xué)手段正為創(chuàng)新教育注入了新的活力，這就是機(jī)器人教育。機(jī)器人教育，為學(xué)生聰明才智的發(fā)揮提供了一個(gè)展示的好機(jī)會(huì)。通過機(jī)器人的學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓學(xué)生了解掌握傳感器知識(shí)，結(jié)構(gòu)的搭建方法，各種部件的控制方法；引導(dǎo)學(xué)生逐漸形成編程的思想，掌握機(jī)器人的程序設(shè)計(jì)方法；在計(jì)算機(jī)上編寫程序，然后通過計(jì)算機(jī)和機(jī)器人的通訊技術(shù)，將程序下載到機(jī)器人的微處理器上，通過觀察機(jī)器人的運(yùn)行情況來調(diào)試、驗(yàn)證、反思、改進(jìn)。這里面涵蓋了計(jì)算機(jī)知識(shí)、數(shù)學(xué)知識(shí)、物理知識(shí)、結(jié)構(gòu)學(xué)知識(shí)等，這種多學(xué)科的綜合性、合作性學(xué)習(xí)，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)能力。因此，在中小學(xué)開展機(jī)器人教育有著重要的意義。課程理念一、課程基本理論（一）機(jī)器人特色課程教學(xué)總目標(biāo)（教學(xué)的三維目標(biāo)）：通過機(jī)器人課程的學(xué)習(xí)主要培養(yǎng)學(xué)生的興趣愛好、提升空間、邏輯思維能力，并從中獲得自我提升的價(jià)值取向。：通過課程的教學(xué)，讓學(xué)生從初步識(shí)別一些積木零件名稱，到拼裝動(dòng)手組裝機(jī)器，再到學(xué)習(xí)編程，再遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人操作。：通過課堂教學(xué)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)機(jī)器人的基礎(chǔ)理論知識(shí)并能夠把基礎(chǔ)知識(shí)運(yùn)用到課堂實(shí)踐中來。（二）機(jī)器人特色課程教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：組裝機(jī)器零件、編輯程序。難點(diǎn)：在學(xué)習(xí)中如何獲得自我成就感，提升空間、邏輯思維能力，并從中獲得自我提升的價(jià)值取向。（三）機(jī)器人特色課程培養(yǎng)方向（從學(xué)生角度），激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，為今后的機(jī)器人學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。，加強(qiáng)學(xué)生合作交流，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)精神，既要表現(xiàn)好個(gè)體的水平，也要有體現(xiàn)群體的意識(shí)，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作的精神。，要有耐心，持之以恒，進(jìn)而促進(jìn)人格完善。，讓學(xué)生多動(dòng)手、多動(dòng)腦、促進(jìn)學(xué)生的心智健康發(fā)展。 。目 錄第一課 認(rèn)識(shí)機(jī)器人第二課 機(jī)器人的種類及其發(fā)展第三課 舞蹈教學(xué)常用術(shù)語與基本功練習(xí)第四章 EV3軟件系統(tǒng)第五章 機(jī)器人傳動(dòng)結(jié)構(gòu)第六章 機(jī)器人受控移動(dòng)第七課 使用傳感器轉(zhuǎn)向第八課 沿線前進(jìn)第九課 太空挑戰(zhàn)——激活通信第十課 太空挑戰(zhàn)——集合您的隊(duì)員第一課 認(rèn)識(shí)機(jī)器人各國科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的定義都有所不同，而且隨著時(shí)代的變化，機(jī)器人的定義也在不斷發(fā)生變化。中國的科學(xué)家們把機(jī)器人定義為：“機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，而且其具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力、協(xié)同能力等，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器?！币?、機(jī)器人的基本的機(jī)能機(jī)器人作為一種具備一定智能的自動(dòng)化機(jī)器，有如下3個(gè)基本的機(jī)能：: 人們可以用手拿東西和用腳踢球，我們可稱之為動(dòng)作器官。: 動(dòng)物可以用耳朵聽見聲音，蝸牛的觸須碰到硬物就會(huì)收縮，我們可稱之為感應(yīng)器官。 : 從家里到學(xué)校通常都有幾條路可以到達(dá)，同學(xué)們卻通過大腦及其思維能力找到最近的一條路，我們可稱之為思維器官及其思想。二、機(jī)器人構(gòu)成的基本條件六自由度機(jī)械手的手臂是一種動(dòng)作器官人類是地球上最高級(jí)、最聰明的動(dòng)物，基本條件是因?yàn)槿祟愒诼L的進(jìn)化過程中不但擁有了復(fù)雜的、完美的身體結(jié)構(gòu)，而且還擁有了發(fā)達(dá)的大腦。那么機(jī)器人要發(fā)展成為優(yōu)秀的、高級(jí)的機(jī)器人也應(yīng)該具備相應(yīng)的條件條件一 —— 機(jī)械部件智能機(jī)器甲蟲的觸須是一種感應(yīng)器官正如人類的身體需由骨架和肌肉牽引才能完成一定的動(dòng)作一樣，機(jī)器人的身體和動(dòng)作表現(xiàn)也是由特定的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成的。在制作機(jī)器人的時(shí)候，我們不僅可以使用課堂上提供的拼裝套件，還可以選取身邊隨手可得的各種材料作為機(jī)器人的加工原料。例如：木板、金屬板、塑料板、有機(jī)玻璃板，還有像螺絲、螺帽那樣的各種各樣的五金緊固件。只要我們?cè)谌粘Ｉ钪辛粜挠^察身邊的各種機(jī)械設(shè)備的動(dòng)作，例如縫紉機(jī)、變速自行車、起重機(jī)、挖土機(jī)等等，相信一定能受到良好的啟發(fā)，從而設(shè)計(jì)出能滿足我們自己功能需求的機(jī)械結(jié)構(gòu)。條件二——感應(yīng)和動(dòng)作電子部件一個(gè)真正擁有智能的機(jī)器人通常都需要具備一定的感知能力，具有感知能力的電子器件我們通常又稱之為傳感器，顧名思義，這類器件具備了“傳”遞“感”應(yīng)信息到機(jī)器人的大腦的功能。和人的感覺器官——眼、耳、舌、鼻、皮膚分別對(duì)光線、聲音、味道、氣味、觸碰、氣溫起感應(yīng)作用一樣，構(gòu)成機(jī)器人的電子傳感器也是按功能分類的，例如光源傳感器、聲音傳感器、氣體（煤氣、煙霧）傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器等等；它們的靈敏度和感應(yīng)范圍甚至超越了人的感知界限，例如電子指南針、紅外線傳感器等。因此，在我們?cè)O(shè)計(jì)機(jī)器人的時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，選用合適的電子傳感器件。條件三——機(jī)器人的大腦機(jī)器人的大腦可稱之為RCU(robot control unit),RCU就好象一臺(tái)微型的家用電腦，它可以執(zhí)行程序指令，并向具體動(dòng)作器官發(fā)出相應(yīng)的動(dòng)作信息。條件四——機(jī)器人的思想智能機(jī)器人盡管具備了以上的感應(yīng)、動(dòng)作和大腦器官，但它們只是讓智能機(jī)器人有了個(gè)軀殼，機(jī)器人的大腦（RCU）初期是完全空白的，像初生的嬰兒一樣。需要我們用學(xué)到的編程知識(shí)，按照我們的意圖編寫出特定的程序，灌輸給它后才能變成真正具備智能的大腦
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