乐高机器人培训课程

乐高机器人培训课程（通用10篇）

篇1：乐高机器人培训课程

乐高机器人课程

Lego Mindstorms（乐高机器人）是集合了可编程Lego砖块、电动马达、传感器、Lego Technic部分（齿轮、轮轴、横梁）的统称。Mindstorms起源于益智玩具中可编程传感器模具（programmable sensor blocks）。第一个Lego Mindstorms的零售版本在1998年上市，当时叫做Robotics Invention System(RIS)。最近的版本是2006年上市的Lego Mindstorms NXT。

乐高机器人套件的核心是一个称为RCX或NXT的可程序化积木。它具有六个输出输入口：三个用来连接感应器等输入设备，另外三个用于连结马达等输出设备。乐高机器人套件最吸引人之处，就像传统的乐高积木一样，玩家可以自由发挥创意，拼凑各种模型，而且可以让它真的动起来。

机器人是一门涉及机械学、电子学、工程学、自动控制、计算机、人工智能等方面的综合性学科，以培养学生的科学素养和技术素养为宗旨，以综合规划、设计制作、调试应用为主要学习特征的实践性课程。在拓宽学生的知识面，促进学生全面而富有个性的发展上起着不可替代的作用。

随着科学技术的发展，特别是人工智能与机器人的结合，机器人不再局限于工业应用和研究所内，它已经进入教育领域。国内外教育专家指出，利用机器人来开展实践学习，不仅有利于学生理解科学、工程学和技术等领域的抽象概念，更有利于培养学生的创新能力、综合设计能力和动手实践能力。机器人教育在基础教育越来越受到人们的关注。

我国自2001年举办首届全国青少年机器人竞赛以来，在竞赛的带动与促进下，全国各地展开了校本课程、课外科技小组、选修课等丰富多彩的机器人教育活动。近年来，由于对机器人教育认识上的不足，机器人竞赛活动目标不明确等原因，我国机器人教育的发展受到一定程度的制约。

在课程改革的背景下，乐高从全国基础教育发展现状出发，构建科学、合理、切实可行的中小学乐高机器人教程体系，规范机器人教育，对我国今后机器人教育的蓬勃发展起着非常重要的作用，势在必行。

科学和技术素养是当今社会每个公民必备的基本素养。乐高机器人课程在培养学生的科学与技术素养方面有其独特的优势，机器人教育作为一门基础课程，要面向全体学生。

乐高机器人课程要为学生营造动手动脑、进行设计活动的环境，提供必要的设备和工具，倡导学生积极主动、勇于探索的学习精神，组织学生进行探索式学习，让学生充分动手实践，积极合作，主动探究。

乐高机器人更多信息可登入网站棒棒贝贝科技中心了解更多。地 址：上海市浦东新区杜鹃路68号。

篇2：乐高机器人培训课程

乐高机器人课程是一种非常受小朋友欢迎的课程，通过一系列的搭建活动，孩子们不仅体验到机器人的乐趣，还能学会不少知识。在课堂上，孩子将学习使用杠杆、齿轮、电机和红外线等多种传感器，学习编程中的各种模块和编程逻辑等。通过学习，能充分激发孩子的想象力，提升创新天赋，全面提升孩子的逻辑思维、沟通合作、解决问题等能力，挖掘孩子领导众人的潜力。

在接触机器人伊始，孩子们首先要学的，是熟悉乐高各部件组件并了解其作用，以及一些基本的拼搭规则。老师在孩子们熟练掌握这一点后，可以鼓励孩子们在搭建过程中发挥想象、融入个人创造的元素，而不拘泥于图纸或是现有的范例。在这一过程，锻炼的是孩子的动手能力和创新能力。

如果说乐高组件是构成了机器人的骨架形态，那么各个传感器则为机器人的重要器官。在学会了如何构建机器人的形以后，孩子们需要进行对传感器的种类、作用以及安装、连接方式的学习。这一步的完成，使机器人有了可以行动的可能。这一学习过程涉及跨学科知识的学习与融会贯通。

最后的编程是赋予机器人大脑的过程，只有完成了这一步，机器人才有可能真正动起来，通过编程，让原本不会动的机器人鲜活起来，能走、能转向、能完成指定的任务。所以，最后的编程，是乐高机器人拥有经久不衰的魅力的原因之一，也是最锻炼孩子的一部分。编程会锻炼孩子逐步形成缜密的逻辑思维，形成理性思考的习惯。

篇3：让乐高机器人走进信息技术课堂

一、乐高EV3走进信息技术课堂的优势

1.乐高EV3是一个很好的入门级的机器人产品,它采用图形化的编程语言———G语言,中小学生都能从它的引导入手,开发出属于自己的程序。

我们往常搭乐高,会先照着图纸体验设计师们了不起的设计,从中得到启发之后,再开始拼出属于自己的作品。这次EV3的编程也同样如此,当你一步步由说明指引实现一个个功能之后,你就会有了直观的认识,当它们与EV3结合到一起的时候,一个属于你自己的机器人就诞生了。这种不限定算法而让学生一题多解的做法,使每个学生都可以用自己的方法去解决同一个问题。因此,不仅使学生的逻辑思维与发散思维得到了很好的训练,而且他们的创新潜能也得到了极致的发挥。

2.乐高EV3使用和科技系列完全相同的梁、轴、销、齿轮、连接栓等零件,它的结构是可活动的,对于由成百上千个齿轮、传动轴、差速器组合而成的机械模型,即使每个零件只多出一个自由度,最终可以创造出的变化也是无穷无尽的。下图是乐高2010年的科技旗舰8043———大型挖掘机,其前进、后退、左右转向、原地转圈、上机体旋转、挖掘臂抬降、挖掘铲斗的挖放动作都可以通过遥控器完全的控制,这些都是齿轮的功劳。现在乐高已经开发出了1300多种不同形状的积木,把它应用到机器人的搭建中,可以做到事半功倍。

二、乐高EV3走进信息技术课堂的前提

要把乐高机器人引进信息技术课堂,前提是要让学生学会搭建乐高机器人。乐高机器人的搭建很复杂吗?其实不然。学生只要掌握了乐高机器人的基本原理和搭建技巧,就可以自主地搭建属于自己的机器人。下面讲述三个经常用的乐高配件的基本原理、技巧。

1.用乐高齿轮的时候,经常不知道哪些齿轮配合在一起合适。其实如果知道了原理,实际上很简单。即“齿数加起来是16的倍数,能很好配合”。

2.在这个装置中,第一级传动比为3∶1,第二级传动比为3∶1,这样,总的传动比就为9∶1。这样最小的齿轮的转速提高了9倍。再加一级,总的传动比就为27∶1,但必须小心使用,提高过大的速度足以扭曲梁,扭断轴或者打破齿轮的齿。在变速箱的设计中,不同的传动比输出不同的速度,就可以设计出不同的挡位。

3.涡轮能产生单向传动系统。也就是说,你能用涡轮带动其他齿轮,但不能被其他齿轮带动,产生这个现象的原因是摩擦力引起的。这一特殊性并不代表它不好,在某些情况下,我们非常需要。例如,我们设计的机器人用手臂提起物体。如果使用标准齿产生25∶1的传动比,当手臂提起物体并停止时会发生什么情况呢?马达会自行回转使得手臂回落下来。在类似这种情况中,就可以使用涡轮来解决这一问题,涡轮的自锁功能使马达不能回转。

三、乐高机器人在信息技术课堂教学中的运用措施

1.引导学生熟悉乐高EV3的开发平台,熟悉菜单和各个功能模块。采用一些简单的编程步骤让学生摸索G语言界面分布的规律,比如在电机模块中,可以编程控制乐高机器人前进、后退、转弯、旋转,也可以走一个多边形。

2.引导学生摸索设置传感器的方法,乐高提供的EV3帮助文件,是我们学习编程的最好的老师。我们按照它的说明,可以很快地掌握各类传感器的使用方法;在教学中,我们让乐高机器人寻迹,搬运物体,同时按颜色分类,这样可以使学生对颜色传感器的使用更加深入。

篇4：乐高书法机器人

书法机器人可以模仿所需要的书法名家或字体，通过运笔、着墨等技艺的展示为练习者做示范，帮助书法练习者特别是中小学生练习书法。同时还可让书法练习者通过操作副笔来切身感受书法名家或老师书写书法时的运笔着墨。乐高书法机器人就是一个书法书写技巧的“记忆体”。它将书法家书写的力度、毛笔倾斜、笔画顺序、线条粗细、笔锋压力等，通过多电机驱动和机械臂的操控，用机械臂紧握毛笔，形似书法家的“腕平管直”的技艺。从而实现机器人完成书法大家完美的书写。

乐高书法机器人采用整体式车型框架，使得全车受力相对均匀。机器人多处采用三角架构支撑整体框架，增强了整车的稳定性。塔桥式横梁为各个零部件的固定提供了基础。舱内空间设计及预留大小符合人体手臂书写书法的需要。操控系统由书法字库、语音提示机、用户界面操作程序等构成。

这款机器人是现代科学技术与中华传统文化的完美结合。通过数字化处理，探寻出书法书写技巧的规律，收集书法作品及书法大家的书写细节，将它们归类、整理、分析后再完美复制。它能使书法练习者有直观的感性认识；让书法练习者通过副笔操作系统亲身体会不同风格字体的书写；让书法练习者在语音提示下，操控毛笔，就像老师手把手指导一样，体会笔法和力度，一改过去的临摹与模仿。它还有丰富的书法字体字库。书法练习者可根据自身学习的需要或进度，任意选择准备练习的字体。通过已编录的汉字架构、字体风格、书写形体等程序，按标准及相对应的尺寸完成书写。

篇5：乐高机器人课程之体验课

乐高机器人课程体验活动预告来啦——小时候，妈妈总是给我们讲童话故事，短短的故事中，蕴含着深刻的人生道理。还记得三心二意的小花猫吗？为了和蜻蜓、蝴蝶玩耍，忘记了自己正在钓鱼的事情，但最终小花猫还是钓到了鱼，知错就改，做一件事情认认真真、一心一意，总会有所收获。小朋友们，你也想像小花猫一样拥有自己的钓鱼竿吗？也想一心一意的去钓鱼吗？赶快来参加码高机器人开展的乐高机器人教育体验活动吧！

体验课主题：乐高机器人课程之钓鱼竿 体验课时间：2月27、28日 体验课地点：

码高机器人教育—金源校区：海淀区远大路宝蓝大厦F座16层

码高机器人教育—五道口校区：海淀区五道口华清商务会馆8层 课程内容：1.了解钓鱼竿的特点

2.了解定滑轮与动滑轮的定义 3.初步使用滑轮进行搭建

授课老师：码高机器人教育金牌讲师——王军江

★国内顶尖机器人教育专家

★河北北方学院电子信息工程学士 ★码高（MAGO)机器人高级课程顾问

篇6：乐高机器人培训课程

乐高在国内这些年可谓火得不行。在玩具销售部分，欧美市场虽然增长饱和，中国却年年超 50% 增长。培训部分，机器人教育机构5年增长了近15倍，简直井喷。中国制造2025，科技也得到了教委重视（学奥巴马玩STEM）。机器人比赛获奖可以升学加分。越来越多学校已经把机器人纳入小升初科技特长生、自主招生项中：海淀区“2015小升初特长生招生计划”。机器人是跨学科综合教育，可以让娃学习到工程、力学、数学、物理、机械、电子、计算机、通信、生物等多学科知识，同时让娃有动手能力，problem-solving和团队能力。乐高机器人培训机构加盟选择哪家好？创想童年为您解答。

创想童年”创办于2009年12月，以“保护孩子先天的潜能，激发孩子无限的创造”为教育使命，以“培养创新世界的儿童”为目标，为1-16岁儿童提供创新能力教育，致力于成为中国儿童创新教育品牌。在教学中以乐高器材作为教学用具，借鉴建构主义学习理论倡导“玩中学”、“做中学”、“生活中学习”、“玩学做合一”的理念，全面丰富的分龄课程体系，强大的课程研发能力，满足不同年龄孩子的学习需求使孩子们的创造性获得更大的发挥和发展。

在乐高教育的搭载环节中，不论是大小颗粒的拼插，还是销和梁的连接，都是有技巧的，不需要花太大的力气，这就会锻炼我们孩子的动手能力。动手能力，说起来可大可小，通过长时间上课对学生的观察，发现一个比较普遍的现象，那就是，如果家长从小有意识地培养孩子的动手能力，比如做一些手工制品或是玩儿一些类似乐高的玩具，那么这个孩子在做事时表现出的耐心、老师提问题时表现出的观察力和专注力，都是比同龄的孩子要好的。

其实道理很好理解——乐高的搭建，是根据力的原理，拼出很多模型，同时，老师也会教孩子，想搭建一个作品，要先学会如何分析它，比如它由哪几部分构成，每个部分可能要用到的原理是什么……渐渐的，孩子会逐渐掌握一些搭建方法跟技巧，通过系统的学习之后，老师再要求孩子搭建一个作品时，孩子就可以自己分析出它的结构，并完成作品。这也是很多家长希望孩子达成的目标。

创想童年机器人课程按不同学习阶段包括： 7-9科学与技术 9-12机器人设计课 12-16STEAM俱乐部 搭建竞赛

篇7：乐高机器人作文

还记得上第一节课，黄老师教我们认识机器人的零部件，在老师还没有宣布动手时我已经怀着无比兴奋的心情触摸着新器械了，这时黄老师让我们各小组给每个零件取出有创意的名字，接着汇总选出最适合的名字，然后根据每一种零件的种类特点，进行分类总结规律。大家兴致勃勃地展开讨论，不知不觉融入了机器人世界中。在以后的每节课，我觉得大脑一直处于高速运转状态，而且发现每节课的时间总是过得那么快，我们常为自己取得的小小成功而欢呼，也为别人的进步而鼓掌，我们乐高机器人教室就像是欢乐的海洋。

通过在乐高机器人班的快乐学习，我终于明白了英语“TRY(试一试)”的真正含义。每次有新的训练项目，黄老师总是启发我们从不同的思路，不同的路线去尝试，在这些活动当中我深深体会到了成功的`喜悦，学会了与我的伙伴共同合作，共同成长，每次我把自已的设想，通过实践转变为现实，我感觉到巨大的快乐。

篇8：乐高机器人培训课程

如果说, 机器人的硬件决定机器人能够“做什么”, 那么机器人的软件程序决定它能“怎样做”。优秀的程序能够给予机器人丰富的指令, 让机器人实现多样化的功能。

乐高机器人目前可用C语言、VB语言、JAVA语言编程, 让乐高机器人完成各式各样的操作命令, 可是这类的语言过于专业, 如果不是专业的计算机工作人员, 很难完成复杂的程序编辑。为了让编程过程变得可视化和简单化, 乐高机器人以ROBOLAB图形化为思路, 开发出G语言, 它能用简单的方式完成动作循环、条件选择等程序编程, 这些编程过程均有一套批处理化的专门的图标负责完成, 编程人员只需要将编程模块组合并设定动作参数。丰富、简单、易用的G语言赋予了乐高机器人强大的生命力, 乐高机器人的使用者和开发者若能学习好G语言, 就能让乐器机器人发挥无穷的创意。

二、乐高 NXT 机器人的编程软件教学和实践的平台

1. 引导学生熟悉操作环境

所谓的操作环境, 就是指要完成编程和实现编程必须具有的工作平台, 教师要引导学生了解到在开始编程以前, 要先检查编程的工作平台是否齐备, 以免在工作中发现无法顺利的完成编程过程。一台乐高NXT机器人的编程环境如下:

通过USB2.0, 乐高NXT编程程序可与计算机PC端连接起来, 程序员可在计算机中完成编程程序, 然后导入乐高NXT机器人处理器中。

2. 引导学生熟悉操作面板

学生要学会编程, 首先就要熟悉操作面版, 教师可以让学生理解到乐高的编程软件分为两种版本, 一种是玩具版本, 一种是教育版本, 其区别在于玩具版本只有英语版, 而教育版自带汉化版本, 然而两者的功能却是一样的。学生只有熟悉了面板的分布, 在编程的时候才能知道软件的功能应当如何使用。

(1) 引导学生熟悉菜单分布

图1为G语言菜单界面, 教师可以引导学生观察菜单界面分布的规律, 让学生以最快的速度了解如果自己需要操作一个功能时, 要在菜单哪个范围中寻找这项功能。

(2) 引导学生熟悉编程模块

G语言与非图形化编程软件的区别为, 非图形化编程软件需要编程人员自己编写每一条程序命令, 使程序命令能够完成批处理化操作。而G语言的每一个模块都已自带有批处理命令, 编程人员使用G语言编程时, 只用把模块串联起来, 即完成编程过程。教师要引导学生熟悉编程模块的使用方法, 图2为G语言的编程模块与线程, 两者结合起来使用, 能够达到编程的目的。

(3) 引导学生熟悉程序输入与输出

编写G语言除了要做模块设置以外, 还要做参数设置, 图3为参数设置的面板, 要做参数设置就要用数据线和数据中心的功能, 当学生做完模块编程, 设置好参数以后, 即完成编程过程。教师要引导学生学生学会用数据线把数据中心连接起来, 开始调试程序。学生熟悉了面板操作, 是学会用G语言编程的基础。

3. 引导学生绘制程序流程图

所谓的流程图, 是指用一套标准的图形符号, 说出一套算法。如果学生在编程的时候, 先用流程图整理自己算法, 然后再用编程软件实现自己的算法, 这个程序就容易编得简洁、有序、严谨, 一旦学生的程序出现问题, 学生可以对应着绘制的流程图检查编程中存在的问题。反之, 如果学生不画流程图, 一味只凭自己的感觉去编程, 如果程序出现了问题, 学生将很难找到到底是哪个编程环节出现问题, 应该从哪个环节着手开始调试等。不管学习任何哪一门程序, 学生都要学会绘制流程图, 教师要引导学生重视绘制流程图的思想, 让学生养成在编程以前先绘制流程图的习惯, 然后依照流程图的算法开始编程。

三、乐高 NXT 机器人的编程软件教学和实践的方法

1. 引导学生尝试简单的编程

教师引导学生学会G语言编程时, 不应一开始就让学生编写复杂的程序, 而是应该让学生先编写非常简单的程序, 这是为了让学生熟悉G语言的操作。教师可以从以下的几个编程步骤让学生摸索G语言界面分布的规律, 并且引导学生熟悉菜单、图标的操作:

第一步, 引导学生熟悉运动操作的方式, 让学生了解到如何让乐高NXT机器人作前近、后退、旋转、停止等运动。

第二步, 引导学生摸索设置传感器的方法;

第三步, 引导学生思考, 如何能让乐高机器人做连续的运动或者做循环的运动。

其中有一堂课, 我引导学生编写了一个让乐高NXT转弯的程序。学生初开始的时候, 是以动作停止的方式作为缓停, 可是学生在调试程序的时候发现有时乐高NXT走到特定的角度时, 无法立即停止, 而继续向前缓冲, 这说明该程序有时不能准确的指挥机器人行动。学生又尝试第二种方法, 即动作结束以后即停止, 可是它虽然能准确停止, 却易出现卡死的问题, 这也会造成程序的不准确性。教师引导学生摸索一些简单的程序, 是为了让学生在调试简单程序的过程中了解编程的方法、熟悉乐高NXT机器人的性能, 使自己的编程与指挥机器人完成动作能真正的结合起来。

经过调试, 学生的编程结果如图4:

2. 给学生一个综合的学习目标

学生了解了简单的G语言编程原理, 且能将编程与乐高NXT机器人的性能结合起来以后, 教师可以给学生一些富有趣味性的任务, 让学生尝试完成一些动作较复杂的、富有变化性的程序, 让学生在编程的过程中能感受到乐高NXT机器人的强大性能。比如, 教师可以给学生布置习题:

通过遥控器让乐高NXT机器人自动行走, 如果遇到某个抓取目标, 则自动抓取目标, 送往某个特定地点。

教师通过这个题, 可以让学生感受到操控乐高NXT机器人的趣味性, 学生在编程的过程中能理解到这样的机器人既可以成为一个教娱玩具, 然而如果给予丰富的程序, 它还可以完成自动拆弹、搬运物体、搜救等功能, 成为具有实用性能的机器设备。

3. 让学生交流彼此的编程成果

如果学生能与更多的同好一起编程, 学生会感受到更多编程的乐趣。教师可以引导学生应用信息技术, 让学生把自己编写的程序发布到论坛上、博客上, 与同好共同交流、彼此促进, 通过这种方式, 学生的编程能力能持续进步。

四、总结

乐高NXT机器人是一种既具教娱功能, 又具实用功能的机器人, 它具有广阔的市场前景, 要为这种机器人注入更多的活力, 就需要乐高NXT机器人的使用者和开发者为它编写各种程序。G语言是一种图形化的编程软件, 教师要通过合理的教学和实践普及这种语言程序, 使乐高NXT机器人的功能变得更丰富, 更能满足人们的需求。

参考文献

[1]谷子瑞.乐高NXT机器人无线技术设计[J].科协论坛, 2010, (10) .

[2]甘辰予, 陈劲生.LEGO智能除冰机器人的设计[J].大众科技, 2009, (10) .

篇9：机器人（乐高）搭建工作室

编者按：为了促进广大社区、中小学校、科技场馆及相关科教机构内青少年科学工作室的建设与发展，中国青少年科技辅导员协会和中国科普研究所依托上海市宝山区青少年科技指导站，研究并开发出了相关科学工作室典型案例，在这里一并展示，供大家参照和借鉴。

工作室概况

机器人是具有一定智能并可以自动完成相关工作的特定装置。之所以称为机器人，是因为这种机器装置像人一样，具有一定形状的“身体”；亦有控制其自身的“大脑”，还可以展现出一定的行为“动作”。在生活、生产和社会其他领域中，青少年都可以看到各种各样的机器人，如宾馆酒店里的自动售货机、大街上的交通信号灯装置、银行里的自助存取款机、工厂里生产线上的机械手、用于空中摄影的无人机，以及探海机器人、扫地机器人和踢足球机器人等。当然，对青少年而言，通过参与一系列科学工作，自己制造出一个机器人，也并不是什么难事。

机器人工作室，就是一个能展现青少年想象力、创造力、合作能力、学习乐趣，获取与机器人相关科学知识、技能和方法的开放空间。它可以让青少年通过参与制造机器人的活动，培养他们的科学兴趣、创新精神和解决问题的实际能力。我们这里所说的机器人工作室，因其使用的是乐高机器人套材，所以又称为乐高机器人工作室。

来自童话王国丹麦的乐高教育，有着经80年优化发展并通过欧洲严格环保测试的LEGO技术教育器材，有着30年创新教学研究的历史。乐高公司产品被列入改变世界的100项发明之一，在120多个国家和地区广泛推广。乐高机器人工作室采用全套乐高公司的标准机器人教学器材，并依托有丰富教学经验的科技辅导员进行指导，通过组织开展充满创造力和有趣的主题活动，使5～12岁的青少年能够以机器人为聚焦点，循序渐进地从接触世界到探索世界，逐步全方位了解世界，进而成为未来改变世界的人。

就机器人工作室的活动而言，主要包括非编程机器人（指机器人的控制程序已经编好并储存在单片机内，操纵者不能更改程序，只能改变机器人的外观设计）搭建；遥控机器人（指操纵者通过无线或有线的方式发出命令，控制机器人完成任务）搭建；编程机器人（指操纵者编写控制程序输入机器人，由机器人自动完成任务）搭建，诸如足球、篮球、灭火机器人等。而乐高机器人工作室的活动，主要是上述第3种类型，即以编程机器人搭建为主。

活动目标

一般来说，机器人工作室的活动目标，主要是使青少年接触机器人技术，了解与机器人工作相关的机械、电子和计算机原理及相关知识；破除青少年对机器人的神秘感，培养他们对机器人工程技术的兴趣；让青少年学会机器人模块的搭建，掌握机器人控制程序的编程和调试，熟悉机器人的操作控制；激发青少年的创造性想象力和创造欲望，提高他们解决问题的能力和团队合作能力。

具体到乐高机器人工作室的活动目标，主要是使青少年掌握常用的机械原理，熟练运用各种传感器完成主体活动，通过机器人图形化编程技术编写机器人运行程序，并亲自动手完成制作和调试，以及尝试对机器人进行控制和改进，从而真正体验到实践和创新成功后的喜悦和兴奋。

场地设施条件

◇场地条件具备可无偿使用，实用面积为60～80平方米的固定活动场所，以及开展活动必需的基础条件（桌椅、活动器材存放柜、电源接口、应急设施等）。

◇设施条件（30万元）

·科技辅导员专用设施：台式计算机、投影仪及投影屏幕。

·青少年专用设施：乐高9797活动套材12套、台式计算机12台。

·工作室辅助设施：置物箱、设备转运箱、吸尘器、展橱、货架、网络、多媒体等。

人员配备条件

配备1名具有一定管理经验的专（兼）职管理人员和1名专（兼）职科技辅导员，建立3人以上科技辅导员志愿者队伍。

容纳青少年数量

可同时容纳12名青少年参与工作室内的活动。

开放时间

每月不少于16天。

活动内容

◇技术与设计概念的认知，诸如资源、能源、技术系统、控制技术、创新思维、设计技巧、审美、制作技术和交流技术等。

◇利用乐高活动套材，让青少年熟悉机器人控制器（可编程主机）、动力源（电动机）、传感器（光电传感器、声音传感器、温度传感器、压力传感器等）、机械部分（齿轮、轮轴、横梁、插销）等结构及其功能，并尝试进行能按指令行动的机器人之搭建。

◇开展创意训练，就像玩传统的乐高积木一样，通过青少年自由发挥创意，拼凑各种机器人模型，而且可以让它真正动起来——完成一定的任务。

活动形式

展示、培训、竞赛、个人或小组体验及探究等。

工作室典型活动案例

活动名称 制作一个会打高尔夫球的机器人。

活动目的 学习伺服电机的使用；学习顺序、等待命令的正确用法。

活动目标 设计一个打高尔夫球的运动员；可以正确击打到高尔夫球。

活动人数 约12人。

活动所需器材 乐高9797活动套材12套、台式电脑12台。

活动内容 利用给定的乐高9797活动套材，制作一个打高尔夫球的装置；完成装置的制作后，利用图形化软件编写一个能正确击打高尔夫球的程序。

活动过程

·培训学习

培训青少年学会使用图形化软件编程。视觉信息是人们最便于接受和理解的信息表示形式之一，图形化软件正是依托图形的生成、表示和操作，把人们想要让机器人做的事情用程序表达出来。在图形化编程软件中，用图标代替了文本指令，青少年编程者只需调用图标，然后通过连线规定数据的流向即可。整个编程工作如同在画程序框图，既简单明了又生动有趣。

培训青少年学会看懂零件装配图。乐高机器人零件主要包括梁、连杆、片、砖、轴、轴套、销、连接器、齿轮等，而其中每种零件又有不同的规格，如梁就有lx4绿色梁、黑色直角梁、黄色拐角梁、5孔灰色平梁等。在识别和熟悉上述零件的基础上，即可让青少年学习看懂零件装配图，重点是如何通过画在平面上的图形想象出零件完整的立体结构和空间形状，快速确定零件的尺寸大小和规格，以及零件之间连接的技术要求等。

·尝试制作

学会看懂零件图后，即可指导青少年按图中所示零件之间的相互连接，尝试制作，一步一步整体安装完成（大约40分钟）。具体步骤如下。

首先从乐高9797活动套材挑选出所需材料（如图1）：NXT控制器1个、伺服电机1个、连接线l根、蓝色球1个、直角灰色连接销4个、双排灰色连接销2个、l5单位无突点梁5根、9单位无突点梁2根、5单位无突点梁2根、3单位无突点梁l根、3x5直角梁2根、长连接销4个、短连接销8个、轴连接销2个、连轴器2个、3单位轴1根。

组装电机底座：用直角灰色连接销及短连接销如图2、图3所示安装起来。

安装伺服电机：按图4所示将双排灰色连接销连接到电机上。

组装底座与电机：如图5所示，将底座与电机拼装起来。

组装机械臂：用直角灰色连接销及长连接销如图6所示安装起来。

完成整机组装：将连接线一端接入NXT控制器A接口，另一端接入电机接口。

·运用图形化编程软件编写一个击球的程序

·效果测试

青少年将自己完成的作品进行展示、调试。

·创意拓展

篇10：乐高机器人教案

参加教师 活动目的：

1、认识NXT主要配件，并将其与RCX核心配件作比较，学习和掌握新型乐高机器人；

2、搭建蓝牙机器人；

3、知道NXT控制器各按钮的作用，初步学会在NXT是编写简单程序，理解传感器的功能 活动过程：

一、乐高机器人—— MINDSTORMS NXT与RCX的比较

1、处理器由8位升到32位

丹麦乐高（LEGO）将于2006年9月上旬推出乐高公司和美国麻省理工学院共同开发的机器人组件新款“教育用LEGO Mindstorms NXT”。Mindstorms是将配备微处理器的LEGO公司的塑料积木组装起来，通过个人电脑制作的程序来控制的机器人。此前的RCX的微处理器为8位，而NXT配备32位处理器等，提高了性能。表格1列出RCX和NXT的比较。

图1：安装4个传感器和3个伺服马达的LEGO NXT

图4：LEGO NXT系统目前提供的4种传感器全家福

5、改进了编程软件 NXT程序用软件“ROBOLAB ver.2.9”，跟ROBOLAB原来的版本一样，是基于NI LabVIEW开发的。该软件不仅可以制作NXT用的程序，也可以完成RCX用的程序。此前要操作接近400个图标进行编程，这次减少为约40个，从而使得编程更为简单。OS为“Windows2000”以上和“Mac OS X”。

图5：乐高网站给出的ROBOLAB 2.9的样图，跟以前版本相比，变化较大

二、快速认识NXT

1、按钮

NXT正面有四个按钮，它们分别是开关、运行；导航和返回。

2、NXT显示器上各图标的意义

最上一行，相当于状态栏，从左到右依次表示了：蓝牙、USB、NXT控制器名、运行状态、电 池电量以及声音音量的情况。

状态栏的下面是六个主控操作面板，相当于主菜单，它们依次是：“My Files我的文件”、“Try me测试”、“Settings设置”、“Bluetooth蓝牙”、“View查看”、“NXT Program NXT程序”。

三、NXT Prpgram(NXT程序)不需要在电脑上，通过NXT就可以编写简单的控制程序。

1、进入NXT Program

2、屏幕显示传感器和马达的连接方式；

3、确定后，进入五步编程

第一步主要是设置运动方式：前后、后退、左转、右转等 第二步主要是设置传感器 第三步 也是运动方式设置 第四步 传感器感应设置 第五步 设置停止或循环运行

四、活动研究任务

1、研究前进5，前进的时间是多少？前进的距离是多少？ 前进5，前进的时间是

；前进的距离是。

你的机器人能走直吗？你们是怎么让它走直的？

2、前进5，再右转2，看看你的机器人怎么运动？

3、组内合作完成下列任务：

每组四个同学，分别位于四方形的四边，要求用nxt编程，将机器人驶向自己的队友。

（1）队长将机器人驶向程序员；（2）程序员让机器人左转驶向机械师（3）机械师让机器人按直线退到研究员（4）研究员再让机器人转弯退回队长。第三课 尝试NXT编程 教学目的：

1、了解NXT编程软件界面；

2、知通如何创建一个新文件；

3、认识移动图标，了解移动图标的设置面板中各选项的意义

4、会用它控制机器人的运动状态（前进、后退、转弯运动）；

5、学会如何下载，并运行机器人。教学过程：

今天我们学习用电脑编写第一个程序，控制机器人按我们的意愿运动。

一、进入编程环境

1、双击桌面图标，进入NXT编程环境；

2、一个出现下列程序进度条，调入程序；

二、编写程序 有FLASH步骤

按下例操作步骤编写程序

三、下载程序

1、机器人与电脑的连接 用USB连线将机器人与电脑连接。注意：下载程序时，NXT必须打开。

三、移动图标参数设置面板

四、运行机器人

按下列操作步骤运行机器人

演示编写、下载、运行一个前进——左转——再前进的程序

活动研究任务

1、研究能量级为75%时机器人1秒钟，前进的距离是多少？大约_________乐高单位

2、能量级为100%时机器人1秒钟，前进的距离是多少？大约_________乐高单位

2、组内合作完成下列任务：

每组四个同学，分别位于四方形的四边，要求用nxt编程，将机器人驶向自己的队 友。

（1）队长将机器人驶向程序员，前进2秒钟；

（2）程序员让机器人前进5秒，左转驶，再前进5秒，驶向机械师；

（3）机械师让机器人按直线后退，到研究员，时间根据距离调整；（4）研究员再让机器人后退5秒，转向，再直线回到队长所在位置。

第四课 机器人的计步器 教学目标：

1、学习和理解马达内置角度传感器

2、理解移动模块和马达模块的属性面板

3、能准确控制机器人的运动距离和角度

4、通过活动理解马达内置角度传感器的应用 教学过程：

一、你知道吗？__________NXT使用技巧

1、关闭蓝牙功能，可以让NXT更省电

2、删除NXT中多余的程序，可节约空间。

二、研究活动——————用时间控制机器人的运动 比较：

1秒钟内马达能量为75%行驶的距离大约是厘米； 1秒钟内马达能量为100%行驶的距离大约是

1秒钟内马达能量为75%行驶的距离（填<或>）马达能量为100%行驶的距离； 不同组的机器人1秒钟内马达能量为100%行驶的距离相同吗？同）。

三、NXT马达的内置角度传感器 用时间控制机器人的运动非常不准确，当电池能量足时机器人跑得快，当电池能量

不足时，机器人跑得慢。为了解决这个问题，在NXT机器人的马达中安装了一个角度传感

器，它可以记录机器人行走的距离。马达里的角度传感器相当于机器人的计步器。

3、机器人的计步器是怎么计算机器人行走的距离的呢？ 第一：它可以记录机器人轮子转过的圈数，根据轮子的周长，就可以计算出机器 人行走的距离。

观察学习环境中的常用面板中的向前驱动。例如，我们机器人的轮子周长约为17厘米 机器人轮子转1圈，前进的距离是

机器人轮子转2圈，前进的距离是机器人轮子转5圈，前进的距离是 厘米。机器人轮子转10圈，前进的距离是 厘米。

第二：记录机器人轮子转过的角度，根据角度，计算出机器人行走的距离。

我们知道，一个是360度，如果机器人的轮子转过半周，那么它转过的角度就是180度，走过的距离就是轮子周长的一半，大约8.5厘米。

四、学习电机模块

移动模块虽然也能控制机器人做转弯运动，但由于不能准确地控制单个马达的能量级，因为机器人的转弯运动很难精确控制。为此，我们可以使用电机模块。

1、电机模块 位置、属性

2、下面，我们用电机模块控制机器人转直角： 方法一：一个电机停，一个电机运动 方法二：一个电机快，一个电机慢 方法三：两个电机向相反方向运动

五、挑战任务

想办法让你的机器人沿一块地砖走50*50的正方形 第五课 机器人的眼睛

发表时间：2008-10-17 20:04:51 来源：龙小分校 编辑：龙小分校 点击/评论：1944/0 教学目标

1、认识乐高光电传感器，知道光电传感器的作用；

2、初步理解光电传感器的原理；

3、会利用光电传感器测试不同物体表面反射光的光值

4、初步学会利用光电传感器控制机器人启动或停止。教学过程

一、引入

想一想，我们人的眼睛都能看到和分辩什么？（主要功能）第一，我们能分辩物体的颜色 第二，我们能分辨物体的形状和大小 第三，我们能分辩物体的远近

机器人要能模拟人的眼睛的功能，也应该能做到分辩物体的颜色、形状、大小和远近。但机器人的的眼睛的功能没有人眼功能这么强大的全面。因此，我们常常需要给机器人安装多个眼睛。比如我们安装一个或多个光电传感器来分辨物体的颜色；安装一个超声波传感器来判断物体的距离；安装一个火焰传感器来识别火焰等。

机器人眼睛功能比较单一，为实现不同的功能，需要安装不同功能的眼睛。

二、初步认识传感器

三、NXT蓝牙机器人光电传感器

光电传感器是机器人的眼睛，它是主要元件是一个发光二极管和一个光敏管。我们看到光电传感器有两个灯，工作时，一个灯发红光，一个灯不发光只接收反射回来的光线。当光电传感器照到不同颜色的表面时，接收到的反射

光的强弱不同，控制器就可以据此判断出物体表面的颜色。NXT的光电传感器工作时还可以关闭发光灯。

1、NXT光电传感器的安装

可参考学习面板中“检测黑线”的方法安装

光电传感器属于信息输入，因此它可以接在NXT的1、2、3、4输入端的

任何一个输入口中。通常我们插在3号端口。

2、直接从NXT显示屏上查看接收光的返回值（1）在主菜单中选择View（显示）

（2）再选择Reflected light(反射光)或Ambient light（环境光）

（3）最后选择Port（端口）号，如Port 3（4）读出光的反射值。

3、研究活动

分别测出距离乐高积木大约5毫米处，不同颜色的积木块的反射光值和环境光

4、从光电传感器属性面板中查看接收光的返回值（1）拖拉一个光电传感器模块到程序流程线上；（2）从属性面板的反馈控制箱中读中接收光的返回值

5、研究活动

分别测出距离乐高积木大约5毫米处，不同颜色的积木块的反射光值和环境光 值

四、挑战任务

1、下面的黑线表示车站，让你的机器人直线前进，看到车站（黑线）后 STOP！分析：我们并不知道离黑线有多远，所以用角度传感器和时间都无法控制机器人行走的距离。因此，我们只能考虑利用光感，让机器人一直前进，直到

它看到黑线，立即STOP。程序： 课后记：

今天的教学很成功，通过几周的训练，同学们基本都适应了这样的研究和挑战模式。在两种测光值的研究中，同学们的积极性很高，方法也比较得当。

在挑战任务中，由于机器人看到黑线就停，效果明显。因些同学们的研

究热情也很高。第六课 机器人的耳朵

发表时间：2008-11-12 14:01:05 来源：龙小分校 编辑：龙小分校 点击/评论：1317/0 教学活动目的

1、知道机器人的耳朵实际上是一个声音传感器。声音传感器，能够使机器人象人一样具有听觉。

2、会利用声音传感器控制（启动）机器人运动或停止；

3、编写程序让机器人沿黑线行走 教学过程

一、引入 光电传感器使机器人有了视觉，能分辨物体的颜色，那么，能不能让机器人象人一样有听觉，能听到环境的声音呢？ 当然可以，我们可以给机器人安装一个声音传感器。

二、NXT声音传感器

声音传感器实际上就是一个类似话筒（耳麦）的设备，它能接收声音信息。声音的大小常用音量表示，单位是分贝。一般的声音传感器只能感受到有无声音和音量的大小，而不能分辨语义。比如，我们制作一个声控机器人，要求它听到声音就开始前进。现在，我们启动机器人，当我们说“停”它同样开始前进。这对人来说是一件很有趣的事。声音传感器能够检测到的声压大于90分贝。因为声压的等级非常复杂，所以在Mindstorms NXT上显示的时比例(%).数字越小，声音越小。例如： ? 4-5% 大约是安静的卧室 ? 5-10% 从较远距离听人的谈话

? 10-30% 较近距离的正常谈话，或者正常音量下的声音播放器 ? 30-100% 人们的喊叫声，或者大音量的音响 声音传感器的安装

参见NXT常用面板中的“声音控制”。探索活动

1、试试各种声音效果，并记录下NXT接收到的声音大小值。操作方法：

（1）将声音传感器连接到NXT输入端口2；（2）在NXT显示器上选择 View 子菜单，选择声音传感器的图标和声音传感器连接到的接口；

（3）向声音传感器说话，看看显示屏的效果；

挑战任务

制作一个声控机器人，要求启动后原地不动，听到声音后开始运动，再次听到声音后停止运动。

分析：启动机器人后，让机器人进入等待状态，当声音值达到预设的阀值后，机器人前进，同时，再次监听声音，如果再次听到声音，则STOP！

声音传感器属性设置 第七课 机器人的眼睛（2）

发表时间：2008-11-12 14:06:18 来源：龙小分校 编辑：龙小分校 点击/评论：1279/0 教学目标

1、认识乐高超声波传感器，知道超声波传感器的作用；

2、初步理解超声波传感器的原理；

3、初步学会利用超声波传感器控制机器人走迷宫。教学过程

一、引入

光电传感器让机器人能分辨物体的颜色，但它不能判断物体的远近，为了帮助机器人判断物体的远近，我们可以给机器人安装一只超声波传感器。

二、乐高超声波传感器

乐高超声波传感器，有由一个超声波发射器和一个超声波接收器组成，通过检测发射声波（类似于声纳）和反馈声波延迟的的时间，测算障碍物离自己的距离。

（1）屏幕显示机器与最近物体的距离值，单位为厘米或英寸；（2）超声波传感器的检测距离为0-250厘米；（3）超声波传感器通常接在输入端口4；

三、超声波传感器的安装 参见超声波测距

第17/21页 研究任务

请你编写一个程序，让你的机器人向墙靠近，直到离墙20厘米处停止。试一试，当你设置机器人停止的触发值为20厘米时，机器人停下时，距离墙的实际距离是多少？如果我们要机器人停下的位置距离墙刚好20厘米，程序中实际停止的触发值是多少？

挑战任务

你能做一个简单的迷宫机器人，让它从下图中的入口进，出口出吗？ 第18/21页

第八课 能识别路线的机器人

发表时间：2008-11-12 14:18:40 来源：龙小分校 编辑：龙小分校 点击/评论：1616/0 教学目标：

1、光电传感器的灵活应用

2、学习和理解循环和分支程序结构 教学过程：

一、师引导

我们的机器人已经具有类人的视觉功能，通过光电传感器，可以识别颜色，通过超声波传感器感受物体的远近。

今天我们通过一个实际任务来比一比，看谁的机器人最能干。

二、任务描述

让机器人沿固定的黑跑道行走，看谁的机器人走完全长所用时间最短。

第19/21页

三、任务分析

黑色跑道是单路线，没有叉道，因此我们可以采用单光感走黑线。单光感走黑线原理：在黑线上往白色区域走，在白色区域往黑线走。即走“之”字形。

观看“跟随暗线”视频，理解单光感走黑线的原理。

四、程序分析

1、分析

如果在黑线上： C走，B停 即右转； 如果在白色区域： B走，C停 即左转。上述动作反复重复执行。

2、循环程序

需要反复执行的一段程序我们可以放在一个循环中。

在生活中循环执行某一任务的例子很多，比如跑绳、拍皮球等。

3、条件分支程序

在这个任务中，我们要根据机器人所处位置决定机器人重复执行那一段程序，象这样的程序叫条件分支程序。

第20/21页

五、试运行

1、如果机器人认不了黑线，说明你的条件分支中黑白分界阀值设置不正确，应重新测定黑、白区域的光值，再取平均值。

2、如果机器人左右摇摆太大，说明你的机器人转角弧度太大，可适当减小马达的能量。

第17/21页 研究任务

请你编写一个程序，让你的机器人向墙靠近，直到离墙20厘米处停止。试一试，当你设置机器人停止的触发值为20厘米时，机器人停下时，距离墙的实际距离是多少？如果我们要机器人停下的位置距离墙刚好20厘米，程序中实际停止的触发值是多少？

挑战任务

你能做一个简单的迷宫机器人，让它从下图中的入口进，出口出吗？ 第18/21页

第八课 能识别路线的机器人

发表时间：2008-11-12 14:18:40 来源：龙小分校 编辑：龙小分校 点击/评论：1616/0 教学目标：

1、光电传感器的灵活应用

2、学习和理解循环和分支程序结构 教学过程：

一、师引导

我们的机器人已经具有类人的视觉功能，通过光电传感器，可以识别颜色，通过超声波传感器感受物体的远近。

今天我们通过一个实际任务来比一比，看谁的机器人最能干。

二、任务描述

让机器人沿固定的黑跑道行走，看谁的机器人走完全长所用时间最短。

第19/21页

三、任务分析

黑色跑道是单路线，没有叉道，因此我们可以采用单光感走黑线。单光感走黑线原理：在黑线上往白色区域走，在白色区域往黑线走。即走“之”字形。

观看“跟随暗线”视频，理解单光感走黑线的原理。

四、程序分析

1、分析

如果在黑线上： C走，B停 即右转； 如果在白色区域： B走，C停 即左转。上述动作反复重复执行。

2、循环程序

需要反复执行的一段程序我们可以放在一个循环中。

在生活中循环执行某一任务的例子很多，比如跑绳、拍皮球等。

3、条件分支程序

在这个任务中，我们要根据机器人所处位置决定机器人重复执行那一段程序，象这样的程序叫条件分支程序。

第17/21页 研究任务

请你编写一个程序，让你的机器人向墙靠近，直到离墙20厘米处停止。试一试，当你设置机器人停止的触发值为20厘米时，机器人停下时，距离墙的实际距离是多少？如果我们要机器人停下的位置距离墙刚好20厘米，程序中实际停止的触发值是多少？

挑战任务

你能做一个简单的迷宫机器人，让它从下图中的入口进，出口出吗？ 第18/21页

第八课 能识别路线的机器人

发表时间：2008-11-12 14:18:40 来源：龙小分校 编辑：龙小分校 点击/评论：1616/0 教学目标：

1、光电传感器的灵活应用

2、学习和理解循环和分支程序结构 教学过程：

一、师引导

我们的机器人已经具有类人的视觉功能，通过光电传感器，可以识别颜色，通过超声波传感器感受物体的远近。

今天我们通过一个实际任务来比一比，看谁的机器人最能干。

二、任务描述

让机器人沿固定的黑跑道行走，看谁的机器人走完全长所用时间最短。

第19/21页

三、任务分析

黑色跑道是单路线，没有叉道，因此我们可以采用单光感走黑线。单光感走黑线原理：在黑线上往白色区域走，在白色区域往黑线走。即走“之”字形。

观看“跟随暗线”视频，理解单光感走黑线的原理。

四、程序分析

1、分析

如果在黑线上： C走，B停 即右转； 如果在白色区域： B走，C停 即左转。上述动作反复重复执行。

2、循环程序

需要反复执行的一段程序我们可以放在一个循环中。

在生活中循环执行某一任务的例子很多，比如跑绳、拍皮球等。

3、条件分支程序

在这个任务中，我们要根据机器人所处位置决定机器人重复执行那一段程序，象这样的程序叫条件分支程序。

第20/21页

五、试运行

1、如果机器人认不了黑线，说明你的条件分支中黑白分界阀值设置不正确，应重新测定黑、白区域的光值，再取平均值。

2、如果机器人左右摇摆太大，说明你的机器人转角弧度太大，可适当减小马达的能量。祝孩子们成功！

1、如果机器人认不了黑线，说明你的条件分支中黑白分界阀值设置不正确，应重新测定黑、白区域的光值，再取平均值。