智能机器人课程标准

智能机器人课程标准

一、课程的基本理念

（一）关注全体学生的发展，着力提高学生的多元素养

普陀区智能机器人课程属「技术教育范畴，是以培养学生创新精神、实践能力为宗旨，以

提高学生的信息素养（利用信息技术的意识和能力）、技术素养（理解技术、选择技术、使用技

术、管理决策技术的能力）为目标的教育，是学生信息科技课程的延伸。智能机器人课程必须

尽可能的面向全体学生，必须为学生拓展信息技术、技术教育学习经历、行使受教育权利提供

机会和条件。要充分考虑到学生.在兴趣、生活经历、地域特征、文化背景等方面的差异，在课

程、教材、教学及其评价等方面鼓励多样性和选择性，以满足不同学生的不同需要，促使学生

的个性发展。

智能机器人课程应当避免机械的、单一的技能训练，强调学习中学生技能的形成、思想

方法的掌握和文化的领悟三者之间的统一，注重在拓展学生实践能力的同时.，促进学生创新精

神的发展。

（-）注重学生创造潜能的开发，加强学生实践能力的培养

学生的创新思维能力和创新实践能力体现在积极的求异性、敏锐的观察力、创造性的想象

力、独特的知识结构以及活跃的灵感与直觉以及实验动手操作能力、组织管理能力和创新成果

开发与转化的能力，捕捉和处理信息的能力等。涉及好奇心、自信心、责任心、进取心、竞争

意识、冒险精神、敢于否定与怀疑的意识、承受力、决断力和群体意识与团队合作精神等。在

智能机器人的活动过程中必须注重学生创造潜能的开发，加强学生实践能力的培养.

小学阶段是个性发展的重要时期,感情逐渐丰富，有意想象增强、创造成分增多，从以具体

形象思维为主要形式逐步过渡到以抽象逻辑思维为主要形式，思维缺乏批判性常以教师的言语

作为衡量事物对错的标准.在学习活动中，要充分发掘机器人内在的“魅力”，培养学生的学

习兴趣，活跃创造的欲望：应通过智能机器人设计、机器人技术试验等活动，让学生体验合作

学习、团队协作的方法、楫神；经历探究和创新的启蒙和过程，使学生的创造潜能得到良好的

引导和有效的开发，使学生的实践能力得到发展。

初中学生认知结构的各种要素迅速发展，认知能力不断提高，认知的核心成分一思维能力

逐渐在成熟，在向理论思维转化；抽象逻辑思维占优势地位，辩证思维和创造思维有了很大发

展：自我评价和自我控制能力明显增强；心理状态极不平衡，多种多样，偏差心理不时呈现。

在学习活动中，要进一步拓展视野，关注机器人技术发展对社会的影响；培养学生的学习兴趣,

增强创造的欲望：应通过智能机器人设计、机器人技术试脸等活动，让学生习惯合作学习、团

队协作的学习与研究方法；营造民主、活跃、进取的学习氛围来进行探究和创新，使学生的创

造潜能得到良好的引导和有效的开发，使学生的实践能力得到发展。

高中学生正处于创造力发展的重要阶段，他们的想象能力、逻辑思维能力和批判精神都达

到了新的水平。在学习活匆中，要鼓励学生想象、怀疑和批判，要营造民主、活跃、进取的学

习氛围：应充分利用智能机器人课程的内容载体，培养学生的学习兴趣，激发学生的创造欲望:

应通过智能机器人设计、机器人技术试验等活动，培养学生的探究能力和敢于创新、善于创造

的精神和勇气，使学生的仓J造潜能得到良好的引导和有效的开发，使学生的实践能力得到进一

步的发展。

（三）立足科学、技术、社会的视野，加强人文素养的教育

当代社会，技术与科学、社会的关系越来越密切。智能机器人课程应当通过具体的技术实

践使学生理解技术与科学的联系和区别，以及两者对社会发展、人类生活所具有的同等意义上

的重要作用，从而深化学生的认识，开拓学生的视野。与此同时，应注意将技术所蕴含的丰富

的人文因素，自然地融入智能机器人课程的教学之中，使其滋润学生的心田，提升学生的文化

品位和人文素养。

（四）紧密联系学生的生活实际，努力反映先进技术和先进文化

技术是不断发展变化的，它具有鲜明的时代印记。智能机器人课程应紧密联系学生的生活实际

选择课程内容，在注重课程内容的基础性、通用性的同时，注重它的先进性：应注意从学生现

实生活所接触的技术内容向现代技术和高新技术延伸，使学生有机会了解现代工农业生产和日

常生活中技术发展的崭新成果和未来走向；应让学生在掌握基础知识和基本技能的同时，有机

会接触到所能理解的最新发展成果和技术信息，从而领略到技术发展的内在动力和文化意义，

增强对当代先进技术及其文化的理解。

（五）丰富学生的学习过程，倡导学习方式的多样化

学生的技术学习过程应是主动建构知识、不断拓展能力的过程，也是富有生机、充满探究、

生动活泼的活动过程。在这个过程中，学生是学习的主体，教师是学习活动的引导者、帮助者，

更是学生的亲密朋友。在课程的实施过程中，应当从学生的实际出发，精心设计和组织学生的

学习活动；应当根据学生的身心发展规律和技术学习特点，指导学生采取自主学习、合作学习、

网络学习等多种学习方式，促进学生探究能力的提高，积极的情感态度与价值观的形成，以及

终身学习能力的发展。

二、课程的设计思想

（一）课程的模块结构

智能机器人课程设6个模块。其中2个必修模块，为《智能机器人基础知识》，《智能机

器人基础项目》。4个选修模块为《乐高机器人》，《能力风暴机器人》，《慧鱼机器人》《简易

机器人的制作》。教学时间为36~72课时。

1.课程的模块结构图

2.关于课程模块的说明

必修模块《智能机器人基础知识》通常在教学的开始阶段进行，涉及智能机器人的概念，基

本结构和工作原理，机器人的发展历史，机器人的应用。

教学可以根据设备条件选择使用乐高，能力风暴，慧鱼等类型的机器人作为载体。

必修模块《智能机器人基础项目》是需要进行的活动项目，是不论使用何种机器人都需要

完成的活动，是机器人设计和机器人技术的基础。

选修模块《简易机器人的制作》要求比较高，需要一定的专用器材和一定的电子技术基础.

教学可以按必修模块《智能机器人基础知识》，三选一模块《乐高机器人初步》、《能力风暴机

器人》、《慧鱼机器人》，必修模块《智能机器人基础项目》的顺序进行。有条件的再选择选修

模块《简易机器人的制作》

（二）关于课程标准结构的说明

《智能机器人课程标准》由课程理念、课程设计思路、课程目标、内容标准、实施是议及

案例等部分组成。

课程理念是进行课程设计、确立课程H标、选择课程内容、组织课程实施的思想基础，着

重列出涉及本课程理论与实践的几个主要问题，加以简要阐述，以便使课程实施者了解智能机

器人课程的基本思想，并使之贯穿于课程实施的全过程。

课程设计思路着重介绍本课程设计的基本思路、课程结构中的模块设置及其选修建议、课

程标准的结构及其使用方法等。

课程目标是依据课程改革的基本精神和技术课程的性质及任务提出的，是学生通过技术课

程学习必须实现的最低成就状态，是选择课程内容、实施课程教学、开发教学材料、进行课程

评价及管理的依据。智能机器人的课程目标紧紧围绕信息素养、技术素养展开，注重科学素养

与人文素养的结合，注重“知识与技能”“过程与方法”“情感态度与价值观”的统一，注重学

生创新精神和实践能力的培养，并形成智能机器人技术在:果程目标上的独特追求。

内容标准是从课程理念和目标出发，依据通用技术的特点和我区的教育现状提出的学生学

习内容及其要求的基准。智能机器人课程内容标准以模块中的每•个主题为陈述的基本单元，

每个主题的内容标准由若干个具体条目组成。每个标准条目除明确应学习的内容及应达到的要

求外，还根据需要进行了举例。这些例子是从技术的特性出发，对标准内容的解释或说明，以

使读者更好地理解标准的内容。每个主题除列出内容标准外，还提出了实现标准的一些活动建

议。对这些建议，教师和学生可以根据实际选择使用，也可自主设计其他各类活动。

实施建议是在课程实施层面上.对课程的教学、评价、教材编写、课程资源的开发和利用等

方面所提出的建设性意见，对技术课程的实施具有指导性和启示性，可供课程实施者参考。智

能机器人课程的实施建议注重新课程理念在实施过程中的具体应用，在简述相应的原则、方法

和策略的同时突出了重点：在仪器、设备、场地、专用教室、师资等方面也提出了因地制宜、

注重条件替代的思路，为各学校的课程实施留下了创造的空间。

案例具有解释、引导和启示功能，对理解课程标准具有辅助作用。智能机器人课程的案例

有些是专题性的，有些是综合性的，供课程实施时参考。

（三）关于目标要求的说明

本

各水平的要求内容标准中使用的行为动词

标

准

按

照

学

习

目

标

的

要

求

技

能

性

)

Fl

标

•

知低了解水平再认或回忆事实性知识;识说出、知道、了解、认识、熟悉

识

别、辨认事实或证据：列举属于某一

性

高概念的例子;描述对象的基本特征等。

目

理解水平把握事物之间的内在逻辑说明、理解、解释、比较、权衡、找出、

标

联系：新旧知识之间能建立联系；进选择、识别、调查

行解释、推断、区分、扩展；提供证

据；收集、整理信息等。

迁移应用水平归纳、总结规律和原掌握、分析、归纳、概括、确定、判断、

理；将学到的概念、原理和方法应用优化、改进

到新的问题情境中；建立不同情境中

的合理联系等。

技

低模仿水平在原型示范和他人指导下模仿、尝试

能

完成操作。

性

高独立操作水平独立完成操作；在评价会、能、学会、进行、完成、制定、识

目

的基础上调整与改进；与已有技能建读、绘制、画出、检测、安装、操作、

标

立联系等。运用、使用、选择

熟练操作水平根据需要评价、选择并掌握、实现、灵活运用

熟练操作技术和工具。

过经历（感受）水平从事并经历一项活感受、参与、经历、体验、交流、讨论、

程

目动的全过程，获得感性认识。观察、调查、参观

标

情

感

低反应（认同）水平在经历基础上获得关注、提出、获得、确认、欣赏、发现、

态

度并表达感受、态度和价值判断；做出判断

与高相应的反应等。

价领悟（内化）水平建立稳定的态度、养成、形成、具有、树立、确立、发展、

值

目一贯的行为习惯和个性化的价值观保持、噌强

标等。

三、课程目标

智能机器人课程立足信息技术教学的基础，以基础的、宽泛的、与学生日常生活联系紧密

的技术内容为载体，以进一步提高学生的信息素养、技术素养、促进学生全面而富有个性的发

展为目标。

通过本课程的学习，学生将进一步拓展信息技术、技术学习的视野，学会或掌握一些通

用技术的基本知识和基本技能，掌握技术及其设计的一般思想和方法；具有一定的技术探窕、

运用技术原理解决实际问题以及终身进行技术学习的能力；形成和保持对技术的兴趣和学习愿

望，具有正确的技术观和较强的技术创新意识；养成积极、负责、安全地使用技术的行为习惯,

发展初步的技术能力和一定的职业规划能力，为迎接未来社会挑战、提高生活质量、实现终身

发展奠定基础。

智能机器人课程注重学生创新精神和实践能力的培养，在实现以上目标的同时，，并着

力在以下几个方面形成目标上的独特追求：技术的理解、使用、改进及决策能力；意念的表达

与理念转化为操作方案的能力；知识的整合、应用及物化能力；创造性想象、批判性思维及问

题解决的能力；技术文化的理解、评价及选择能力。

（-）知识与技能

1.理解智能机器人技术的性质，了解智能机器人技术的发展历史和一些最新成果以及生

活和生产中的应用，能正确认识智能机器人技术对人们日常牛.活及社会产生的正反两方面的影

响，具有正确操作机器人基本技能。

2.了解传感器在智能机器人工作中的作用，理解红外、光敏、碰撞等传感器的工作原理

和在智能机器人中的应用。

3.了解智能机器人设计的基本知识，初步掌握智能机器人设计的一般程序和基本技能，能

对设计的过程、方案和成果作出比较全面的评价。

4.能从技术设计的角度理解结构、系统、流程、控制的一般概念，了解简单的结构设计、

系统设计、流程设计、控制设计的基本知识，以及这些知识在机器人设计中的内在联系和广泛

应用。

5.了解算法的概念和在机器人设计中的重要作用；能够用自然语言来描述机器人工作的

过程。

6.熟悉一种可视化窗口的程序设计，并应用于机器人的制作。

7.具有初步的技术试验的操作技能，能进行基本的技术测试和技术指标测量，会写简单

的技术测试和技术试验报告。

（二）过程与方法

1.经历根据生活和学习需要提出问题、并形成设计解决问题方案的过程，体验学习中应

用批判性思维和创造性想象能力的方法。

2.经历技术方案的实现或转化为作品的过程，初步学会模型或作品的制作、装配、调试

的方法。

3.经历作品制作中交流与评价的过程，学会在小组活动中进行学习的方法。

4.经历将结构、流程、系统与控制的基本知识应用于技术实践的过程，初步掌握结构、

流程、系统与控制的基本思想和方法，并能综合运用所学知识和技能解决一些实际问题，发展

创新精神和理论运用于实践的能力。

6.经历典型的技术设计、制作和评价的活动过程，初步掌握基本的技术学习方法和技术

探究方法，具有初步的参与技术活动的能力和使用技术及其产品的能力，发展技术的决策能力、

创新能力和终身学习能力。

（三）情感、态度、价值观

1.形成和保持充•技术问题的敏感性和探究欲望，领略技术世界的奥秘与神奇，关注

技术的新发展，具有对待技术的积极态度和正确使用技术的意识。

2.熟悉从事技术活动必须具备的品质，能够安全而又负责任地参加技术活动，具有良好

的合作和交流的态度，养成严谭、守信、负责、勤俭、进取等良好品质。

3.体验技术问题解决过程的艰辛与曲折，具有克服困难的勇气和决心，培养不怕困难、

不屈不挠的意志，感受解决技术难题和获得劳动成果所带来的喜悦.

4.认识技术的创造性特化，形成实事求是、精益求精的态度，培养富于想象、善于批判、敢

于表现个性、勇于创新的个性品质。

5.理解技术的文化特性和艺术特性，具有认识技术忻题的国际视野和全球意识，以及一定

的对技术文化的理解和选择能力。

6.理解科学、技术与社会的相互关系，增强劳动观念，具有敬业意识与创业意识，形成与技

术相联系的经济意识、质量意识、环保意识、伦理意识，以及主动参与当地经济建设的意识。

在课程实施过程中，知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的目标是一个不可分

割的整体，应注意融合与协调，努力实现三者的有机统一。

四、内容标准

必修模块一智能机器人基础知识

智能机器人的基础知识是学习实践创新课程的基石，通过本模块的学习，学生应该知道智能机

器人的概念，基本结构和工作原理，对进一步的学习产生浓厚的兴趣和强烈的欲望。

本模块有3个主题组成。

（-）智能机器人的概念

1.内容标准

（1）知道机器人有多种定义及多种定义的原因。

例1能用自己的语言描述“机器人三原则

例2能找到我国科学家对机器人的定义。

（2）知道工业机器人和自主机瑞人的区别。

例1区别“第一届机器人学术会议上对机器人的定义”和“1987年国际标准化组织对工业

机器人进行的定义”。

例2区别机器人与智能机器人的不同。

（3）了解智能机器人的发展与应用。

例1能用自己的语言或图描述“心目中的智能机器人”。

例2叙述家用智能机器人可以做的事。

2.活动建议

（1）通过小组的活动，寻找多个机器人的定义，了解机器人的应用现状。

（2）组织一次“10年后的机器人应用”畅想活动。

（-）智能机器人的基本结构

1.内容标准

（1）知道对比人的“结构”来认识机器人的结构要素

例能描述人眼睛、E朵、嘴巴、脑等器官在认识世界中的作用。

（2）知道智能机器人的系统组成。

例能讲述智能机器人由动力及运动、传感器组、控制部分及信息处理部分组成.

2.活动建议

（1）剖析一款机器人，认识各器件。

（2）以小组的合作开展学习活动，并有意识引导学生进行辨析、归纳从而不断建立、

更新关于机器人的知识体系。

（三）智能机器人制作入门

1.内容标准

（1）知道机器人运动的基本方式。

例1.能让电动机转动，井搭建减速装置。

例2.能搭建让机器人运动的小车。

（2）知道传感器的作用

例1.知道光敏传感器能将光“亮度”的变化转换成电信号。

例2.能识别三、四种传感器。

（3）会使用可视化编程软件

例1.能打开VJC软件，知道各模块的功能。

例2.能用自然语言表述机器人避障的过程。

例3.编写机器人走正方形、走园的程序。

（4）能制作简单功能的智能机器人

例1.知道制作智能机器人需要有根据项目需求经历项目分析、设计算法、编写程序、调

试运行等过程。

例2.会下载测试程序并熟悉智能机器人相关的技术参数。

例3.在智能机器人运行调试时，知道要观察并记录的现象，要分析、调整的参数。

2.活动建议

（1）以机器人避障碍为例说明感知、处理、行动的全过程。

（2）可视化编程学习是该单元的重点，要特别重视算法的教学。用自然语言表示算法不

仅关系以后的编程，也是学生可持续发展不可缺少的要素，教学必须给予关注。

（3）制作智能机器人的过程是培养实践动手能力，提高创新意识的途径，教学中要有意识的发

挥这一“载体”的作用，

（4）本主题的学习中，小组的合作活动是最有价值的，应该充分进行设计，特别既要使每个学

生积极性高度发挥乂要能相互协同完成项目体现群体的智慧。

选修模块一能力风暴机器人

根据各学校设备条件，此模块教学主要以能力风暴机器人（实体机器人AS-MH与虚拟仿真环境）

作为教学载体。通过学习，学生应该了解能力风暴机器人的类型和结构，学会拆装AS-MH机器

人，并在开展活动前完成机器人的自检测试及认识VJC1.6软件开发系统。其次，结合必修模块

-智能机器人基础项目，以能力风暴机器人AS-MII为载体，学会用VJC1.6图形化编程软件，

编程调试完成项目实践任务。

为了让部分学有所长的学生能够得到更大的发展空间，在拓展版块，根据各学校的设备条件，

还将涉及一些相关的机器人足球和火火竞赛的编程教学实浅活动，从而真正让机器人教育走进

课堂，开发机器人文化的教育功能和发掘智能机器人的教行价值。

本模块由以下4个主题组成。

（一）能力风暴机器人的类型与结构

1.内容标准

（1）了解能力风暴机器人的发展史及种类。

例能登陆WWW.了解更多种类的能力风暴机器人（如智能移动机器人越野型

AST32P、能力风暴竞赛机器人AS-MF、简化步行机器人、搭积木的机器手等创新机器人）

（2）知道能力风暴机器人AS-MH外观各部件的组成

例：能从俯视、后视和仰视的角度逐步认识能力风暴AS-MII各组成部件（俯视一一上盖、

主板、传感器、底盘，后视一一喇叭、LCD液晶显示屏、控制面板，仰视一一直流电机、主动轮、

导向轮、电池）

（3）识别能力风暴机器人AS-MII控制面板的各部件功能（充电指示灯、卜教口、充电口、

开关、“复位/ASOS”按钮、“运行”键、电源指示灯）。

例：找到充电口，尝试为机器人充电，并仔细观察充电指示灯的变化。

例：能尝试开关机器人，并观察电源指示灯及LCD液晶显示屏的变化。

例：尝试将串口通信线的一端接下载口，另一端连接在电脑机箱后面的一个九针串口上,

让机器人与计算机就连接起来了。

2.活动建议

（1）各小组自定视角，探讨能力风暴机器人AS-MII的组成部件。

（2）小组各成员尝试拿放能力风暴机器人AS-MH,归纳拿放的正确姿势。

（3）组织一次网络漫游活动，可登陆广茂达机器人网站了解能力风暴机器人的不同种类

和功能，也可登陆其他机器人网站了解相关信息。

（二）能力风暴机器人AS-MII组装与自检测试

1.内容标准

（D了解机器人组装所需工具。

例；识别螺丝刀（如十字螺丝刀）、老虎钳、镜子、硅胶枪、焊接工具、扎带、测电压表

等常用「具。

（2）拆装能力风暴AS-MH机器人

例：拆卸能力风暴ASTH的轮胎、电池板、上盖、传感器等，不建议拆装碰撞环。

（3）认识VJCL6软件开发系统

例：VJCL6是由流程图编辑界面和JC代码编辑界面组成的一种图形化交互式C语言。

例：进入流程图编辑界面，可以看到这样几个部分：菜单栏、工具栏、模块库、垃圾箱、

流程图生成区、JC代码显示区。

例：配置能力风暴智能机器人的型号。

（4）更新操作系统，下载自检程序，观察LCD电子显示屏变化。

例：尝试运行自检程序，进行:LCD液晶屏、喇叭、光敏、红外、话筒、碰撞传感器、运动

系统、光电编码器、扩展电机的检测，从而初步了解智能机席人各传感器和各部件的工作原理.

2.活动建议

（1）开展小组拆装能力风暴AS-MII机器人竞赛，由于教学时间限制，建议可拆装一至二

个部件，如滑轮或主板。

（2）以小组为单位，自定1—2个重点检测项目，并作好记录，汇报总结。建议进行红外检测时,

可用纸或书分别挡在机器人的不同方向，并移动，观察记录显示屏传感器数值的变化；又如光

敏检测，可将机器人放置于不同光亮度的地理位置，并观察记录显示屏数值变化.

（三）能力风暴机器人的项目实践

1.内容标准

（1）能运用VJC1.6执行器模块中的常用模块完成机器人的简单实践活动。

例：学会调整“启动电机”中左右电机速率改变机器人运动轨迹。

例：尝试运用“发音”和“显示”模块让能力风暴机器人唱歌和发言。

例：能尝试运用“前进”和“转向”模块让机器人写出1一9数字。

（2）了解顺序结构相循环结构，简化程序。

例：尝试比较用“直厅”和“转向”模块编写机器人走正方形顺序结构的程序，和用“多

次循环”模块编写的循环结构机器人走正方形的程序。

（3）了解传感器模块库，并完成相应实践活动任务。

例：运用“亮度检测”模块让机器人寻找蜡烛，运用“声音检测”功能启动机器人，运

用“碰撞检测”和“红外检测”让机器人躲避障碍物，走左宫等。

2.活动建议

（1）几何搭建（机器人走直线；机器人画钝角、直角、锐角；机器人学写数“1一9”，机

器人走三角形；机器人走正方形、机器人画房子等）

学会使用“启动电机”、“停止电机”模块，并通过调整参数，让机器人直行；知道和使

用“执行器模块”中的“直行”和“转向”模块相关知识点：学会使用“控制模块库”中的“多

次循环”模块简化程序；通过比较，初步了解顺序结构和循环结构；在调试中，调整参数，成

功完成项目活动。

（2）音乐创作（机器人学唱儿歌；机器人乐队等）

学会用“发音”模块编写程序，让机器人学唱儿歌；了解音乐常识，如音长、音高、休

止符的不同作用；小组合作，组成机器人乐队，自编小乐曲。

（3）警笛声声（机密人碰障警示、机器人避障等）

学会用“红外测障”、“碰撞检测”模块编写程序，上机器人发现障碍物后发出报警的声

音；学会用“红外测障”模块编写程序，让机器人发现障碍物后及时避开；了解程序的选择结

构。

（4）勇闯迷宫（机渊人折返跑、机器人走迷宫等）

小组合作通过障碍物的设置来搭建迷宫：学会用“红外传感器”检测三个方向的障碍，并

结合使用“直行”和“转向”让机器人折返跑或有效躲避障碍物。

（5）黑洞之谜（机器人找光源）

学会用“传感器模块库”中的“亮度检测”模块编写程序，帮助机器人寻找烛光：会用“执行

器模块库”中的“显示”模块显示变量的值。

（四）能力风暴机器人竞技场（拓展）

1.内容标准

（1）了解当前全国级、市级、区级机器人竞赛项目及规则。

例：在世界上比较有影响的赛事主要有两个，一个是由国际机器人足球联合会（FIRA）组

织的微机器人世界杯Mirosol,另一个是由国际人工智能协会组织的机器人世界杯RoboCup。

（2）足球机器人的结构和程序简介

（3）灭火机器人的结构和程序简介

2.活动建议

（1）可组织学生网络漫游活动，或观看比赛的照片和视频及文字介绍，并相互交流。

（2）有条件的学校可组织学生进行足球及火火比赛的尝试。

必修模块一一智能机器人基础项目

智能机器人具备形形色色的信息传感器，如视觉、听觉、触觉、嗅觉等。除具有传感器外，它

还有效应器，作为作用于周围环境的手段。必修模块《智能机器人基础项目》是不论使用何种

机器人都需要完成的项目活动，是机器人设计和机器人技术的基础。

通过本模块的学习，学牛.能够根据项目需求经历项目分析、设计算法、编写程序、调试运

行等过程，理解红外、光敏、碰撞等传感器的工作原理和在智能机器人中的应用，并能通过流

程图或代码编写的方式为机器人编写程序，完成单一任务和综合性的项目任务的设计与制作。

教学中要重视学生合作能力和创新思维的培养，鼓励学生通过小组同伴间的讨论、互助共

同分析与解决问题。在课程标准提供的“实施建议”之余、鼓励学生开拓思路，设计出具有一

定可行性的智能机器人项目。

本模块由3个主题组成：

（一）智能机器人性能测试

1.内容标准

（1）进一步熟悉传感器在智能机器人工作中的作用。

（2）深入理解红外、光敏、碰撞等传感器的工作原理和在智能机器人中的应用。

例.刚出厂的机器人，通常都有自检程序储存在里面。运行自检程序，就是给机器人检

查身体，观察机器人各部分功能是否正常。如果机器人已经被使用过，可能内存里已经没有了

自检程序，则可以通过机器人编程软件下载自检程序。

通过自检程序的运行，可以观察到智能机器人的液晶屏、喇叭、光敏传感器、红外传感

器、话筒、碰撞传感器、运动系统等多项项目指标，从而理解智能机器人各传感器和各部件的

工作原理。

（3）通过编辑简单的测试程序，学会测试红外、光敏和碰撞等传感器的灵敏度，并根据

实际需要对传感器进行微调。

例.用流程图或程序代码编写一个智能机器人红外传感器的测试程序，将其下载到机器

人后.按下机器人的“运行”键，用一张白纸分别挡在机器人的前方、左方和右方，并移动纸

张，认真观察纸张与机器人之间的距离，及机器人显示屏上红外传感器数值的变化。

（4）体验运用流程图和代码两种方式为机器人编写程序的过程和方法。

2.活动建议

（1）后续的所有项目活动中，都将以小组合作的形式开展探究活动，所以有必要先成立

探究活动小组。分组要求：①以3-4人为一个小组，并且填写好相关的小组信息。②小组内成

员分工协作，可设立编程员、操作员、记录员等角色，并在每次活动中互换角色。③要对整个

活动过程做好完整的记录。

（2）通过智能机器人自带的自检程序对机器人的各项功能指标逐一检查，并做好相关的

记录。

（3）运行智能机器人自带的表演程序，了解并思考机器人能够做什么.

（4）智能机器人通常都有打外传感器、光敏传感器、碰撞传感器、声音传感器和地面灰度传感

器等，凭借这些传感器，机器人就有了视觉、听觉和触觉。但是，每个智能机器人的传感器灵

敏度是不同的，有些还需要根据任务需求作一些调整，使得它的敏感度处在一个合适的范围之

内。因此，可以动手编写一些小程序，卜.载到机器人上来进行测试和调整，从而学习如何测试

红外、光敏和碰撞传感器的灵敏度，以及怎样进行微调，使它符合项目的要求。

（二）单任务项目设计

1.内容标准

（1）了解智能机器人执行器模块库中常用模块的参数设置方法。

例.“前进”、“转向”模块中“速度”与“时间”两个参数改变对机器人运行轨迹的影

响。

（2）比较“多次循环”、“永远循环”、“条件循环”等模块的不同功能。

例.“多次循环”模块中可以设置循环的次数，通常运用在预知循环次数的情况下；而

“永远循环”模块则需要人为的干预才能让机器人停止运动，通常运用在无法预知循环次数的

情况。

（3）掌握“红外测障”、“碰撞检测”等传感器模块先检测再判断的设置方法。

例.在“机器人折返跑”项目中，需要设置.机器人的红外传感器在一边前进的同时一边

不断地采集红外检测数据，并不断地进行判断“前方是否有障碍物”，如果检测到障碍物则掉

头跑，如果没有检测到障碍物则一直向前。

（4）经历项目活动中发现问题、讨论问题、解决问题的过程，体验通过小组成员间的互

动合作共同完成任务的学习方法。

2.活动建议

（1）机器人赛跑

机器人赛跑不同于玩具车的“赛跑”，不能用遥控器控制车的运动，无论是有线方式还

是无线方式都不可以，这就是让机器人实现全自主运动方式的基础。即将机渊人放在起跑线上

之后，打开电源，机器人就能自主地向前跑，根据不同的赛程长度，设计机器人“前进”模块

的参数。

（2）机器人折返跑

这个机器人活动项目是让两个机器人同时从起点出发，跑向前方的障碍物，在触型后立

即返回跑向起点位，先到达起点线者获胜。

（3）机器人寻迹走

设计一个环形的或“8”字形的轨迹线，让机器人跟着轨迹线行走。

（4）机器人接力赛

机器人接力赛是由3人机器人组成一队的比赛项目，比赛要求将3个机器人以间隔1米的距

离分别摆放在•条直线上。比赛开始，第•棒机器人起跑，撞到第2棒机器人后第1棒停下；第2

棒机器人起跑，第2棒机器人撞到第3棒机滞人后停下；第3棒机器人起跑，当第3棒机器人发现

终点的障碍墙时，要在障碍墙前15cnr20cm处停下。比赛的胜负由每队完成比赛所用的时间多少

决定，最快的队获胜。

（5）机器人走正方形

如果教室地板的地砖是正方形的，我们就有一个让机器人走正方形的场地了。这个项目是

设计让机器人沿着地板砖的外边缘走一圈，并能够回到起点。

（三）综合性项目设计

1.内容标准

（1）知道让机器人同时执行不同程序的方法

例.体验让机器人边唱歌边“跳舞”的项目实施

（2）能够设计涉及K同运动方式，多个传感器协同工作的机器人

例.制作声音启动的机器人折返跑

（3）乐意按“项目”实施的规范，体验知识管理的初步知识

例.根据灭火项目的要求，经历项目分析、设计算法、编写程序、调试运行等过程体验

项目的知识管理“规范”

2.活动建议

（1）需要小组的群体智慧来实施综合的机器人项目，小组的合作学习方式是不可缺少的

活动。

（2）机器人追星族、机器人打招呼、机器人回家、机器人走迷宫都是可以选择的项目

选修模块一简易机器人制作

简易机器人的核心元件是单片机。单片机技术是计算机技术的一个分支，日常生活中的VCD

机、DVD机、数字电视机、自动洗衣机、空调及其遥控器等设备都使用着各种各样的单片机，同

时，在工业控制、智能机器、智能武器、智能化仪表和仪器等领域，它也有广泛地应用。

通过本模块的学习，学生应该知道简易机器人制作中单片机和机械传动的基本知识，能设计与

制作由单片机和传动机械等组成的简易机器人或简单的自动控制系统。

教学中要重视使川计算机技术提供的学习平台，突出简易机器人的实际应用，合理选择价格低

廉、可多次烧结的单片机型号和通俗易懂的单片机编程语言。注意应用实例的典型性，着重系

统和技术试验等技术思想方法在设计过程中的具体运用，力争达到举一反三的效果。

木模块由3个主题组成：

（一）单片机及其控制程序

1.内容标准

（1）知道单片机的特点及应用。

（2）知道单片机的基本组成及工作过程。

例1单片机由中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出接口以及连接这三部分的总线组成.

例2单片机执行一条完整的指令必须经过提取指令、分析指令和执行指令三个过程。单

片机中的每条指令都分别存放在专门的存储器（ROM）中。

（3）了解一种单H机汇编语言，掌握一种单片机常用的汇编语言指令。

例1单片机使用的C语言。

例2指令就是控制单片机进行各种操作和运算的命令，由操作码和操作数两部分组成。

例3汇编语言的常用指令有数据传送指令、算术运算指令、简单的控制转移指令、简单的

位操作指令等。

（4）学会用指令编制简单控制的程序，并能根据试验进行修正。

例用单片机控制发光二极管完成下面的程序：先是发光二极管全部熄灭，然后二极管

全部发光，接着二极管间隔发光，再回复到全部熄灭，并一直不断地反复循环。

2.活动建议

（1）调查一个交通路口的行人流量、自行车流量和汽车流量，制订出交通红绿灯翻转时间间隔

的合理方案，设计和制作一个用单片机捽制的交通信号灯捽制模型，并进行模拟试验°

（2）采用分组的形式，设计不同的程序，使单片机控制的彩灯组出现各种不同的发光形式，如

奇数发光二极管发出闪光、偶数发光二极管发出闪光和逐个发光。在电子实验板上.搭接电路进

行试验，并将这些设计成果应用于实际。比如，为广告牌四周设计和制作一个逐个闪烁发光的

循环彩灯组。

（二）单片机与控制电路

1.内容标准

（1）了解电子控制系统的基本组成，知道单片机是一种使用广泛的控制电路。

例电子控制系统由输入、控制和输出等三个部分组成。

（2）知道常见的传感器及其作用。

例光敏传感器能把光信号转变为电信号。

（3）了解继电器的结构和工作原理，并能掌握简单的使用方法。

（4）能用传感器、单片机和继电器等安装一个简单控制装置，并进行试验。

例用光敏传感器、单片机和蜂鸣器等设计和安装的一个遮光报警装置。

2.活动建议

设计由传感器、单片机和发光二极管等组成的1〜3种在夜晚才能工作的循环彩灯控制系统，并

在电子实验板上搭接电路后进行试验。

（三）单片机与传动机械

1.内容标准

（1）知道一般机械的组成，了解常见的机械传动的方式。

例1机械一般由动力部分、传动部分、执行部分和机体组成。

例2常见的机械传动有带传动、链传动、齿轮传动和平面连杆传动等。

（2）了解常见齿轮传动的特点、形式和应用，会计算简单的齿轮传动比。

例1常见的齿轮传动有圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动、蜗杆传动和齿条传动等。

例2蜗杆传动具有传动比大、传动平稳、能自锁等特点。

（3）能按照装配图样安装简单的齿轮装置，并进行调试。

例装配电动玩具中的齿轮箱。

（4）了解常见的连杆传动机构的结构及其应用，能设计和制作简单的连杆装置。

例1收缩门、支架式工具箱中的平行连杆机构，缝纫机脚踏板的曲柄连杆机构。

例2以竹片和细竹管等为材料制作的可缩放毛巾架。

（5）能设计一个简单的电动机械，并进行安装和调试。

（6）能设计和制作一个由传感器、单片机、继电器、电动机和传动机械等组成的简易机器

人或简单的自动控制系统，并能通过试验完成2〜3个规定的动作。

例某电动机械模型行进中完成了下列规定动作：在碰到障碍物之前便能自动后退，并发

出“倒车、倒车”的声音。

2.活动建议

（1）调查周围环境中的机械传动装置，分析其结构和工作过程，画出简单的结构草图。如

伸缩晒衣架、挖土机的机械手臂、消防车的升降云梯等。

（2）分组设计和制作一个简单的机械手模型，用它完成夹取和释放一只乒乓球的动作，并

进行小组交流。

（3）设计并制作由玩具电动机、模型齿轮箱和连杆机构组成的能两腿步行（或爬行）的简

单机械模型，并在运行试验后调整结构的稳定性。

（4）设计和制作一个由单片机控制的电动四足爬行（或两腿步行）的机械模型，旦完成前

进、停止、眼睛闪烁、发声和后退等动作。

（5）以小组学习的方式，先设计一个简易机器人模型，要求完成下列动作：在它行进的正

方向上遇见点燃的蜡烛时，能自动停止，并启动模型携带的电风崩将蜡烛吹灭.然后组内分工

制作，并组装调试、交流和评价。

五、实施建议

教学建议

教学是学校实现课程Fl标的主要途径，教师的角色转换和学生学习方式的改善是实施有效教学

的关键，是课程改革成功的保证。

为实现本课程目标，结合课程的设计思想和教学实际，提出如下教学建议：

（一）引导学生亲历设计的过程

设计是技术活动中的核心过程。在教学中，应让学生亲历由一系列环节组成的设计活动。

首先，教师要重视学生的全员性参与。教师应密切结合学生的生活经验，重视改进教学方法，激

发学牛对技术问题的兴趣和研究愿望,并注意发挥每个学牛的积极件，最大限度地开发每个学

生的潜能，促使其主动、有效地参与设计过程，获得直接经验。其次，要强调学生的全程性参

与，即每个学生都必须经历设计方案的形成过程、方案转化为作品的过程、交流和评价的过程。

为此，教师应注意保持学生学习兴趣的稳定性和持续性，引导学生从多个角度提出问题，用多

种方法解决问题，运用各种技术交流和评价手段丰富设计过程，以使学生获得比较完整的体验。

在设计的教学过程中，教师还要以引导者的身份创设一种开放、民主、活跃、进取的学习

氛围，鼓励学生展开想象，大胆创新，使设计真正成为生动活泼、师生互动的过程，使全体学

生在设计过程中都得到发展。

（二）重视技术思想和方法的学习指导

在解决具体技术问题的过程中，要重视对学生进行技术思想和方法的学习指导，并把

它贯穿在整个教学过程中。

在教学中，教师要精心挑选一些集中体现技术思想和方法的技术设计实例，引导学生

使用技术思想和方法这把“钥匙”，去打开技术问题的“大门”，从而去体验、领悟技术思想

和方法的真谛。

技术思想和方法的获得并非通过一次实践就能解决，而要经过“实践一认识一再实践一再

认识”的多次循环。

（三）重视机器人仿真试验的教学

仿真试验是解决技术问题的一个重要方法。

智能机器人的教学初期，可以根据教学实际，结合学校的具体情况，采用模拟试验的办法。

二维或三维的机器人仿真实验可以成为初期实现激发兴趣、学会算法，编写流程等教学要求的

手段和方法。

（四）倡导学习方式的多元化

要针对不同的学习内容和学生差异，选择模仿、合作和研究等不同的学习方式，促进

学生在教师指导下主动地、富有个性地学习。

模仿是一种学习方式，它在工具的操作技能等教学中有着广泛的应用，但要防止把它作为

唯一的教学方式。

应特别重视合作学习方式在技术教学中的应用。可以让学生分工协作设计作品来完成某个

技术任务。在合作学习过程中，要注意调动每个学生的主动性与积极性，注重分工的合理性和

均衡性；发挥小组全体成员的作用，形成优势互补；激发每个小组团体成员的集体荣誉感，加

强成员之间、小组之间的及时沟通和交流，培养人际交往和沟通能力，形成与他人协作、分享

与共进的态度和团队精神。

此外，要积极渗透研究性学习的方式，改变以往的教学过于偏重接受性学习的倾向，促进

课内外的沟通，加强学生学习的自主性，提高学生的技术来究能力。

（五）加强对学生的个别辅导

由于智能机器人课程内容之间的联系十分紧密，同时学生的接受能力也各有差异，所以在

学生的学习过程中，容易出现分化现象。特别是调试中，有些学生如果得不到教师的及时辅导

和具体帮助，往往会造成学习的中断，甚至还会干扰正常的教学秩序。因此，在技能操作方法

教学和学生动手实践过程中，教师要加强巡视，注意教学信息的及时反馈，根据不同情况，采

用小组辅导、个别辅导和学生之间互帮互学等多种方式，及时给有困难的学生提供帮助。在辅

导过程中，要重视对所出现的技术问题的分析和方法上的指导，防止出现教师代替学生操作的

现象。

在制作过程中，有的学生如果提前完成任务，教师可以及时聘请他当“小老师”，辅导有

困难的学生，分析出现问题的原因；或者对这些学生提出更高的要求，让他们继续进行研究和

改进。

（六）加强教学研究

要根据本标准的要求，结合学校的实际情况，立足于教学的具体问题，通过讨论、听课、

公开教学、课题研究、教学评比等各种形式，加强对本课程的教学研究。学校（或校际）应建

立技术教研组，组织教师探讨教学中的问题，开展教学经验和研究成果的交流，从而促进课程

资源的开发，提高教师的教学能力。

六、评价建议

智能机器人课程的评价是对学校推进实践创新课程（一个方面）定性定量的描述，反

映领导的决策力，管理的规范度，课程学习的有效度等情况，是课程发展不可缺少的要素。

智能机器人课程学习的评价是指对学生在知识与技能、过程与方法及情感态度与价值观

等方面的学习过程和发展状况进行定性定量的描述。合理的评价可以使学生了解自己在技术学

习中的特点、已有成绩和不足之处，也可以帮助教师调整和改善教学行为，进而促进学生和教

师的共同发展。

可以考虑用定性描述与定量来评价课程学习的有效性，但需要进一步研究和探索。

（一）评价的原则

1.发挥评价的激励、诊断和发展功能

评价时，要注意通过多种方式和手段关照不同水平的学生在不同方面的发展，增强学生

学习的兴趣和积极性，避免用一把尺子、一个标准衡量学生。要通过有针对性的评价改善教师

的教学，使所有学生在原有基础上都得到发展。

2过程评价与结果评价相结合

评价不仅要关注冬生技术学习遍结果，更要注重学生在技术活动过程中的收获和对技术

思想和方法的理解及体验，应把学生在技术学习过程中的参与程度、参与水平和情感态度等作

为评价的重要指标。

3.全面评价与单项评价相结合

智能机器人课程学习的评价不仅关注学生的知识和技能的获得情况，更关注学生学习的

过程与方法、情感态度价值观的发展状况。因此，在评价中要注重多方面的评价以促进学生的

全面发展。与此同时，应根据不同的课程模块、不同的技术学习内容、不同的技术学习阶段确

定不同的评价项目，以提高评价的针对性和有效性。

4.阶段性评价与日常性评价相结合

对学生的技术学习既要有统一的、阶段性的评价，如某一模块教学结束之后的测试或对

作品的评价，又要在学生的学习过程中根据具体情况予以口常性的随机评价。在学生学习过程

中，教师对学生的微小进步、对学生的特殊表现予以及时、适当的评价，往往起到意想不到的

效果。教师在学生的技术学习过程中要善于捕捉评价的最佳时机，要关注学生在设计和制作关

键环节中的表现