本書中所使用的機(jī)器人為樂高9898 EV3套裝。本書不同于字典類機(jī)器人工具書,由執(zhí)教十多年的資深
機(jī)器人一線教師編寫。全書通過各種有趣的實(shí)例,循序漸進(jìn)地介紹了程序設(shè)計(jì)的三大結(jié)構(gòu)及EV3各種傳感器的
應(yīng)用,與《玩中學(xué)樂高機(jī)器人入門(上冊(cè))》形成結(jié)構(gòu)搭建、動(dòng)力機(jī)械、程序設(shè)計(jì)完整的EV3學(xué)習(xí)體系。
本書可作為機(jī)器人初學(xué)者的學(xué)習(xí)用書,也可作為機(jī)器人教師開設(shè)校本課程或社團(tuán)活動(dòng)的參考用書。
樂高教具的價(jià)值核心在于創(chuàng)造、玩樂和學(xué)習(xí),它為孩子帶來了無限的想象和創(chuàng)意的未來,也使得孩子從小學(xué)習(xí)編程不再是夢(mèng)!本書將引導(dǎo)孩子學(xué)習(xí):如何把一個(gè)大問題不斷分解成多個(gè)小問題,如何把程序模塊合理地安排在整個(gè)程序中,如何讓程序流暢地處理輸入、演算直到輸出,如何讓自己的機(jī)器人發(fā)生質(zhì)的飛躍變成智能機(jī)器人!
習(xí)近平總書記在2014年兩院院士大會(huì)講話中指出:機(jī)器人革命有望成為第三次工業(yè)革命的一個(gè)切入點(diǎn)和重要增長(zhǎng)點(diǎn),將影響全球制造業(yè)格局,而且我國(guó)將成為全球最大的機(jī)器人市場(chǎng)。機(jī)器人是制造業(yè)皇冠頂端的明珠,其研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。
機(jī)器人教育要從娃娃抓起。
智能機(jī)器人活動(dòng)課程,體現(xiàn)了國(guó)家頒布的《基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》要求的教學(xué)理念:關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,在過程中學(xué)習(xí)知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、解決問題,通過親身實(shí)踐,獲取直接經(jīng)驗(yàn),從小養(yǎng)成科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度,掌握基本的科學(xué)方法,提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。
我們?cè)诙嗄甑臋C(jī)器人教學(xué)中,積累了大量的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)目前樂高方面的書籍、教材大多是片段式或類似說明書式的內(nèi)容,真正適合教學(xué)及社團(tuán)活動(dòng)的、系統(tǒng)的書籍極其匱乏。校外的某些營(yíng)利性培訓(xùn)機(jī)構(gòu)甚至以比賽為主要學(xué)習(xí)目標(biāo),進(jìn)行競(jìng)賽式突擊,背離了機(jī)器人教育的初衷。2015年年初受鄭劍春老師之托,我們決定寫一套系統(tǒng)的、真正適合課堂及社團(tuán)活動(dòng)的教材。
本書不同于字典類機(jī)器人工具書,由執(zhí)教十多年的資深機(jī)器人一線教師親自編寫,通過各種有趣的實(shí)例,循序漸進(jìn)地介紹了程序設(shè)計(jì)的三大結(jié)構(gòu)及EV3各種傳感器的應(yīng)用,與上冊(cè)形成結(jié)構(gòu)搭建、動(dòng)力機(jī)械、程序設(shè)計(jì)完整的EV3學(xué)習(xí)體系,讓同學(xué)們能夠循序漸進(jìn)地真正理解樂高的精髓。
21世紀(jì)處于科技迅猛發(fā)展的時(shí)代,懂得如何編寫和設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)程序是必要的。程序編寫已成為主流,如果從小開始學(xué)習(xí)編程,培養(yǎng)這些孩子成為中國(guó)的比爾·蓋茨中國(guó)的喬布斯和眾多科技巨人,讓他們成為未來智能世界的領(lǐng)袖,這些不再是夢(mèng)!
學(xué)習(xí)編程可以強(qiáng)化學(xué)生的邏輯思維能力,編寫程序的思路就是如何把一個(gè)大問題不斷分解成多個(gè)小問題,學(xué)生必須去思考如何把程序模塊合理地安排在整個(gè)程序中,讓程序流暢地處理輸入、演算直到輸出,學(xué)生的邏輯分析能力會(huì)有極大的提升。
本書中選擇的編程軟件是樂高LEGO MINDSTORMS Education EV3,其編程界面非常友好,并采用模塊化編程方法,簡(jiǎn)單、直觀且易學(xué)易用,非常適合中小學(xué)生學(xué)習(xí)和使用。
本書可作為機(jī)器人初學(xué)者的學(xué)習(xí)用書,也可作為機(jī)器人教師開設(shè)校本課程或社團(tuán)活動(dòng)的參考用書。
由于水平有限,書中難免有不妥之處,歡迎大家交流指正,聯(lián)系郵箱為haojinfeng@126.com。
編 者
2016年3月
梁瀠:北京市優(yōu)秀教師,北京市級(jí)骨干教師,全國(guó)機(jī)器人競(jìng)賽優(yōu)秀教練員,中國(guó)青少年機(jī)器人競(jìng)賽*裁判;作為將智能機(jī)器人課程引入小學(xué)課堂的先驅(qū)者之一,多次在全國(guó)、北京市及海淀區(qū)做機(jī)器人課堂教學(xué)展示課,并對(duì)機(jī)器人輔導(dǎo)教師進(jìn)行競(jìng)賽培訓(xùn)。
郝勁峰:北京市豐臺(tái)區(qū)師德先進(jìn)個(gè)人,2008年籌建成立樂高及VEX機(jī)器人社團(tuán),數(shù)年來多次獲得市教育部、市科協(xié)所組織的機(jī)器人競(jìng)賽一、二等獎(jiǎng)的好成績(jī),每年向各優(yōu)秀中學(xué)輸送多名機(jī)器人優(yōu)秀學(xué)生,有著多年豐富的機(jī)器人教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
第1課 EV3機(jī)器人初探 1
第2課
控制器與電機(jī) 8
第3課
軟件編程 18
第4課
程序的保存、下載與調(diào)試 24
第5課
風(fēng)扇與時(shí)鐘單電機(jī)模塊 30
第6課
移動(dòng)轉(zhuǎn)向模塊與移動(dòng)槽模塊 37
第7課
線控小車觸動(dòng)傳感器 46
第8課
避障機(jī)器人超聲波傳感器 54
第9課
自平衡機(jī)器人陀螺儀 61
第10課
巡線機(jī)器人顏色傳感器 68
第11課
油門小車角度傳感器 80
第12課
會(huì)奏樂的機(jī)器人聲音模塊 86
第13課
有表情的機(jī)器人屏幕顯示 93
第14課 PID巡線數(shù)據(jù)模塊 103
第15課
菊鏈與藍(lán)牙 114
附錄 EV3參數(shù) 128
參考文獻(xiàn) 131