机器人创客教育体系

机器人创客教育体系是由国际机器人创客联盟联合国内外高校成员,在上百所高校及中小学机器人创客教育经验、国内外先进STEAM教育理念的基础上设计而成。

该体系采用全球最大的开源硬件Arduino和MIT开源编程环境Scratch,包含机器人创客课程知识体系、培训认证体系、等级考试体系和全国机器人创客竞赛体系四大体系,是目前由国内高校联盟提出的第一个权威性机器人创客教育体系。

  • 课程知识体系

    机器人创客课程知识体系将机器人相关的知识和技能组织为系统化的课程知识,包括机械结构、电子电路、编程控制和创造思维四个方面的内容。

    课程知识体系共分为六个等级,循序渐进地涵盖幼儿园、小学、初中、高中直到大学所有教育阶段。其内容不仅包含系统的课程知识,还包含丰富的实践活动以及相应的软硬件工具,让学生在实际操作之中掌握机器人知识和技能。

    第一级(幼儿园)
    学习体系对应课程对应器材
    机械结构

    简单结构与设计、复杂结构与设计、动力结构与设计

    知识点:

    1. 交叉搭建
    2. 中心对称原则、平衡原理
    3. 重心原理
    4. 稳定结构
    5. 三角形的稳定性
    6. 底座支撑

    结构动力课程 1塑料套件
    第二级(小学)
    学习体系对应课程对应器材
    机械结构

    1. 认识基础结构,连接方式,学会基础搭建
    2. 掌握简单机械原理:杠杆原理、齿轮传动、平行四边形结构
    3. 掌握结构的基础稳定性原理:三角稳定
    4. 平行四边形伸缩原理
    5. 杠杆原理的应用
    6. 橡皮筋的弹性势能应用
    7. 摩擦的利用和减少

    结构动力课程
    2 / 3 / 4

    塑料套件

    3D打印套件

    KenRobot图形化在线编程平台

    电子电路

    1. 认识各种传感器和显示模块
    2. 认识电机、舵机等动力单元
    3. 了解遥控器并掌握使用原理

    编程控制

    了解图形化编程,并掌握简单程序

    创造思维

    科学材料:认识常用产品材料

    科学与美学:培养美学意识

    科学与思维:学会观察

    第三级(小学)
    学习体系对应课程对应器材
    机械结构

    1. 复杂机构搭建(各种角连接、螺丝连接)
    2. 各种传动方式(齿轮、齿条、带轮)
    3. 简单运动平台搭建(三轮车、四轮车)
    4. 齿轮联动
    5. 特殊齿轮的使用
    6. 齿轮多级减速原理和应用
    7. 四杆机构应用
    8. 认识和使用图形化编程控制小车
    9. 学习使用一些传感器完成简单任务:红外障碍传感器、超声波传
 感器、声音传感器

    编程课程
    1 / 2

    KenRobot图形化在线编程平台

    金属套件-基础版

    3D打印机

    Sketchup三维建模软件

    小车床等工具

    电子电路

    简单传感器原理(温度、湿度、光照、开关、按键)

    编程控制
    1. 小车的运动控制(前进、后退、避障)
    2. 传感器加装
    3. 图形化编程
    创造思维

    科学与技术:常用工具认知与使用,3D建模基础-直面,根据图库修改

    科学与思维:联想创意

    科学与美学:产品设计思维

    第四级(初中)
    学习体系对应课程对应器材
    机械结构

    1. 复杂传动方式(螺纹、螺杆、滑轨)
    2. 运动平台搭建:履带
    3. 机器仿生结构

    编程课程
    3 / 4

    金属套件-中级版

    KenRobot图形化在线编程平台

    3D打印机

    Sketchup建模软件

    Mindmanager思维导图工具

    电子电路

    1. 传感器分类认知(IO\AD\串口)
    2. 认识电子元器件(电容、电阻、三极管)
    3. 认知单片机

    编程控制

    1. 标准流程图基础
    2. 标准流程图编程
    3. 基本控制单元(循环、判断)
    4. 循线控制(单传感器、双传感器、三传感器)
    5. 了解变量概念
    6. 了解输入、输出基本分类

    创造思维

    科学与技术:3D建模进阶-曲面

    科学与思维:项目思维导图

    科学与美学:仿生设计

    第五级(高中)

    (以比赛为检验的项目式教学)

    学习体系对应课程对应器材
    机械结构

    1. 机械制图基础
    2. 综合机械设计(项目化教学)

    高级课程
    1 / 2

    金属结构、传感、动力、运动等套件

    KenRobot在线IDE编程平台

    面包板、元器件

    3D打印机

    Sketchup建模软件

    水中机器鱼/空中四旋翼

    电子电路

    简单电子电路焊接

    工具使用:万用表、示波器等

    编程控制
    1. 任务分析、拆解
    2. 复杂流程图
    3. 语句编程基础
    4. 复杂运动控制
    创造思维

    科学与技术:产品机械设计(项目化教学)

    科学与思维:团队创新(项目化教学)

    科学与美学:产品外形设计(项目化教学)

    第六级(大学)

    (以比赛为检验的项目式教学)

    学习体系对应课程对应器材
    机械结构

    1. 整体设计

    进阶课程
    1 / 2

    金属结构、传感、动力、运动等套件

    工业生产线模拟套件

    KenRobot在线IDE编程平台

    项目管理软件;

    水陆空相关产品

    电子电路

    1. 简单模拟电路(比较、放大、分压)
    2. 简单数字电路(继存器、锁存器、3-8译码器)

    编程控制
    1. Arduino IDE
    2. Arduino C语言编程
    创造思维

    科学与思维:团队创新

    科学与管理:项目管理Project

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  • 培训认证体系

    机器人创客培训认证体系分为创客学生培训和创客师资培训两部分,分别为学生和教师提供权威性的培训课程。经过培训的学生可以参加机器人创客等级考试,而教师则可以参加机器人创客教师等级考试。

    学生:

    联盟将授权成员单位和培训机构,结合机器人创客课程知识体系,为创客学生提供培训课程。成员单位或培训机构是否具备培训条件将由机器人创客培训工作专家委员会评判。

    教师:

    联盟将联合高校共同建立机器人创客师资培训基地,对教师进行授课内容以及授课技巧方面的培训,从而为创客学生提供经过专业培训及严格认证的创客教师。

  • 等级考试体系

    机器人创客等级考试体系面向创客学生和创客教师,为他们提供权威性的等级考试和等级认证。

    学生:

    机器人创客等级考试体系与课程知识体系相结合,分为六级,一级、二级将采取远程考核的形式,三级至六级将采取以赛代考的形式。学生在通过等级考试之后,将获得相应的全国机器人创客等级证书,该证书拟由北京大学继续教育学院颁发。

    教师:

    教师在经过培训之后,可以参加机器人创客教师等级考试。通过考试之后,将获得由北京大学继续教育学院(拟)颁发的全国机器人创客教师等级证书。成为正式的机器人创客教师之后,便可以在机器人创客培训机构任职,甚至设立自己的培训机构。

  • 创客竞赛体系

    机器人创客竞赛体系分为市级、省级和全国三个等级,是面向全国大学生和中小学生的机器人竞赛体系。联盟将依托此体系,在全国范围内组织并实施机器人创客大赛。全国机器人创客大赛组委会将评判各省、市高校是否具备条件组织创客大赛,具备条件的高校将获得联盟的授权。

    2016国际水中机器人大赛暨第一届全国机器人创客大赛将于10月22至24日举行,主办单位为国际水中机器人联盟和国际机器人创客联盟。支持单位为联合国教科文组织产学研教席和国际创客教育联盟。

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