中小学人工智能社团活动方案

中小学人工智能科普活动机器人社团课后活动方案山东升彩教育科技有限公司山东超能机器人青少年教育俱乐部2019年9月1日目录TOC\o"1-1"\h\z\u\h一.社团名称 2\h二.社团宗旨 2\h三.社团活动目标 5\h四.社团活动常规设想 5\h五.社员招募人数及要求 6\h六．社团领导小组、指导老师 6\h七．社团活动时间和地点 6\h八．活动内容 7\h九．重点、难点和创新点 7\h十．活动准备 7\h十一．活动具体内容 8\h十一．社团活动效果 11中小学人工智能科普活动机器人社团课后活动方案一.社团名称超能机器人俱乐部二.社团宗旨2017年7月8日，国务院出台《新一代人工智能发展规划》指出，推动人工智能在教学、管理、资源建设等全流程应用；构建包含智能学习、交互式学习的新型教育体系。由此，人工智能进学校上升为国家战略。回顾我国人工智能教育进学校的历程，不难发现，人工智能教育进学校重要载体应该是智能机器人的编程教育。但是，在2014年以前，大部分学校只是以课外活动、兴趣小组、培训班等形式开展活动，与全面普及机器人教育还有很大的距离。2015年，我国中小学迎来了“创客元年”，很多学校设立了创客空间，基于智能机器人开展创客教育和STEAM教育。随着2015—2019年世界机器人大会在北京的举办，我国迎来了机器人教育的春天。教育部高中信息技术课程标准修订组联席组长、北京师范大学教授黄荣怀指出，关于中小学开设人工智能课程的问题，自从《新一代人工智能发展规划》发布以后，已在《高中信息技术课程标准》的必修模块中增加了人工智能基础知识的内容，并修订了人工智能初步模块。他提出两点建议：一是在中小学，特别是义务教育阶段的机器人教育、创客教育、综合实践及相关比赛中与高中阶段进行调整和对接；二是整合企业和其他社会资源对中小学人工智能教师开展针对性培训。教育部教育信息化专家组秘书长、华东师范大学教授任友群认为，人工智能对部分现有工种的取代和对新职位的创造将带来人才培养类型、培养内容以及供需等方面的巨大变化，并对深化教育体制改革产生深远影响。任友群认为，应把人工智能列入必修内容，目标是素养培育，抓手是编程实践。这里要注意几点，一是要从人工智能基础知识教学入手，了解前沿领域发展情况，进行人工智能启蒙教育；二是要让每个学生学会与智能工具打交道，体验日常生活中的人工智能产品；三是要分学段实施不同层次的编程教学，学习用编程解决实际问题，培养计算思维、创新思维等信息时代的基本素养。2019年1月19日，面对蓬勃发展的人工智能浪潮，教育部正式发布《中小学人工智能教育》。北京、广州、深圳、武汉、西安5个城市作为第一批试点落地城市，3-8年级的学生将全面试点学习人工智能与编程的课程。2019年2月27日，教育部公布了《2019年教育信息化和网络安全工作要点》，文件明确指出“推动在中小学阶段设置人工智能相关课程”。2019年3月1日，山东省教育厅公布了首批人工智能教育试点市、县（市、区）和试点学校。包括：4个人工智能教育试点市；15个县（市、区）为人工智能教育试点县（市、区）；721所人工智能教育试点学校。2019年9月25日山东省教育厅正式发布《山东省教育信息化2.0行动计划（2019—2022）》。其中第七项主要行动任务“开展普惠制创客教育，举办学生创客大赛，建立创客教育课程体系，推进人工智能试点区、试点校和创客教育示范区、示范校建设”，第八项主要行动任务“大力培育学生信息素养，将信息技术纳入初、高中学业水平考试。着力提升教师信息素养，开展校长信息化领导力培训，全面提升学校管理者信息素养。”机器人社团活动主要以讲授、辅导、组装、编程为主。学生将学习掌握机械、电子、结构和信息科学的相关知识，经过阶段性的学习后将参加全国青少年机器人等级考试（全国青少年机器人技术等级考试面向青少年群体的年龄为8-18周岁，学级为小学1年级至高中3年级。考试标准汲取国内外高校的人才选拔标准，支持创客教育的实践与工程化理念，全面考察青少年在机械结构、电子电路、软件编程、智能硬件应用、传感器应用、通信等方面的知识能力和实践能力。同时，符合人工智能进入中小学编程教育的主要技术框架。）；优秀的学生还将参加全国及省市相关的竞赛。本机器人社团课后服务以“大胆创新，挑战自我，服务未来”为宗旨，以“提高学生创新精神和实践能力，培养学生的科学思想、科技知识、科学工作方法等适应未来发展需求的基本素质”为目标，通过组织和指导学生学习机器人相关软硬件知识，了解未来机器人领域的发展趋势，倡导“科技创新，不畏艰难，勇于攀登，团结合作”的探究学习精神，努力成为未来机器人科技领域的开拓者和引领者。三.社团活动目标知识目标让学生了解“机器人”零件的搭建原理，掌握基本的机械原理，学会编写程序控制传感器和马达的运转，学会基本的图纸设计方法和撰写作品设计书，了解常见传感器的工作原理。能力目标①让学生根据自己的“梦想”设计作品、动手搭建，锻炼学生的创造意识和动手能力。②学生通过学习编写程序，锻炼学生的逻辑思维和控制能力。③通过演示现场让学生作演讲或答辩，锻炼学生在公共场合的表现能力。情感目标体会自主学习、合作学习与探究式学习的乐趣，锻炼交往能力，形成实事求是的科学态度和精益求精的科学精神，让学生充满社会责任感，激发学生的创造能力。四.社团活动常规设想每学期开学之初完成新社员的招募后，每周将以年级来分组正常开展活动，按照事先的学习计划完成相关基础知识和技能的学习，然后以小组为单位分别提出自己小组的创意设计方案，通过后小组成员全力以赴的完成作品，学期结束之前通过评判小组的评判得出每个小组的最终成绩。优秀的小组成员将有机会组织代表队代表学校参加学校之外的各种比赛。五.社员招募人数及要求每学期开始从三年级以上学生中招收新社员，各年级每年招收名左右。申请加入本中心的学生，必须具备的条件：1.为本校在册学生；2.自愿加入本社团；3.履行入社登记手续；4.热爱机器人科技相关专业方面的内容；5.有较强的探究学习能力，动手能力强，善于与人合作；6.学习刻苦，积极要求上进，不会影响正常的文化课学习。六．社团领导小组、指导老师领导小组组长：领导小组成员：社团指导老师：七．社团活动时间和地点活动时间；如有比赛任务再根据实际情况利用部分下午和周末的时间。活动地点安排在专用教室。适当时候组织到兄弟学校参观、学习和交流。八．活动内容学习机器人活动器材的基本知识、作品的设计、搭建结构、电子电路设计与搭建、智能程序编写与调试、智能控制作品演示。九．重点、难点和创新点活动重点：作品设计、结构体按需搭建。活动难点：程序编写、调试。活动创新点：如何充分利用机器人活动器材，拓展学生的思路，让学生无拘无束地自由创意和设计，从而培养学生的创造能力和创新精神。十．活动准备（1）学生的准备在全校学生中，通过平时观察和调查了解、自愿报名等形式，选出对此项活动有兴趣且具备一定基础和兴趣的学生，组建兴趣社团。（2）器材的准备A:学校集中采购一批机器人器材.B:家委会组织自愿报名学生家长统一采购（3）经费的准备学校自筹经费用于机器人设备的购买和部分新增零件及制作工具的购买、外出活动费用的支出、作品外加工的费用支出等。十一．活动具体内容青少年机器人教育第一阶段学习课表能力考级序号 内容 知识点 课时学习学习基本结构结构体、钉子、螺丝、楔形、螺旋、螺丝刀、扳1 ● ●手秋千 三角形稳定性、三角形实例、能量转换 1 ● ●跷跷板 杠杆五要素、杠杆平衡条件、杠杆分类 1 ● ●搅拌器 冠齿轮改向、齿轮加速、如何实现打蛋功能、轮1 ● ●轴省力如何实现时钟 同轴连接、底座搭建牢固程度、直角连接、齿轮1 ● ●传动方向、齿轮传动比起重机 定滑轮、动滑轮、动定滑轮组合、动定滑轮的区2 ● ●别烤肉架 齿轮传动、惰齿轮、齿轮减速、支架固定、把手1 ● ●运用手动电风二级加速、齿轮传动比、轮轴、底座运用1●●扇履带车链传动、轴传动、传动链、履带 1 ● ●1.基本结构认知，了解重心和重力的概念掌握六种简单机械原理（杠杆，轮轴，滑轮，斜面，楔，螺旋） 实操总结 1 ●了解齿轮和齿轮比的概念了解链传动和带传动的概念了解机器人常用底盘（轮式及履带）1.了解主流的机器人影视作品及机器人形象 理论总结2.掌握稳定结构和不稳定结构的特性 1 ●3.掌握齿轮组变速比例的计算44.熟练区分省力杠杆和费力杠杆5.熟练区分哪种滑轮会省力6.了解带传动和链传动各自的优缺点7.了解不同种类的齿轮12全国青少年机器人等级考试二级模拟全国青少年机器人等级考试一级模式、报名、答题步骤、内容详解1●青少年机器人教育第二阶段学习课表课 能力考级序号 内容 知识点时学习学习直升机 电机驱动、升力、流体力学、空气动力学 1 ● ●后轮駆动车轮子使用、摩擦力、前驱和后驱 1 ● ●机械尺蠖 棘轮装置、曲柄装置、双螺母结构、滑块机2 ● ●构石油开采机开采原理、曲柄结构、连杆结构、摇杆机构 1 ● ●稻草人 稻草人作用、皮带传动、运动方式比较 1 ● ●舂米机 水碓的原理、凸轮机构、减速装置 1 ● ●乌龟 电机安装、凸轮机构的特点、常见运动 1 ● ●挖掘机连杆机构、平行四边形、挖掘机分类和发展1●●9旋转杯行星齿轮、公转和自转2●●缝纫机 曲柄机构、滑杆机构、摇杆机构、间歇运动 1 ● ●六足步行机三角步态、六足运动方式、差速运动控制2●●器人1.了解中国及世界机器人领域的重要历史事件了解机器人领域重要的科学家了解重要的机器人理论及相关人物4.掌握凸轮、滑杆、棘轮、曲柄、蜗轮蜗杆理论总结 1 ●等特殊结构在生活中的应用掌握如何区分不同的曲柄连杆机构了解电机的工作原理了解摩擦力的产生条件和分类了解凸轮机构中从动件的运动轨迹1.熟练连接独立的电池盒、开关以及电机了解凸轮、滑杆、棘轮、曲柄、连杆等特 实操总结殊结构 1 ●掌握电机的应用，能够连接电机完成一定任务，完成旋转、往复、摇摆等动作全国青少年全国青少年机器人等级考试二级模式、报名、1 ●机器人等级答题步骤、内容详解考考试二级模拟青少年机器人教育第三阶段学习课表序号序号内容知识点课时能力学习考级学习1电子智能控制电子时代；开源硬件、Arduino、UNO控制器、UNO扩展控制；ArduinoIDE环境配置、米思奇编程环境控制；编程基本语法、编写基础程序“HelloWord！”2●●2炫彩流水灯电压、电流、电阻、电阻器、欧姆定律；常见电子元器件的认识、电路基本搭建；串联电路；并联电路；项目：程序控制LED灯；项目：完成炫彩流水灯的电路搭建、程序编写、程序智能控制。3●●3智能红绿灯程序的基本语法结构；蜂鸣器、信号灯、按键等基本器件的了解、认识、使用；项目：按键控制LED灯的使用；项目：程序控制，蜂鸣器的使用；项目：智能红绿灯的电路搭建、程序编写、程序智能控制；4●●4呼吸灯计算机进制的了解认识、进制的相互转换；电位器、光敏电阻、LED灯模块的认识、使用。项目：编写程序，获取电位器的模拟信号项目：编写程序，通过电位器智能控制LED灯的亮度项目：编写程序，通过光敏电阻控制LED等的亮度项目：呼吸的电路搭建、程序编写、程序的智能控制5●●5迎宾机器人舵机、超声波模块、超声波转接板、语音模块的了解、认识、使用；项目：编写程序，控制舵机的转动项目：编写程序，控