机器人校本课程纲要

机器人知识校本课程方案（0707稿）机器人知识的普及教育越来越受到社会和教育界的重视，各级各类机器人制作竞赛此起彼伏。

但是，机器人制作竞赛活动中出现的一些学生兴趣活动异化现象促使我们思考机器人制作活动在基层学校的发展方向问题；同时，本校在机器人制作方面的学生社团活动中投入的人力、物力不少，而受益学生并不多的现实，也需要我们思考是不是有必要继续这一做法；另外，本校信息科技课程全年段开设需要选择合适的学习内容以解决现行教材只有三年级一个年级的矛盾。

凡此种种，促使我们开始探讨将机器人基础知识的教育引入学科课程，对全体学生进行机器人基础知识启蒙教育的可能性。

经过一个多学期的思考、研究和准备，初步形成了以下校本机器人知识课程方案，并从2006学年度第一学期起在四年级信息科技课中试验性开设。

一．课程性质1．理念面向全体学生，普及机器人基础知识，拓展信息科技等技能操作类课程的学习内容，培养学生的动手能力和良好的思维习惯，不重技术重思路，不重成绩重过程，促进学生综合素质的提高。

2．定位1．校本课程：完全根据学校特定的环境、设施、师资、学生情况、课时限额等课程资源设计、开发与实施。

2．技能性课程：实践操作为主，知识介绍为辅，即要充分考虑小学生的接受能力和动手能力，以教育机器人的实际操控学习为主，而不能把教学重点放在机器人知识的介绍上，上成科普讲座课。

3．实验课程：小学机器人知识课程具有实验性质，不但教学内容、教材、教学方式、评价标准需要在实践中不断调整，课程方案本身也有待在实践中逐步修正完善。

4．课程行动研究的对象：在课程实施中进一步开发和研究课程，设计、开发和实施同步进行，通过课程行动研究完善课程设计，促进课程开发，优化课程实施。

3．发展首先在信息科技学科中开设，以后相机扩大到其它学科（劳动技术、拓展活动等课程）中，逐步建立成系列的校本机器人知识教育课程。

二．课程设置1．课程规划依据小学生的兴趣特点、认知水平和接受能力，将机器人知识课程的学习内容大致分解成机械搭建、程序控制和综合运用三个相对独立又循序渐进的部分，在不同年级、不同课程中实施教学。

一、引言机器人是一种能够自主执行任务的机械设备，它在工业、医疗、军事等领域发挥着重要作用。

随着科技的不断发展，机器人的应用范围也越来越广泛。

如何设计和制作一台高质量的机器人成为了一个备受关注的课题。

作为现代教育的一部分，机器人设计与制作已经成为了一项校本课程。

本文将探讨机器人设计与制作的相关内容，包括课程设置、教学内容、实践活动等方面，希望能够为相关教育工作者和学生提供一些参考和帮助。

二、课程设置1. 课程名称：机器人设计与制作2. 课程类型：校本课程3. 课程对象：高中生、大学生三、教学内容1. 机器人基础知识1) 机器人定义和分类2) 机器人的构成和原理3) 机器人的应用领域1) 机械结构设计2) 电子电路设计3) 控制系统设计3. 机器人制作实践1) 机器人模型制作2) 程序设计和编程3) 实际操作和调试四、教学方法1. 理论教学采用讲授、讨论、案例分析等教学方法，让学生掌握基础知识和设计原理。

2. 实践教学利用实验室和工作坊等场地，组织学生进行机器人制作实践，培养他们的动手能力和创新意识。

3. 项目实践组织学生参与机器人设计比赛、科技创新项目等活动，提升他们的综合能力和团队协作意识。

五、教学资源1. 教材采用国内外权威教材，包括《机器人技术基础》、《机器人控制工程》等。

2. 实验设备提供各类机器人零部件、传感器、电子元件等实验设备，保障学生的实践教学需求。

3. 指导教师聘请具有丰富机器人设计与制作经验的专业教师担任指导教师，保证教学质量。

六、课程评价1. 学生评价通过课程作业、实验报告、设计项目等形式，对学生进行综合评价，考察他们的学习成果和能力水平。

2. 教师评价教师对学生的学习情况进行跟踪和评价，及时发现问题并进行个性化指导，帮助学生解决学习困难。

3. 教学质量评估学校进行课程评估，对课程设置、教学方法、教学资源等方面进行评估，不断改进和提升课程质量。

七、结语机器人设计与制作作为一门校本课程，对学生的科学素养和创新能力有着重要的促进作用。

第一节 认识机器人教学目标：1、使学生了解机器人的概念2、让学生知道机器人的基本功能及机器人构成的基本条件 教学内容：各国科学家对机器人的定义都有所不同，而且随着时代的变化，机器人的定义也在不断发生变化。

中国的科学家们把机器人定义为：“机器人是一种自动化的机器，而且其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、协同能力等，是一种具有高度灵活性的自动化机器。

” 机器人的基本的机能机器人作为一种具备一定智能的自动化机器，有如下3个基本的机能：1.对外界产生作用: 人们可以用手拿东西和用脚踢球，我们可称之为动作器官。

2.获取外界信息: 动物可以用耳朵听见声音，蜗牛的触须碰到硬物就会收缩， 我们可称之为感应器官。

3.规划作业: 从家里到学校通常都有几条路可以到达，同学们却通过大脑及其思维能力找到最近的一条路，我们可称之为思维器官及其思想。

机器人构成的基本条件人类是地球上最高级、最聪明的动物，基本条件是因为人类在漫长的进化过程中不但拥有了复杂的、完美的身体结构，而且还拥有了发达的大脑。

那么机器人要发展成为优秀的、高级的机器人也应该具备相应的条件。

（1）条件一 —— 机械部件正如人类的身体需由骨架和肌肉牵引才能完成一定的动作一样，机器人的身体和动作表现也是由特定的机械结构组成的。

在制作机器人的时候，我们不仅可以使用课堂上提供的拼装套件，还可以选取身边随手可得的各种材料作为机器人的加工原料。

例如：木板、金属板、塑料板、有机玻璃板，还有像螺丝、螺帽那样的各种各样的五金紧固件。

只要我们在日常生活中留心观察身边的各种机械设备的动作，例如缝纫机、变速自行车、起重机、挖土机等等，相信一定能受到良好的启发，从而设计出能满足我们自己功能需求的机械结构。

（2）条件二——感应和动作电子部件一个真正拥有智能的机器人通常都需要具备一定的感知能力，具有感知能力的电子器件我们通常又称之为传感器，顾名思义，这类器件具备了“传”递“感”应信息到机器人的大脑的功能。

沈家门第一小学《虚拟机器人》课程指导纲要一、指导思想（一）、培养符合时代需求的科技型人才的需要国家未来的发展，取决于今天人才的培养。

而有创新精神和实践能力的高素质人才的培养，需要教育观念、制度、模式、内容和教学方式的与时俱进。

在青少年学生中开展机器人教学活动是为了贯彻中共中央“科教兴国”战略，全面推进素质教育，使学生的逻辑思维能力、综合应用能力、创新能力等都能得到全方位训练和提升，对进行学科知识渗透、培养素质全面的创新型人才具有重要的作用和意义。

（二）、学校信息技术特色深入发展的需要我校作为浙江省数字化示范单位以及国家信息化试点学校，信息技术是学校的一大特色。

我校学生的信息技术素养也在全区名列前茅，学生对于信息技术课堂教学内容以外的知识也有较强的求知欲。

为满足学生的需求，学校的“海贝贝乐学超市”自主选课平台中陆续添加了很多信息技术拓展性课程，如Flash动漫制作、平面绘画等。

而机器人作为小学阶段的信息技术教学的高端内容，也是深受学生喜爱的内容。

以此作为学校信息技术教育的特色项目是符合学生的发展需要的，同时可以进一步拓展我校信息技术教育的资源，充实和完善信息技术教育校本课程，为学校信息技术特色深入发展提供重要保证，形成学校特色。

（三）、机器人普及化教育的需要机器人教育有着很多的优点，但由于对资金和场地的要求较高，往往难以普及。

为了解决这个问题，虚拟机器人应运而生。

一所学校只要投入两三万购置一套虚拟机器人网络仿真平台，学生就能在计算机房通过校园网络登录到这个网络平台，在电脑上模拟参与机器人的搭建、程序编写、场景任务仿真等一系列机器人教学活动。

虚拟机器人突破了传统实体机器人资金和场地的限制，又能保留机器人教育的整个过程，对于机器人教育的普及提供了可能。

因此我们选择虚拟机器人来作为学校信息技术的特色拓展课程进行开发。

我们的主干追求：普及，精品，高效。

普及，以“海贝贝乐学超市”学生自主选课系统为平台，面向全校学生开课，让每一位学生都有学习机器人的机会；精品，打造特色精品课程和社团；高效，通过学校信息技术教师精心研讨教学并配合相应微课视频，培养一批具有科学思想、科技知识、科学工作方法的孩子。

沈家门第一小学《虚拟机器人》课程指导纲要一、指导思想（一）、培养符合时代需求的科技型人才的需要国家未来的发展，取决于今天人才的培养。

而有创新精神和实践能力的高素质人才的培养，需要教育观念、制度、模式、内容和教学方式的与时俱进。

在青少年学生中开展机器人教学活动是为了贯彻中共中央“科教兴国”战略，全面推进素质教育，使学生的逻辑思维能力、综合应用能力、创新能力等都能得到全方位训练和提升，对进行学科知识渗透、培养素质全面的创新型人才具有重要的作用和意义。

（二）、学校信息技术特色深入发展的需要我校作为浙江省数字化示范单位以及国家信息化试点学校，信息技术是学校的一大特色。

我校学生的信息技术素养也在全区名列前茅，学生对于信息技术课堂教学内容以外的知识也有较强的求知欲。

为满足学生的需求，学校的“海贝贝乐学超市”自主选课平台中陆续添加了很多信息技术拓展性课程，如Flash动漫制作、平面绘画等。

而机器人作为小学阶段的信息技术教学的高端内容，也是深受学生喜爱的内容。

以此作为学校信息技术教育的特色项目是符合学生的发展需要的，同时可以进一步拓展我校信息技术教育的资源，充实和完善信息技术教育校本课程，为学校信息技术特色深入发展提供重要保证，形成学校特色。

（三）、机器人普及化教育的需要机器人教育有着很多的优点，但由于对资金和场地的要求较高，往往难以普及。

为了解决这个问题，虚拟机器人应运而生。

一所学校只要投入两三万购置一套虚拟机器人网络仿真平台，学生就能在计算机房通过校园网络登录到这个网络平台，在电脑上模拟参与机器人的搭建、程序编写、场景任务仿真等一系列机器人教学活动。

虚拟机器人突破了传统实体机器人资金和场地的限制，又能保留机器人教育的整个过程，对于机器人教育的普及提供了可能。

因此我们选择虚拟机器人来作为学校信息技术的特色拓展课程进行开发。

我们的主干追求：普及，精品，高效。

普及，以“海贝贝乐学超市”学生自主选课系统为平台，面向全校学生开课，让每一位学生都有学习机器人的机会；精品，打造特色精品课程和社团；高效，通过学校信息技术教师精心研讨教学并配合相应微课视频，培养一批具有科学思想、科技知识、科学工作方法的孩子。

机器人——校本课程桓台县实验学校主编：黄玉波第一课认识热博机器人机器人平台由主控制器、动力装置、驱动装置和图形化编程软件组成。

一、热博机器人主控制器：控制器在机器人系统中就相当于人的大脑。

通过它，控制各种传感器运作，接收传感器反馈的信号，并根据这些信号，通过对其分析和运算，按照用户编制的方案控制动力系统动作完成机器人的各种运动。

控制器主面板由以下四部分组成：1、指示显示区域：电源指示灯：指示机器人工作电源的状态。

电源正常时指示灯为绿色，当电源欠压时变为红色。

通讯指示灯：指示机器人与上位机的通讯状态。

当机器人下载程序或与上位机通讯时该指示灯闪耀。

LCD显示屏：一个2行8个字符的点陈字符型LCD液晶器，带背光显示。

用于机器人的显示信息。

2、按钮区域：电源按钮：用于主机总电源的开关。

背光按钮：启用和关闭显示屏的背光。

选择/运行按钮：在没有插入下载数据线时，按下该按钮，机器人开始运行用户下载的程序。

当机器人开机后，机器人会运行内部引导程序，该引导程序有两种等待方式：一是等待用户插入USB下载数据线；二是等待用户按运行按钮，开始运行用户下载的程序。

3、端口区域：8个数字/模拟复用端口、8个1个IIC总线端口、1个8MHz方波输出口、2个PWM电马达驱动端口、2个全速马达驱动端口、电源端口、USB通讯端口。

二、实践练习教学型机器人出厂前，存入程序，请开机测试该程序。

注意：机器人运行前，不得放于桌面，应置于平整干净的地面。

第2课初识编程软件一、运行编程软件在桌面上将出现杭州热博机器人图新化编程系统图标，双击可运行程序；也可从开始中的程序菜单中打开。

（运行系统时需要系统管理员权限）二、软件界面软件主要有：菜单栏、工具栏、模块库区、流程图、代码编写区。

文件：新建、打开、保存等文档的基本的操作；视图：隐藏/显示C语言代码、消息栏,流程图放大/缩小等操作;子程序：子程序的建立，保存，调用；系统工具：端口设置，编译下载，机器人测试；系统维护：进行系统参数的设定；工具栏新文件：建立新的程序流程图文件，C 代码文件等；打开文件：打开流程图文件，C 代码文件等；保存：保存当前处于编辑状态的文件；端口设置：机器人端口模/数、输入/输出、中断设置; 我们可以用鼠标双击文本来改变端口的数/模、输入/输出、中断/非中断属性。

机器人校本课程纲要《机器人》校本课程纲要xx中学《机器人》校本课程纲要一、课程简介：1.开发背景：学校为学生开设了机器人这门课，就是培养学生解决问题和动手的能力。

未来社会更需要有实践经验，有新的想法，创造力和新的思考方式。

在解决问题的过程中，创新思维是培养解决问题能力的核心，它帮助学生发现多个可能的解决方案，寻找替代方案，挑战假设，并提出新的想法，帮助学生解决问题，使学生们会自觉地学习、获取新知识，从而培养学生了合作能力，提高沟通能力，充分表达思想能力。

核心理念是“做中学，玩中学”。

它传达的观念是让孩子充分体会学习的乐趣，让孩子成为整个学习的过程中是主导角色。

我校机器人教学主要采用乐高机器人EV3的可程序化积木为主，乐高机器人套件最吸引人之处，就像传统的乐高积木一样，玩家可以自由发挥创意，拼凑各种模型，而且可以让它真的动起来。

2．开发教师—— xxx3．课程名称——可编程机器人4．授课对象——高一年级学生5．课程类别——可编程机器人拼装技能与编程能力提升6．课时安排——每周一节二、课程目标1．知识与技能：（1）熟练掌握各个部件之间的组合方法（2）根据自己的想象，拼装出有创意的机器人或积木（3）对可编程机器人进行简单的编程操作2．过程与方法：（1）学会设计、拼装机器人、对机器人进行编程（2）通过小组合作制作增强学生之间的团队合作意识和创意分享意识3．情感态度与价值观：可编程机器人除了能给学生带来这些相互促进的能力之外，还可以带来无穷的乐趣。

为兴趣而生、在能力中提升兴趣，这些能力都不是刻意去要求的，都是潜移默化的，无形中就学会这样的能力，同时能认识各种机械的运动方式、学习作品中的数学和物理原理、了解机械装置在生活中的应用，在后期通过机械结构，传感应用，程序应用进行研究探索性学习，进入机器人编程阶段，可以培养学生的逻辑思维能力、团队合作能力。

三、课程内容1.机器人发展历史及简单结构拼装2.讲解教师本人利用废旧的材料搭建一个机器人模型3.熟悉各个零件的名称和作用4.认识乐高机器人积木及基本零件识别5.组装简易机器人5. 传动装置的功能和作用6. 建筑的建构7. 搭建一个简单的小车8. 乐高机器人编程环境介绍9. 了解各个传感器10. 超声波传感器的应用11. 触动传感器的应用12. 为小车进行编程13.小组合作进行创意触碰小车搭建14.为搭建的触碰小车进行编程15.利用超声波搭建一个壁障小车16.为壁障小车进行编程四、具体实施1.教学环境：机器人教室。

目录•课程介绍与目标•基础知识讲解•虚拟机器人搭建与编程实践•团队协作与竞技挑战•创新拓展与成果展示•课程总结与反思课程介绍与目标虚拟机器人课程背景机器人技术的快速发展随着科技的进步，机器人技术已经渗透到各个领域，包括工业、医疗、教育等。

掌握机器人技术对于培养学生的创新能力和实践能力具有重要意义。

虚拟现实技术的融合虚拟现实技术为机器人教育提供了新的教学手段，通过构建虚拟的机器人环境和场景，学生可以更加直观地了解机器人的结构和原理，提高学习效果。

知识与技能目标掌握虚拟机器人的基本概念、原理和分类；了解虚拟机器人的应用领域和发展趋势；•掌握虚拟机器人的基本操作和技能，包括编程、调试和仿真等。

过程与方法目标通过实践操作，培养学生的动手能力和解决问题的能力；通过小组合作，培养学生的团队协作精神和沟通能力。

01情感态度与价值观目标02激发学生对机器人技术的兴趣和热情；03培养学生的创新意识和实践能力；04引导学生关注机器人技术的发展和应用，拓0102 03课程安排本课程共分为8个课时，每个课时45分钟。

课程内容包括虚拟机器人的基本概念、原理、分类、应用、编程、调试和仿真等。

上课时间每周一次，具体时间根据学生的课余时间安排。

上课地点学校计算机房或多媒体教室。

课程安排与时间基础知识讲解一种能够自动执行任务的机器系统，通过传感器感知环境，并通过控制器进行决策和行动。

机器人定义机器人分类机器人技术组成根据应用场景和功能，机器人可分为工业机器人、服务机器人、特种机器人等。

包括机械结构、传感器、控制器、执行器等关键技术。

030201机器人基本概念与分类通过计算机生成的模拟环境，为用户提供沉浸式的交互体验。

虚拟现实定义基于计算机图形学、仿真技术、人机交互等技术，构建三维虚拟环境。

虚拟现实技术原理在游戏娱乐、教育培训、工业设计等领域有广泛应用。

虚拟现实应用虚拟现实技术原理及应用如Python 、C 等，用于编写机器人控制程序。