[课程与套件] 大疆创新RoboMaster中学机器人课程案

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管理员admin
2018-2-7 11:32:31 显示全部楼层

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一、   项目背景
深圳市大疆创新科技有限公司(以下简称大疆)是全球领先的无人机飞行器控制系统及无人机解决方案的研发和生产商。近年来,大疆高度重视机器人教育事业,在科普教育中发挥越来越重要的作用,受到国家及深圳市政府的大力支持。在新一代人工智能革命来临之际,同时为了积极响应国家科教号召,着力提升我市中学生创新素养,切实强化我市科技教育特色,大疆希望在基础教育阶段与各中学开展机器人教育的校企合作,共同培养更多面向高科技领域的新型人才。
中学开展机器人课程,有助于同学们在理论学习的基础上获得动手实践的机会,形成教育与实践的闭环,激发学生的创新思维,帮助他们在基础教育阶段就可以获得智能科技的启发。
机器人是现代工业中的重要分支,它涉及到机器人制造中的各个领域,在一定程度上代表着一个国家工业的尖端水平。机器人教育是集结构、机械、能源、控制等于一体的完整项目,机器人的教育重点是:学生以项目实践的形式进行学习,获得机械结构、软件编程和自动控制方面的知识,学生的创造性思维能力与解决问题能力得到发展。机器人教育的普及化、对造就创新型科技人才有着深远的意义,是符合《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020)》以及《国家早期人才培养规划纲要》的重要精神,为完成“中国科学梦”有极大的推动作用。
二、   RoboMaster机器人课程体系
  
课程
  
内容
适合对象
RoboMaster机器人入门
图形化编程开发、机器人设计思维教学
小学
  
(四至六年级)
RoboMaster机器人基础
机器人基础入门、机械结构拼装
初中
RoboMaster机器人中级
机器人基础技术学习、基础工程应用实践
高中
RoboMaster机器人高级
团队合作开发,自主设计机器人,完成拓展应用
高中
RoboMaster高中生夏令营
团队合作开发,自主设计中级机器人完成挑战任务
经选拔的优秀高中生
RoboMaster大学生夏令营
团队合作开发,自主设计高级机器人完成挑战任务
经选拔的优秀大学生
三、   课程特点
本课程由大疆创新工程师团队自主研发,凭借RoboMaster在大学生机器人赛事、高校产学研合作、高中生夏令营等教育领域的成功经验,结合高中生知识能力水平和STEM教育理念,推出了一套适合于高中生学习的机器人课程。
本课程拥有完善的机器人教育生态体系:课程、冬夏令营、比赛、高校资源,环环相扣,最科学合理的机器人课程框架:参照顶尖工科学生的机器人学习经验、并经专家老师指导,最强扩展性的机器人开发平台:最主流STM32开发板、大疆战车全开源代码,以及最贴合前沿科技的机器人套件:含减速无刷电机、麦克纳姆轮、云台、图传等前沿技术。
本课程将以精彩有趣的RoboMaster赛事为兴趣引入,以RoboMaster通用机器人为原型,讲授机器人学基础、软件开发、机械结构、控制理论、工程应用等知识,并配合实践课和结课项目,让学生进行任务实操。课程采用“情景引入-理论学习-模仿实践-赋能拓展-成果记录”的闭环教学法,在学习机器人基础知识后,学生不仅会完成基础实践,还能将所学的知识创意地应用在其他的领域。而在最终结课项目上,采用项目制教学法,学生需要利用所学知识,结合团队合作和项目管理能力,设计和制作机器人,完成挑战。

四、   课程大纲
                              
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五、   课程内容、目的及意义
本课程主要作为高中生学习机器人的入门基础,为有对机器人感兴趣的学生打开一扇门,也为学生未来的生涯规划和大学专业选择提供指引。
本课程主要分为四大部分,第一部分为机器人概述,讲述机器人的发展历史、构成、特征、应用等,第二部分讲述机器人的三大核心基础,控制器、传感器、执行器的原理及应用,第三部分介绍机器人常见的工程应用,包括C语言编程入门、控制技术、底盘驱动系统、云台技术等,第四部分为竞赛项目,学生组队完成项目挑战,在竞赛中应用所学知识。
本课程的意图是为没有或有一定机器人知识基础的学生提供系统的知识,让他们能够了解机器人的发展和未来方向,掌握机器人基础原理,理解机器人的常规工程应用,并能设计和制作简单的机器人,用以解决某些现实场景中遇到的问题,并培养学生的工科思维、团队合作能力、项目管理能力和对机器人学的热情。
六、   课程设置要求
课程名称:《RoboMaster机器人中级》
学生对象:高一、高二为主
人数要求:20/30/40或以上
授课模式:一般以每组5人,学生自由组队,组成双数支小组的形式进行。小组选出队长,带领协调团队分工,并辅助教师工作
授课时数:每节70分钟,30分钟理论课搭配40分钟实践课。每学期约14课时
场地要求:实践课需要有较大空间的实验室,同学可分组围坐而不是连排
设备要求:至少每组3台电脑,最好每人1台
师资要求:授课老师需有一定的理工科背景,对机器人领域有相关了解及强烈的兴趣。经大疆RM工程师进行师资培训合格后,方可进行授课
七、   课程管理
RoboMaster机器人课程的4大特点是:注重启发赋能、知识跨学科、实践为主、团队合作。在教学中,教师应注意抛弃传统的填鸭式教学,需以问题引导学生积极思考,从如何解决某个场景中的问题的角度,教给学生相应的知识点。在学生完成实践后,需要授人以渔,抛出新的问题,使得学生利用所学知识,去创新性地解决一些延伸的问题,而不是只会解决课本上的问题。
要引导学生积极参与实践,提升动手能力。鼓励学生多提出问题,多思考机器人学与其他学科如物理、数学知识的联系,团队成员积极进行交流。如发现学生间接受能力差异较大,应适当调整进度,加强对个别学生的辅导。应注重团队合作的学习方式,培养学生协作和沟通的能力,树立团队精神。
八、   课程评价
在课程中,学生按阶段学习机器人基础知识并完成实践任务,最终团队合作制作简易RoboMaster无人车进行项目竞赛。日常授课中,每位学生将配有《工程师之路》学习日志,在每节课后进行简单测验和学习日志记录,作为学习过程的日常考核;而最终项目中,学生提交的项目方案和项目进度表,以及最终项目的成果,可作为学生学习成果的最终考核。
教师可针对学生的参与意识、团队合作能力、知识掌握能力等方面进行考核。课程的评价方案,教师也可根据实际情况进行创新与调整,最终的项目也有非常多的操作方式,包括任务操作型、竞技型、创意设计型考核方式,课程所提供的方案,仅是一种参考。
    验收项目方案请参考课件《未来城市与无人车》
  
附:相关照片
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下士春晖中学-金老师
2018-7-2 09:45:57 显示全部楼层
把所有课件都放在这里貌似更加方便。

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下士春晖中学-金老师
2018-3-16 15:22:03 显示全部楼层
不错,很好的。

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版主chanson
2018-3-16 18:33:32 显示全部楼层
好羡慕
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上等兵againfly-hk
2018-5-1 16:13:19 显示全部楼层
作为一个小城镇的高中生羡慕啊

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上等兵hxk2312@163.com
2018-5-12 18:50:21 显示全部楼层
可以说非常优秀了

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