机器人实验室建设蓝皮书.docx

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1、机器人实验室建设蓝皮书（仅供参考）纳英特机器人事业部总页数正文附录生效日期：编制：批准：目录一、机器人实验室建设的意义及必要性31、机器人实验室建设的意义32、机器人实验室开展的目的及必要性32.1 为什么我们需要机器人实验室32.2 学习的乐趣42.3 学习收获4二、前期准备51、设备的选型（略）52、实验室要求及布置52. 1实验室的整体布局53. 2环境要求104. 3活动场地的要求115. 4课桌要求136. 5电、水、气要求137. 6展示要求148. 7储物要求14三、实验室的开展151、师资培训152、课程设置169. 1教学1610. 2兴趣小组183、实验室管理办法1911.

2、 1实验室的日常管理1912. 2实验室器材管理1913. 3实验器材的日常保护204、项目展示20四、各类制度参考21学生实验守则21仪器借还制度21实验室工作人员职责21仪器报损赔偿维修制度22仪器管理使用制度22安全防护制度23机器人实验室建设的意义及必要性1、机器人实验室建设的意义机器人实验室的意义在于：重体验、求过程、尝试中经历；做中学、学中做、实践中提高。随着智能机器人技术的进展，智能机器人的教育走入中、小学校已经成为可能与必定趋势。机器人的教育也必将给信息技术基础教育带来新的活力。智能机器人会成为青少年能力、素养培养的智能平台。我们认为智能机器人教育在基础教育领域中的作用要紧表达

3、在下列三个方面。1、使学生熟悉智能机器人这个学术前沿领域的进展与应用状况，熟悉智能机器人的概念与工作方式，破除青少年对机器人的神秘感，为进一步学习机器人的有关知识打下基础。2、使学生掌握为一种智能机器人下载程序的方法，熟悉智能机器人各类传感器与驱动装置的作用。懂得体会程序是智能机器人的灵魂，熟悉机器人是如何在人的指挥下工作的。学习为一种智能机器人编写程序，通过为机器人编写程序学到科学而高效的思维方式，提高逻辑思维能力、规划能力，提高学生分析问题与解决问题的能力。3、通过完成任务与模拟项目使学生在为机器人扩充接口的过程中学习有关数字电路方面的知识，在组装机器人的过程中培养学生的动手能力、协作能力

4、与制造能力。2、机器人实验室开展的目的及必要性智能机器人教育走进普通中、小学校的可能性与必定性估计会在今后的五年内得以实现。智能机器人的教育在中、小学校中会下列面方式表达出来。1、以校外的科技活动为动力，在校内以科技活动小组的方式出现。2、以中小学劳动技术课的方式出现，并大大改变劳动技术课的科技知识含量。3、以信息技术课内容之一的方式出现在中、小学的信息技术课上，并可为信息技术课，这个内容更新速度很快的学科带来新的活力。“青少年是祖国的未来，科学的希望。”用科学的火花，去点亮自己的理想之火，这就是纳英特智能机器人寄予青少年朋友们的一点希望。我们衷心地祝福今天的小机器人工程师，将来能成为真正的机

5、器人工程师。2.1 为什么我们需要机器人实验室当今世界是一个多变的世界，科学技术飞速更新，我们务必面对这样一个问题-我们家长与教育工作者如何培养我们的孩子，去应对明天复杂世界的各项挑战我们的回答是，给我们孩子们更多的机会，去进展他们分析问题与解决问题的能力；让他们能应用科学知识与信息去做决定；鼓励他们有信心去接触新科学与新技术最佳学习工具最佳与普通教育工具的区别在哪里？美国哈佛大学教育研究所的霍华德加德纳教授认为，“一个人全身心投入一项活动中，主动去问、去想、去寻找问题的答案，这是获取与积存知识的最佳途径。被动的同意会随时间的流逝很快被遗忘，不可能产生持久的影响。”2.2 学习的乐趣科学家与教

6、育学家的研究发现，假如出一道有趣的难题能够挑战孩子解决困难的极限，那么孩子很容易就会进入最佳学习状态。假如孩子置身于自己喜欢的活动中需要解决问题的难度又正好合适，符合他目前的知识水平，那么学习就会象呼吸一样自然一孩子们根本就没有意识到自己正在学习o开放性实验室恰好提供这样的学习环境与场所。2.3 学习收获孩子们通过在实验室中的系列学习，能够培养他们：团队精神、制造与创新精神、多学科知识、解决问题的能力。更可帮助他们培养良好的生活习惯、掌握技能：与人的沟通与合作、对他人的尊重、毅力与自信心的树立及时间的合理分配、利用等，明白自己的兴趣所在，为将来走上社会，面对新的挑战做好充分的准备。二、前期准备

7、1、设备的选型（略）结构紧凑，简洁有用，最好有图形化的程序设计界面。耐用，不容易坏。配有大容量的充电电池，能联机充电，最好充电器具有充电保护功能。机器人最好既能参加比赛，又能进行教学。服务方便，信誉好的产品。除了机器人器材之外，选型时还要考虑该机器人有关教学资源是否丰富。考虑该器材近年来全国各比赛中的成绩。2、实验室要求及布置2.1 实验室的整体布局一个完善的机器人创新实验室系统将是一组集机器人教学、科技活动、科学普及为一体的全功能实验室集合。我们根据学校的具体教学活动情况，建议中心构建两个不一致功能的机器人创新实验室：智能机器人实验室、创意机器人实验室，与一个机器人活动展示区构成完整的实验室

8、系统。由于机器人的教学过程更强调学生的主动性、合作性，需要更多的动手活动与师生互动，因此通常需要比较大的空间，每个班级的人数不宜过多，建议每班少于55名学生最好，有利于有序地开展教学。由五大要紧功能区结合而成：1、教学区一一进行机器人日常教学活动2、活动区一一机器人活动的专用场地，及学生测试机器人的的空间3、组装区一一提供专用课桌与工具，搭建与改装机器人（结合万能机床）4、展示区一一展示各类各样的机器人，与学生自己创作的科技创新作品5、储物区一一存放机器人及其有关设备面积大于250i共有学习区、动手区、讨论区、比赛区、存储室等五大功能区。可根据学校需求由学校和老师参与进行专门设计。学习区与工作

9、区浙江绍兴城南中学课堂教学实景淄博张店区第七中学兴趣小组实景实验室通道规划的通常要求:2. 2环境要求机器人的活动都是通过传感器采集外界信息而进行的，如灭火、足球项目都不能有外界光的干扰（这里指的是暖光源，如阳光、白炽灯等）。因此机器人实验室对环境的要求非常高。整个实验室必学使用遮光窗帘密封，同时要考虑场地的通风，窗帘下部分不要封死。磁场对机器人也有很大影响，因此实验室尽量避免使用防静电地板。窗帘：使用遮光布，窗帘要大于窗户，可有效的遮挡外界光，10.00-30.00/平方。双层囱可日光灯强化地板口的凳子随意在地面呈中，既要设计机器十能否解决问题，这方案一在_/上组合成一个喝人行进的路线，I对

10、学生提高分方案二使地。比如“机安情境是由机器我们直接在地面上贴上三块不一致颜色的圆形贴纸，纸上写着地名作为旅游景点。学生调整好的机器人在该场地上由第一个圆进入到第二个圆，停顿数秒后再转入第三个圆，效果非常好。同理，根据机器人任务的不一致，我们能够相应使用塑料、卡纸、瓶罐等材料，直接在纸上或者地面上制作出简易的小型活动场地，满足课堂教学需要，实现低成本高效率。方案三标准比赛场地。如机器人迷宫场地、机器人灭火场地、机器人足球场地这些场地不仅能够用于教学，也能够做赛前调试用，有用价值比较大。整个场学生的通行 时要方便， 便于管理、总之， 题上，我校 实际，逐步 同设计制 实施，从 了满意的课地布置要

11、合理，便于及机器人在场地调试教师在进行教学是要监督学生。在机器人活动场地问的经验是“根据学校到位；老师与学生共作；因地制宜，灵活而以较低的代价取得堂效果。A、课桌的设计考虑电脑的摆放，及机器人的储藏；B、网络的过线，电脑、机器人充电的电源线的过线，交流输出电压：220V50HZ,桌面应提供多功能接线板（要紧是机器人充电及改装设备使用）。C、桌面要足够大，除了能摆放电脑之外还需要有空间摆放机器人，及完成对机器人搭建调试的需求，且不影响学生对电脑进行操作。要紧是考虑到学生在编程下载程序过程中的方便性。D、同时考虑机器人、电脑、学生的比例，理想下是1：1：1的关系，但现在也有1：1：2或者1：1：3

12、的状态。E、尺寸要求：高度按国家规定要求，台面宽度考虑学生人数，2人的考虑在80-100cm,3人的考虑120-140cm,台面深度考虑在60-80cm;2.5电、水、气要求实验室的电、水、气等配管方式，在实验室设计时是非常重要的，务必根据实验室内容与建筑形式（高层或者平房），与将来扩充、安全、经费、功能等进行综合考虑。我们通过大量的实践，能够提供最佳配管系统的设计与施工。A、考虑机器人充电的方便性。B、尽可能减小强电对实验室环境磁场的干扰，最好的方式是沿墙走线。C、少走明线，考虑师生人身安全。D、其他能够按电脑教师的布线处理；展示分为两部分：一部分是机器人有关知识的展示区域一部分是机器人作品

13、的展示柜展示区域可展示机器人有关知识，有图片文字之类的有关介绍，学生参加机器人活动介绍，可在墙壁上做个展示框，设置玻璃门，墙壁周边张贴机器人有关张贴画。三、实验室的开展1、师资培训目前在中小学机器人活动领域缺乏大量的老师，而开展这项活动这个条件是非常重要的，培训是教师快速成长的必要手段，能够从学校的信息技术课、劳技课、或者者通用技术课等抽调动手能力强的老师进行二次培训。培训的途径：请机器人厂家代办培训各地区现有的培训中心教研活动课堂教学师资培训内容课时安排培训内容备注第一部分机器人简单原理与编程系统讲解第二部分机器人传感器的简单应用第三部分多个数字传感器的应用技巧指导迷宫的实现第四部分多个模拟

14、传感器的应用技巧指导轨迹的实现第五、六部分多种传感器的结合应用技巧指导简单灭火的实现第七、八部分机器人仿真应用培训时间23天：达到机器人操作及机器人简易保护的基本目的。兴趣小组师资培训内容课时安排培训内容第一、二部分机器人灭火项目策略探讨与硬件改造第三、四部分机器人灭火项目现场实现与过程中的问题解决第五、六部分机器人足球项目策略探讨与硬件改造第七、八部分机器人足球项目现场实现与过程中的问题解决第九节部分机器人传感器端口讲解与外围设备开发方向探讨培训时间2-3天：达到熟练懂得机器人的原理与各类项目的策略研究及J的。乱器人维修等目2.1教学利用各地区已有的机器人教材，也可自编校本教材。作好课前的准备备好课：备教材、备机器人、备学生用语言表示算法用流程表示出算法分析实现任务的算法提出任务调试机器人备学生观察学生活动情况，熟悉学生在学习过程中遇到的问题与障碍进行教学反思调整教学目标、教学策略与实施方法兴趣小组活动课堂教学定学容确教内目