文档介绍：中学生智能科技探索
2014年03月02日
卷首语
随着科学技术的发展,机器人已经在社会的各个方面得到了普及和应用,它们在车间焊接、工厂装配、防灾救援、家居生活、出行导航、空间探索、战地任务等岗位上各显神通,不知疲倦地默默工作着,极大地促进了社会生产力的发展与产业结构的调整。这些功能多样的机器人引发了我们无数的好奇和想象。
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。开展机器人教育,有助于克服信息技术教育的一些弊端。既可避免片面强调软件工具应用技能的学习而造成程序设计思维等基础素养教学的缺失。也可弥补重“软”轻“硬”、重模仿轻创新、重实践轻理论等教育和学习观念造成的不足。在机器人普及与发展迅猛的当代,开展机器人学习,有助于使我们不至于落伍于这一时代。
智能机器人课程是程序设计教学的启蒙课,它大大降低了程序设计的门槛。在学习为机器人编写程序的过程中,我们会获得成功的喜悦、会建立成功的信心,从而产生程序设计的学习兴趣。机器人作为程序设计教学的载体,使程序设计的学习与信息技术的前沿领域紧密的结合在一起。
透过本课程,我们将逐渐走近机器人,了解机器人。不仅要学习使用现有的机器人,我们还要运用自己的知识智慧去设计创造自己的机器人。让我们在机器人的世界里学习更新的知识,寻找更多的乐趣,展示我们的才能,表达我们的创意。
本课程旨在拓宽我们的知识面,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。在实现挑战性的智能机器人项目和比赛过程中,提高我们分析问题和解决问题的能力,培养自己的动手能力、创造能力、协作能力、综合能力和进取精神。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。
相关理论及观点
联合国2002年《教育中的信息与通讯技术中小学课程框架和教师发展纲要》:信息技术素养是人类继读、写、算后的第四素养,为人类的第二文化。
盖茨:我看着多种技术发展的趋势开始汇为一股推动机器人技术前进的洪流,我完全能够想象,机器人将成为我们日常生活的一部分。机器人将彻底改变人类的生活方式。
苗逢春(联合国教科文组织亚太教育局信息技术部主任、全国中小学计算机教育研究中心(北京)主任、全国“中小学机器人实验”项目发起人与项目负责人):
1. 机器人教学即将进入中小学信息技术课程体系。
2. 机器人教学集中承载着中小学信息技术教育的诸多核心价值。
3. 中小学机器人教学是最具持续发展潜力的中小学信息技术领域之一。
4. 信息技术教育还处于应用层面,与其他学科的整合成熟后,信息技术课程应重点关注的领域应回归到属于信息技术技术特有的技术层面:算法与程序设计、数据管理、网络。机器人教育的开展对中小学信息技术教育的发展具有历史价值。
郭善渡(全国中小学计算机教育研究中心研究员,中国教育学会中小学信息技术教育专业委员会理事兼机器人学组负责人):智能技术是信息技术领域的一个学术前沿,是进行信息技术教育的最佳载体,也是全面培养学生信息素质提高其创新精神和综合实践能力的良好平台。这无疑会会为信息技术学科带来新的活力,对信息技术教育重软件应用轻编程开发的局面会有所改善。
彭绍东(湖南师大教育技术学系教授硕士生导师):人工智能技术是信息技术发展的一次重大飞跃。信息技术教育未来发展的趋势必然是向机器人教育重心转移。并代替人类学习或工作。
目录
第一章认识机器人 1
一、Hello,机器人 1
二、你是机器人吗? 3
小结: 5
练习和活动: 5
阅览室 5
机器人名称的由来: 5
世界上第一台现代机器人 6
机器人三原则: 6
机器人的分类: 7
古人对机器人的探索 7
机器人教育 8
第二章构建机器人躯体 9
一、思维器官 9
二、感觉器官 10
1. 触碰模块 10
2. 音量检测模块 11
3. 灰度测量模块 11
4. 红外测距模块 12
5. 超声测距模块 12
6. 温度测量模块 12
7. 环境光检测模块 13
8. 红外复眼模块 13
9. 指南针模块 14
三、动作器官 17
1. 电机模块 17
2. 发光模块 17
3. 发音模块 18
4. 显示模块 18
5. 微型伺服电机 18
6. 伺服电机控制套件 19
四、构造零件 21
五、构建机器人的躯体: 21
1. 设计机器人功能和外形。 22
2. 拼装机器人。 22
3. 布线与接线。 23
4. 完善机器人的外形设计。 23
5. 几个已安装好的机器人欣赏: 24
小结: 25
练习和活动: 25
阅览室 25
我 25
进入血管的机