樂高機(jī)器人課程介紹資料

1、會(huì)同縣青少年活動(dòng)中心,樂高機(jī)器人課程介紹,聯(lián)系人謝老師：手機(jī)：15211510869QQ：623367793常用郵箱：htyz126@126.com,,,樂高NXT機(jī)器人的基本零件圖,由上百種豐富多彩的積木，如板、塊、梁、軸、齒輪、連接件、輪子等組成。,,樂高零件多達(dá)上百種，可搭建模型與創(chuàng)意,樂高機(jī)器人的組成,各種功能的傳感器,觸動(dòng)傳感器,角度傳感器,光電傳感器,溫度傳感器,觸動(dòng)傳感器,光電傳感器,角度傳感器,聲音傳感器,超聲波傳

2、感器,,其中光電傳感器最常用，可用于尋軌跡，物品識(shí)別,樂高機(jī)器人的常用輸出設(shè)備,RCX馬達(dá),樂高燈,樂高蜂鳴器,內(nèi)置角度傳感器的NXT馬達(dá),機(jī)器人的大腦：一個(gè)功能強(qiáng)大的微型電腦(單片機(jī)）,上一代RCX機(jī)器人,新一代NXT機(jī)器人,利用樂高零件搭建的各種NXT機(jī)器蟲、人,樂高機(jī)器人的編程環(huán)境（語言）,1、機(jī)器人的思維：robolab，NXT Mindstorm,可以利用以上軟件控制機(jī)器人，比如控制機(jī)器人的行走路線、方式，機(jī)械手臂的動(dòng)作

3、等。,簡(jiǎn)單易學(xué)的樂高機(jī)器人課程,1、機(jī)器蟲走軌跡、記數(shù)2、避、越障礙、走迷宮3、機(jī)器蟲通訊、尋線接力4、步行、仿生機(jī)器人5、尋線搬運(yùn)、投籃機(jī)器人6、機(jī)器人貨物自動(dòng)分撿系統(tǒng)7、FLL工程挑戰(zhàn)訓(xùn)練（含概能源、交通、生命科技、食品安全）8、其它課程項(xiàng)目如：技術(shù)與設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、氣動(dòng)力,4、樂高課程開設(shè)的常規(guī)練習(xí)項(xiàng)目：,2、學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)知識(shí),渦桿與渦輪,離合齒輪,鏈條,樂高轉(zhuǎn)盤,差速器與輪軸,斜齒齒輪,皮帶與滑輪連接,簡(jiǎn)單的

4、萬向輪,齒輪組的傳動(dòng)比,迷你投石車,3、樂高NXT機(jī)器人搭建拓展,自平衡送藥機(jī)器人,太陽能履帶式坦克,機(jī)器狗,機(jī)械手臂,行走機(jī)器人,3、引導(dǎo)學(xué)生自主分析問題解決問題，進(jìn)行任務(wù)挑戰(zhàn)競(jìng)賽,分析場(chǎng)地和任務(wù)挑戰(zhàn)。選擇合適的傳感器和動(dòng)力輸出設(shè)備。分析出一個(gè)最適合完成任務(wù)的算法。用程序語言描述出算法。將編好的程序?qū)懭霗C(jī)器人大腦中。調(diào)試機(jī)器人并發(fā)現(xiàn)問題。根據(jù)出現(xiàn)的問題進(jìn)行程序、算法修改。,創(chuàng)意機(jī)器人,NXT機(jī)器人參與制作的皮影戲,機(jī)器人解

5、魔方,清潔、澆花機(jī)器人,智能教室：自動(dòng)水洗黑板，通風(fēng)控溫,醫(yī)生助手,,,2010生命科技,FLL挑戰(zhàn)任務(wù)之“機(jī)器人驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)”,機(jī)器人的動(dòng)力都是由馬達(dá)提供的，將輪子直接連接到馬達(dá)或通過齒輪、履帶、皮帶、鏈條連接到馬達(dá)。觀察生活中汽車、自行車（電動(dòng)）、摩托車、坦克、四驅(qū)越野車是如何產(chǎn)生動(dòng)力的。,馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng) （前驅(qū)、后驅(qū)）,四驅(qū)結(jié)構(gòu),六驅(qū)結(jié)構(gòu),提示：通過不同的連接方式，驅(qū)動(dòng)的效果會(huì)不同。,機(jī)械手臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),機(jī)械輔助

6、裝置,NXT機(jī)器人,FLL機(jī)器人的程式編寫,這個(gè)模塊右上角的字母表示馬達(dá)連接到NXT的哪個(gè)輸出端口。這個(gè)圖標(biāo)表示機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的方向。這個(gè)圖標(biāo)表示馬達(dá)能量。這個(gè)圖標(biāo)表示你設(shè)置馬達(dá)的延續(xù)特性是沒有限制、角度、圈數(shù)或者時(shí)間。,FLL機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽： 2008-破解能源,隨著全球能源需求的增長(zhǎng)，破解能源任務(wù)模型要求FLL參賽隊(duì)伍考慮現(xiàn)有的能源并提升能源利用率。必須考慮能源使用的各環(huán)節(jié)，包括能源產(chǎn)生、存儲(chǔ)，處理。14項(xiàng)任務(wù)包括：植樹、風(fēng)力發(fā)

7、電機(jī)、太陽能屋頂、衛(wèi)星、鉆井平臺(tái)、煤礦、能源工廠等。要求2分半鐘完成并按任務(wù)計(jì)分。,FLL機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽：2009-氣候影響,16個(gè)任務(wù),2.5分鐘內(nèi)完成，每個(gè)任務(wù)分值不同,難度不同 循序漸進(jìn),有任務(wù)完成級(jí)別，完成任務(wù)順序任意.,選擇研究氣候?qū)δ愕纳鐓^(qū)是如何影響的，給出基于信息的解決方案，解決本地、全球的氣候問題,FLL機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽：2010年智能交通,在一個(gè)模擬的環(huán)境中直接感受一輛裝有傳感器的智能小車在前往某個(gè)地點(diǎn)或運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候

8、，去避開碰撞，并在碰撞中逃生的過程，旨在通過這一活動(dòng)激發(fā)青少年對(duì)交通問題的興趣，引發(fā)他們對(duì)改善交通運(yùn)輸?shù)囊庾R(shí)。要求機(jī)器人在150秒內(nèi)完成11項(xiàng)機(jī)器人挑戰(zhàn)任務(wù)，如目標(biāo)點(diǎn)、黃色橋面、車輛共享、交通標(biāo)記、圓環(huán)、警示塔、感應(yīng)墻、車輛碰撞測(cè)試、單乘客固定測(cè)試、多乘客安全測(cè)試。,,FLL機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽：2011-生命科技,是在一個(gè)模擬的環(huán)境中直接感受醫(yī)生和醫(yī)學(xué)博士克服重重困難、利用各種工具，將患有不同疾病的病人治愈，讓生命得以繼續(xù)。 要求機(jī)器人在

9、150秒內(nèi)完成14項(xiàng)挑戰(zhàn)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)都有相應(yīng)的分?jǐn)?shù)，完成動(dòng)作越多，得分越高。旨在通過這個(gè)活動(dòng)激發(fā)青少年對(duì)生物醫(yī)學(xué)的興趣，引發(fā)對(duì)改善醫(yī)療科技意識(shí)，為未來的生命科學(xué)技術(shù)提供自己的想象力。,自動(dòng)配藥,骨骼修復(fù),剔除壞死細(xì)胞,通過思維控制事物,部分任務(wù)圖示,,示例：任務(wù)完成計(jì)分方法,FLL機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽：2012-食品安全,民以食為天，在食品生產(chǎn)、加工銷售等眾多環(huán)節(jié)中，隱藏著許多不安全因素，應(yīng)該引起我們對(duì)食品安全問題的足夠重視！在“食品安全

10、”機(jī)器人比賽中，你的機(jī)器人的任務(wù)是提醒人們?cè)谶M(jìn)食之前避免和處理污染。共有:收獲玉米、捕魚、匹薩和冰淇淋、運(yùn)送新鮮農(nóng)產(chǎn)品、掌握烹飪時(shí)間、控制儲(chǔ)藏溫度、清除有害生物、冷藏運(yùn)輸、消毒洗手除菌、保護(hù)有益細(xì)菌等15個(gè)任務(wù)，并分小學(xué)、初中、高中三個(gè)組進(jìn)行比賽,,,全國(guó)FLL機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽現(xiàn)場(chǎng),基于樂高教學(xué)平臺(tái)的課程拓展,the course development with the LEGO education product,與中學(xué)生物課程整合

11、,與中學(xué)信息課程整合,三維教學(xué)目標(biāo),與中學(xué)數(shù)學(xué)課程整合,與中學(xué)物理課程整合,與中學(xué)化學(xué)課程整合,與中學(xué)勞技、通用技術(shù)課程整合,,,,,,,,,小學(xué)數(shù)學(xué)問題中的行程問題,孩子們可以通過機(jī)器人的檢測(cè)設(shè)計(jì)和檢測(cè)對(duì)起問題的意義理解更加深刻.經(jīng)典案例:K-12從一個(gè)州到另外一個(gè)州,估計(jì)時(shí)間,測(cè)試,繪制美國(guó)地圖.再例:制作火車站的站點(diǎn)時(shí)刻表.,行程性數(shù)學(xué)應(yīng)用問題,學(xué)生自己搭建立體模型,使用積木來測(cè)量幾何長(zhǎng)度.通過樂高零件來完成一些比較,測(cè)量

12、的問題教學(xué).,,幾何教學(xué),Barbara Bratzel,通過設(shè)計(jì)學(xué)物理Physics by design選擇并使用ROBOLAB軟件,RCX可控制積木塊，以及LEGO零件與8年紀(jì)的課程課程整合。在課程整合的基礎(chǔ)上,學(xué)生能夠去探索運(yùn)動(dòng),力,液體,功和能量.重點(diǎn)在工程上。 搭建并且設(shè)計(jì)更好地使學(xué)生能夠理解物理學(xué)概念和因素以及其它的一些.,第六部分：物理學(xué)活動(dòng)介紹 1.提高速度 2.停下來等行人 3.穿越線條4.旋轉(zhuǎn)你

13、的車輪 5.速度比賽 6.行動(dòng)反應(yīng)汽車 7.齒輪傳動(dòng)8.旋轉(zhuǎn)顏色 9.蝸牛步伐 10.斜面爬坡 11.登峰表演 12.繩索上的散步者13.LEGO 平衡 14.向上移動(dòng)它 15.一陣微風(fēng) 16.迅速地冷卻它 17.達(dá)到你的潛能,如何測(cè)量小車所受到的摩擦力呢？,角度傳感器不只能用來測(cè)量角度！,樂高教育平臺(tái)的廣闊性！可以開發(fā)出多種傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。,,小車的軸是與輪子一起轉(zhuǎn)動(dòng),軸,,,摩擦所產(chǎn)生的熱量會(huì)有

14、多大呢?,輪胎轉(zhuǎn)動(dòng),馬達(dá),,,溫度傳感器,,簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)是學(xué)生自主開發(fā)出的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),冷卻水,牛頓冷卻定理,什么樣的方法可一更快地冷卻水?,攪拌?吹風(fēng)?,攪拌機(jī),數(shù)據(jù)采集,儀器面版設(shè)計(jì),G語言,單擺,角度物理量在ROBOLAB軟件中數(shù)據(jù)處理后得到自己想要的物理量數(shù)據(jù),ROBOLAB軟件中提供各種你所需要的計(jì)算工具,化學(xué)教學(xué)拓展,C6H12O6,C6H12O6+ C6H12O6——H2O+ C12H22O11,,各種生物、化學(xué)分子模式,樂高

15、NXT機(jī)器人在中學(xué)物理、化學(xué)、生物教學(xué)方面的一些應(yīng)用,各地已建成的示范性樂高機(jī)器人學(xué)校,北京理工附小機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室,,,授課效果,鋼制講臺(tái)耐久實(shí)用可實(shí)物、電腦切換可外接筆記本銀幕升降+音箱控制,黑板+投影,,我們將來的樂高機(jī)器人課堂,科學(xué)與技術(shù)、WEDO幼兒機(jī)器人課程,科學(xué)與技術(shù)課程（概覽）,我們將開設(shè)以下班級(jí)與相應(yīng)的課程,中級(jí)班（20課時(shí)，不少于50個(gè)活動(dòng)案例） 樂高NXT機(jī)器人課程與科學(xué)技術(shù)課程初級(jí)班（ 20課時(shí)，不少

16、于14個(gè)活動(dòng)案例） 樂高WEDO幼兒教育機(jī)器人課程以上共兩個(gè)班（每班18人，2~3人一組）小班教學(xué)，9人可開課，采用無網(wǎng)絡(luò)教學(xué)法,招收對(duì)象,小學(xué)三年級(jí)到中學(xué)九年級(jí)的同學(xué),培訓(xùn)時(shí)間,寒暑假（分上下旬各一次培訓(xùn)）平時(shí)周末（每周六晚或周日下午）,收費(fèi)參考,每課時(shí)15~20元（外地收費(fèi)30~80元一課時(shí)）,文摘,隨著人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，全世界范圍內(nèi)掀起了一股智能機(jī)器人競(jìng)賽的熱潮。近幾年，我國(guó)尤其是南方先進(jìn)省份機(jī)器人競(jìng)賽非常盛行，許

17、多大學(xué)院校，中小學(xué)都開始利用機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)來促進(jìn)信息技術(shù)教育及培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手制作的能力，比賽使至今許多人認(rèn)為可望不可及的機(jī)器人世界走向我們的生活，同時(shí)對(duì)培養(yǎng)信息時(shí)代所需要的人才起到了非常重要的作用。人們已逐步認(rèn)識(shí)到，在信息技術(shù)教育中滲透機(jī)器人學(xué)科知識(shí)與機(jī)器人應(yīng)用前景方面的教育已勢(shì)在必行。 有專家預(yù)測(cè)，21世紀(jì)中期，人類社會(huì)將全面進(jìn)入以智能機(jī)器人為代表的智能時(shí)代。如同上世紀(jì)80年代計(jì)算機(jī)課程剛進(jìn)入中小學(xué)一樣，機(jī)器人課程也將以必修課、必選

18、課、選修課以及課外科技活動(dòng)等多種形態(tài)共存一段時(shí)期。展望未來，機(jī)器人全面進(jìn)入中小學(xué)課堂將成為不可逆轉(zhuǎn)的潮流。,文摘,機(jī)器人學(xué)科教育走進(jìn)課堂的必要性 專家指出：機(jī)器人不是一門學(xué)科，而是一個(gè)學(xué)科技術(shù)群。機(jī)器人的核心是智能技術(shù)，其外延則涵蓋了機(jī)械、電子、通訊、控制等多個(gè)學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域。我們根據(jù)基礎(chǔ)教育的教育目標(biāo)和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，選取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容，使青少年學(xué)習(xí)一點(diǎn)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，以培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和綜合實(shí)踐能力。

19、 機(jī)器人學(xué)科教育走進(jìn)課堂，絕不意味著要在中小學(xué)開設(shè)一門“機(jī)器人學(xué)”的新學(xué)科，或者單獨(dú)設(shè)立的機(jī)器人課程。目前，許多學(xué)校的做法是將機(jī)器人的知識(shí)與技能，以知識(shí)更新的方式納入已經(jīng)開設(shè)的《信息技術(shù)》、《通用技術(shù)》、《綜合實(shí)踐》等課程，更多的學(xué)校是以課外活動(dòng)和各種興趣班、培訓(xùn)班的模式開展機(jī)器人教學(xué)，在不增加學(xué)生學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)的情況下，取得了較好的效果。,愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師” 。樂高機(jī)器人將先進(jìn)的教育理念與自動(dòng)化控制技術(shù)相結(jié)合，通過“

20、做、玩中學(xué)” 提高學(xué)生興趣，培養(yǎng)與人合作的精神，極大拓展動(dòng)手實(shí)踐、交流能力和創(chuàng)新意識(shí)。中國(guó)的孩子普遍缺乏學(xué)習(xí)動(dòng)力，如果您的孩子厭學(xué)、孤僻、迷戀網(wǎng)游，不妨讓孩子加入我們的樂高小團(tuán)隊(duì)，他能引導(dǎo)孩子克服交流和學(xué)習(xí)障礙，通過科學(xué)探究體驗(yàn)成長(zhǎng)和快樂，并形成科學(xué)思想和正確的情感和價(jià)值觀，具有一定的社會(huì)責(zé)任感，從而端正自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)和樹立遠(yuǎn)大理想。,錢學(xué)森談科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng)問題,今天我們辦學(xué)，一定要有加州理工學(xué)院的那種科技創(chuàng)新精神，培養(yǎng)會(huì)動(dòng)腦筋

21、、具有非凡創(chuàng)造能力的人才。我回國(guó)這么多年，感到中國(guó)還沒有一所這樣的學(xué)校，都是些一般的，別人說過的才說，沒說過的就不敢說，這樣是培養(yǎng)不出頂尖帥才的。我們國(guó)家應(yīng)該解決這個(gè)問題。 你是不是真正的創(chuàng)新，就看是不是敢于研究別人沒有研究過的科學(xué)前沿問題，而不是別人已經(jīng)說過的東西我們知道，沒有說過的東西，我們就不知道。所謂優(yōu)秀學(xué)生就是要有創(chuàng)新。沒有創(chuàng)新，死記硬背， 考試成績(jī)?cè)俸靡膊皇莾?yōu)秀學(xué)生。,溫總理看望錢學(xué)森,,創(chuàng)意的

22、搖籃、快樂的天堂,樂高機(jī)器人先期的培訓(xùn),每個(gè)人都有童年的夢(mèng)想，兒時(shí)的我對(duì)未來世界也有著各種猜想……然而現(xiàn)實(shí)生活伴隨我的卻是無奈。兒時(shí)的夢(mèng)一直沒能實(shí)現(xiàn)，直到我遇到了“世界上最好的教育”樂高機(jī)器人，作為一名教育兼科技工作者，兒時(shí)的夢(mèng)想可以由學(xué)生們?nèi)?shí)現(xiàn)，因?yàn)樗梢詥l(fā)孩子的靈感，你所需要做到的就是如何讓學(xué)生在課堂中體驗(yàn)成功與快樂，在快樂的學(xué)習(xí)過程中學(xué)會(huì)去創(chuàng)造，并在歡樂氛圍中度過金色的童年，我想我能幫他們敲開快樂之門。經(jīng)過兩年的探索實(shí)踐，

23、發(fā)現(xiàn)采用樂高（LEGO）的拼裝機(jī)器人及教材進(jìn)行全新模式的教學(xué)，能提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，其積木化的搭建、圖形化的編程能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科技的強(qiáng)烈興趣和探索欲望,敬請(qǐng)老師和家長(zhǎng)訪問以下網(wǎng)址,樂高西覓亞官方網(wǎng)站 http://www.semia.com/教育部-樂高：技術(shù)教育創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃 http://www.legoinnovation.com/央視關(guān)于機(jī)器人教育培養(yǎng)創(chuàng)新能力的專題視頻 http://www.se

24、mia.com.cn/bbs/viewthread.php?tid=101 友情鏈接：長(zhǎng)沙樂高機(jī)器人高手俱樂部 http://blog.163.com/cslego_edu/,,千里之行,始于足下,21世紀(jì)人才必備的七大技能：批判思考與解決問題能力、.跨界合作與以身作則的領(lǐng)導(dǎo)能力、靈活與適應(yīng)力能力、主動(dòng)進(jìn)取和創(chuàng)業(yè)家精神 、 口語和文字溝通能力、評(píng)估和分析數(shù)據(jù)能力、好奇心與想象力。,聯(lián)