成都市兴盛小学校创新型机器人实验室建设方案

1、兴盛小学创新机器人探究实验室配置方案创新机器人的理念多年来，中国的教育界一直以加强学生素质教育为核心，探索和实践着教育 改革的方向和途径。 全国基础教育工作会议的召开， 对全面推进素质教育提出了 十分明确的要求，课程教材改革在推进素质教育、培养 21 世纪技能的重要作用 已经成为全国上下的共识。我们引入了以机器人教育为主的教育解决方案，它确保学生获得快乐和有效 的学习。教师在教学过程中将“指导”和“建构”的理念相互结合，这将帮助教师在 学生以团队为单位来共同解决问题的课堂上， 扮演顾问型的指导者， 而不是灌输 者。机器人教育的应用随着素质教育的推进和新课程新教材的改革，在各个学科的教学中对学生

2、动 手操作、动手实验的要求越来越多，因此除了常见的物理实验室、化学实验室、 生物实验室， 我校准备建立科学 （自然）实验室、 信息技术实验室、 劳技实验室、 通用技术实验室、探究实验室五类实验室整合的创新型实验室。那么教师这些新课程的实验室准备将由乐高机器人、 贝尔机器人等多种教育平台引入 本创新型实验室。 如果在创新型实验室里配置相当的机器人教学设备， 在教学的时候，学生在学习的时候就会非常的方便。创新机器人实验室所涉及课程包含有：机械基础，动力机械，机械工程，机 器人等。机器人教育的目的学生借助乐高机器人的平台， 在老师的指导下， 开展丰富多彩的机器人活动，通过活动提高学生对科技活动及知识

3、的兴趣， 培养学生动手能力、 创新能力；提高学生发现问题、 分析问题、 解决问题的能力； 充分体会“做中学，玩中学”的无穷乐趣。建立机器人活动室，不仅满足课堂教学的需求，还能开展第二课堂活动，建立科技兴趣小组，丰富学生的课外活动，还可以参加到全国青少年机器人竞赛和全国电脑制作大赛中去。 满足学生的同事也能给科技老师不断发现新的问题提供自身的发展的机会， 参加到全国的比赛及交流中提高教师自身的素质。1）、通过创新实验室学习，对中小学生进行计算机编程、工程设计、动手制作与技术构建等知识的教学，培养他们动脑动手和独立思考、解决问题的技能， 不断发展青少年的观察力、想象力和创新能力。2）、通过创新实验

4、室活动，不断丰富完善学校创新科技教育内涵；同时也在创新这个更广阔的平台上，提升学校的教育品质和规模，形成良好的社会效益。3）、 通过创新实验室活动，组建各类科技代表队，参加省级、国家级乃至国 际中小学生机器人竞赛活动； 同时还参与相关的国内外交流学习活动， 开拓学生 视野。4）、在开展创新实验室培训活动的同时，也面向在校科技教师进行相关业务培训，不断提高科技辅导教师的理论水平和实践能力。5）、在开展创新实验室培训活动的基础上，不断推出最新的教学内容、手段和器材，开发具有学校特色的校本课程。四、一）创新型探究实验室器材配置方案1. 配置清单 该实验室配置按照每个班级 20 人进行配置 ,而且比较

5、适合小学各年级的学生学习。目的是为了让学生了解现代的机械工程，以及机器人原理等，并且对学生在 学习工程技术和机器人系统来说也可以得到一种提高。 所以此方案能够满足不同 阶段在科技学习和创新学习上的需要， 不仅可以满足学生在机器人课程和技术课 程上的学习，还可以让学生参加关于类似乐高的一系列的国内赛和国际赛等。参考乐高设备配置价格表格如下：编号品名产品描述单价合计数量（元）（元）97979648ST2401NXT蓝牙机器人套蓝牙机器人配件库科学与技术标准套装NXT多机版教育授权证书NXT教育软件套装内包括一个NXT可编程的智能积木块、一块可充电的锂电池、3个伺服电机、2个触动传感器、1个光电传感

6、器、1个超声波传感器、1个声音传感器、3个灯以及足够搭建的乐高积木。另外还有转换线、USB导线、分类盒、搭建手册等。配件库套装含672个组件，提 供更多的梁、轴、连接件及多种特殊组件，如起重机钓钩、钓轮等。蓝色中型乐高储物盒,配有分类盘。包括各种乐高技术组件400多 个和一个9v的马达、电池箱、 导线、WeDo电子元件（运动传 感器、倾角传感器、乐高USB Hub接口、编程软件等），配备 活动用书和搭建手册，可以完成 结构与力、简单机械、动力机械、 能源转化等相关内容，其中包括 了 50个左右的活动案例，配备 教材和搭建手册各一本。NXT软件多机版的证书是允许院校在购买多套NXT机器人套装时可

7、以在多台电脑上安装软件，而无需重复和超额购买NXT单机版。使用LabView引擎开发的图形化编程软件，针对NXT机器人使用。功能强大、简单易用。101010428013503980480080042800135003980048008009847蓝牙控件实现电脑与NXT机器人之间的无线通信。短距离无线通信：可达10米以上。PC机要求Windows XP 操作平台，苹果机需要MacOS操作平台X（10.3.9 and 10.4）。54802400RCX控制器的外接电源，也可9833稳压电源以为NXT控制器的锂电池板充5190950电。2009-2010全国青少年机器人比赛的项年的FLL目，其中包

8、括一张比赛用场地9698项目（智能纸及用来搭建比赛任务模型的119801，980交通）积木件。NXT光电读取环境光的强度、反射光线。灵敏度更咼，可以识别多种颜9844传感器色。红外发光管可以关掉。2360720价格总计：107,030元，大写：壹拾万零柒仟零叁拾圆整2.乐高产品和课程介绍1） NXT蓝牙机器人套装适合2-3个学生为一组搭建和编程设计机器人方案。共 431个组件的套装中包括一个NXT可编程的微型电脑，一块可充电的锂电池（使用9833稳压电源进行充电），三个伺服电机，二个触动传感器，一个光电传感器，一个超声波传感器，一个声音传感器，三个灯以及足够课堂教学所需的乐高积木。另外还有3根

9、连接RCX传感器或马达的转换线，1根USB导线，以及分类盒和搭建手册推荐课程：NXT入门课程（16课时），纳米医生课程（24课时），NXT创意课程（16课时）总课时数：56课时2）蓝牙机器人配件库配件库套装含672个组件，提供更多的梁、轴、连接件及多种特殊组件，如 起重机钓钩、钓轮等。蓝色中型乐高储物盒，配有分类盘。建议配合蓝牙机器人 套装使用。推荐课程：NXT创意课程（16课时）、机械工程课程（16课时） 总课时数：32课时3）科学与技术标准套装科学与技术探究课程实验套装介绍r 心H学与技iti乐岛利冃科学与技m t1谱科学与技术基于乐高教育的科学与技术课程的解决方案包括了结构与力、简单机械

10、、动力机械、能源转化等相关内容，其中包括了30个左右的活动案例，在每一个活动里，我们向活动小组成员提出了挑战任务， 给他们能够创造出自己解决方案的工具，学生们亲自动手制作与日常生活密切相关的模型，通过这种方法，初步建立对相关基础知识、原理的认识与理解，让 学生真正体验到实践成功后的喜悦和兴奋。通过解决问题的过程延伸到培养他们的创造力、 合作能力、交流能力和获取新知识的能力等。为了教师能够顺利地开展教学、我们还为老师配备了教师教学用书及活动演示光盘， 老师们教学参考所用。科学与技术套装分为基础和标准两种，配备一本活动用书和一本搭建手册，还给教师的教学参考、视频光盘一套。4) wedo套装WeDo

11、套装是学生可以在电脑上直接编程和连线控制机器人的一款简单入门的新套装。套装包括了 150多个积木组件，1个马达，1个运动传感器、1个位移传感器和1个乐高USB Hub。配合2009580教学光盘中的12个趣味活动，让标准套装（ST2401）数量综合技术组件（含马达、电池箱、WeDo电子兀件）1箱学生活动案例集一套（45个案例）搭建手册1本可完成的活动案例有结构与力7个以上不同形状的梯子、不同形状的桥、桁架桥、美丽的塔、方 便的桌子、折叠椅、不倒翁等。简单机械8个以上跷跷板、钓鱼杆、工具夹子、天平称、转向小车、齿轮组 合、陀螺、道闸等。动力机械20个以上风扇、搅拌器、手钻、雨刮器、旋转木马、省力

12、的绞盘、 起重机等（使用马达控制的和 WeDo软件自带12个控制 案例）。能量转化10个以上滑坡车、飞轮车、碰撞小车、陆地快艇、风能车、橡皮筋 动力小车、投石车、电动车、F1赛车、步行者等。学生轻松理解机器人控制原理* *为了培养学生的动手能力、创新能力、合作精神，以及解决问题的能力。还可以使用其中的设备，制作各种各样的机器人， 让学生参加各类机器人大赛，给 学生更多的学习和锻炼的机会。3.竞赛项目介绍在目前国内国际众多的机器人竞赛中，适合中小学生参加，并且使用乐高平台也比较容易参与的有以下这些:1）中国青少年机器人大赛该项赛事由中国科协主办，从 2001年至今已经连续举办了九届了，是国内规模

13、最大，项目最多的一项赛事。大多数省市需要进行选拔。推荐项目：FLL工程挑战、机器人创意、基本技能网址:、2）全国中小学生电脑制作活动该项赛事由教育部指导，中央电化教育馆等单位主办，从2000年至今已经连续举办了十届了。目前大多数省市都通过选拔赛推选队伍。推荐项目：FLL工程挑战网址:3) WRO国际奥林匹克机器人大赛2003年11月，由中国、日本、韩国和新加坡等国家发起并成立了WRO国际奥林匹克机器人竞赛委员会，希望通过主办一年一度的 WRO国际奥林匹克机器人竞赛活动，为国际青少年机器人爱好者提供一个共同的学习平台，现有22个成员国。WRO世界机器人奥林匹克竞赛分别于 2004新加坡、2005

14、年泰国曼谷、2006年中国南宁、2007中国台北、2008年日本横滨成功举办过五届，成 为了每年一度的世界青少年科技文化交流盛会。第六届WRO世界机器人奥林匹 克竞赛于2009年11月在韩国举行。参赛队伍需要先参加每年 8月的中国选拔赛，获得优胜的队伍可以代表中国参加国际赛。推荐项目：常规赛、创意赛网址:. - Fz-4) FLL国际锦标赛FLL是FIRST机构与乐高集团组成的一个联盟组织。由发明家DeanKame n 仓 J立的 FIRST 机构 (For Inspi rati on and Recog niti on of Science andTech no logy）目的是激发青少年对

15、科学与技术的兴趣。FIRST LEGO ? League是1998年由FIRST机构和LEGO集团组建的一个针对9-14岁孩子的国际比赛 项目。该项赛事每年9月公布赛事内容，次年45月在美国和欧洲各举办一次2月的FLL华东、华北、华南选拔赛会选拔队伍参加这两项国际赛事。推荐项目:FLL工程挑战赛（机器人表演、技术答辩、论文答辩、团队展示）网址:圜* “5）国际青少年机器人世界杯比赛（RoboCup Junior, RCJ )国际青少年机器人世界杯比赛（RoboCup Junior, RCJ ）是国际机器人世界 杯比赛（RoboCup ）的重要组成部分。目标是通过组织机器人比赛，来推动世 界范围

16、内的机器人研究和教育。RoboCup的教育和普及理念主要是通过 RCJ活动来实现的。目前，RCJ虽然是RoboCup的组成部分，但是组织管理相对独立。RCJ国际理事会是最高管理机构，负责相关的一切技术问题，管理问题，以及世界范围内的推广和普及。今天，RCJ国际理事会已经在全世界超过 30个国家建立了相应的分支机构，并由这些分支结构代表RCJ国际理事会在各自国家开展RCJ相关活动。推荐项目：机器人救援、机器人舞蹈网址:五、我校创新机器人实验室装修与师资要求创新机器人实验室是一个具有特殊价值的实验室，为了能够更好发挥它的功 能与作用，在实验室的装修与布置上，推荐参考以下内容:1. 教室硬件要求如下

17、图所示，教室的中间是12张可以移动的实验桌，教学时采用 3人一组进行教学，每3人一张实验桌，实验桌可以根据教学需要两两组合， 或者4张组 合在一起。为了调动小学生的学习兴趣，教室装修的时候应该多使用一些色彩, 使学生进入教室后更加的轻松和愉悦，能够更好的调动他们的思维。教室的两侧是电脑，按照一组一台进行配置。讲台后面是一个大尺寸的投影 屏幕。讲台两侧及教室后部可以放置一些储物柜，用于存放教学设备，和展示学 生的作品。在教室两侧的墙壁上还可以张贴一些海报，介绍乐高教育的价值，或 者一些在创新教育和机器人教育上的名人。创新型机器人实验室效果图12. 活动区域（教室）如下图所示，在教学和比赛训练的时候会可能需要使用到很多的场地和赛台, 如果把这些设备放置在教学区域中，会对正常的教续和活动造成一定的影响，而 且不便于管理