青少年机器人技术与实践

 

依据课程青少年正处于智力的开发阶段，对新事物的接受和学习吸收能力比较强，机器人教育是时代要求，融合了造型、智能、电子、机器、传感器等多项先进技术，体现了未来科技发展的大趋势，通过青少年机器人教育，能够拓宽孩子的知识领域，从小就有开阔的眼界，提高创新性思维和操作能力，培养团队合作意识。

 

一、基本信息

 

课程编号：CZXX049

课程类别：技术类

授课教师：王平

授课对象：初中和高中1-2年级学生

开课学期：2021-2022年第二学期

开课学分：2学分

指定教材：无

参考教材：《Arduino开发从零开始学》，宋楠 韩广义，清华大学出版社，2018年

《VEX机器人程序设计与竞赛指南》，韩恭恩，人民邮电出版社，2019年

《乐高机器人设计技巧》，人民邮电出版社，2018年

 

二、培养目标

 

为全面贯彻落实《中共中央国务院关于全面加强新时代大中小学劳动教育的意见》和教育部《大中小学劳动教育指导纲要（试行）》通知等文件精神，构建德智体美劳全面培养的教育体系，结合我校创新型人才培养目标，深入推进劳动教育课程建设，切实提高人才培养质量，结合生产劳动中的新技术体验与应用，从四个维度充分理解和把握劳动教育目标，分别是：塑造劳动价值观，提升劳动素养，践行劳动方法，培养劳动习惯。

 

三、教学要求

 

掌握一门编程软件，掌握各种传感器模块的作用和使用方法，使用结构零件结合各种传感器模块搭建出具有指定功能的结构，通过软件编写程序，完成机器人的创作。

 

四、课程主要内容

 

第一学期(以课时表格的形式呈现)

1．认识与编程软件和传感器模块

2．RGB呼吸灯模块控制

3．按键开关模块控制

4．蜂鸣器模块（有源和无源）控制

5．超声波传感器模块控制

6．倾斜开关模块控制

7．灰度传感器模块控制

8．设计制作“神秘的盒子”

9．设计制作“神秘的盒子”

10．答辩

 

第二学期(以课时表格的形式呈现)

根据教育部白名单赛项的规定，以小组形式创作机器人作品。

 

五、教学原则

 

对生活有自己的主动思考，在团队协作中有以身作则的影响力，可以通过主动获取信息灵活解决问题和适应当下的环境(目标感、责任感及个人更新的能力)。

面对问题，基于个人知识体系和目标快速思考解决方案和联合他人，以想象力和好奇心为驱动力，展现出强大的执行能力，和团队一起完成目标(整体思维模式和行为模式)。

实践创新：基于生活问题，从产品思维、工程实践的角度考虑解决方法并联合团队形成基础可实用的产品，基于比赛规则通过创造性地工程实践设计高效解决问题，基于项目的探索中贯穿通信技术、信息技术、数学、物理等知识。

 

六、教学方法

 

课堂教学上采用「5E 学习」「PBL 教学」「赛课结合」等多种教学模式相结合的混合教学法，此外学生可以在课堂上学习实践之外，又可以在网站上看到机器人教学视频，既可以让不同知识与技能领域形成互补，又让分层次和差异化教学得到落实。

从人工智能与机器人相关知识切入，培养孩子对工程以及技术研究的兴趣，让孩子与真实世界建立连接，学习在产品制造、工程研发、对战竞赛背后的技术原理和应用场景。

 

七、测试评估

 

本课程的学生成绩评定由平时成绩、作品创作和答辩三部分构成。所占比率为平时占30%，作品创作占50%，答辩占20%。

平时成绩包括“课堂参与、课堂纪律、上课出勤”等。