了得網計算機/網絡_機器人特工訓練營—

產品特色

編輯推薦

◆ 獨特、創新、跨學科的教學設計，增進孩子們的合作意識。◆ 較強的趣味性、實踐性和探索性，激發孩子們的學習興趣。◆ 綜合運用的多學科知識，讓孩子們不斷獲得新的體驗和技能。

內容簡介

本書循序漸進地講解了樂高9686套裝中各個零部件的名稱、特點及使用方法，是教師指導學生學習機器人機械結構
的參考指南。
本書的課程設計以小特工參加野外集訓為主線，讓學生在情境中通過建構結構模型來解決踫到的生活實際問題。課
程內容的安排以階梯式呈現，相對獨立又不失銜接，從簡單的基礎結構開始（如：三角形結構、桁架結構），逐步延伸
到杠杆、齒輪等簡單機械，對於相關的重要知識點有明確的解釋，其涉及的活動也符合學生的年齡特點。
本書涉及的機械知識點以供教師參考為主，教師宜根據學生的實際情況設計教學環節，激發學生的學習興趣和探究
機械結構的欲望，培養學生勇於探索和創新的品質。

作者簡介

張海兵：負責浙江省臺州市雙語學校信息技術教學和學校信息化管理工作，兼校外教育機器人教育課程顧問。具有豐富的機器人教學和課程開發經驗，精通樂高數字化建模；編著多套機器人教育課程書籍；曾獲全國第三屆中小學機器人課堂教學展評課一等獎，輔導學生多次參加省、市機器人大賽並獲大獎；浙江省中小學教師機器人教育拓展性課程專項培訓講師，致力於機器人教育的普及，讓更多的孩子受益。
徐茜茜：從事樂高機器人校外教育教學多年，對機器人教育教學有一定的研究。熱愛教育事業，對幼兒、小學教育有獨到的見解，善於捕捉孩子的興趣，並從孩子的身心特點出發組織教學活動。設計的機器人微課程曾獲浙江省校外教育微課大賽一等獎；承建的“WeDO機器人微課程”通過省教育廳驗收，在全省推廣使用；教學設計獲省校外教育教師技能大賽二等獎。浙江省中小學教師機器人教育拓展性課程專項培訓講師，推崇“玩中學，學中玩”的教育理念，願將世界上好的教育帶給孩子們。

目錄

第1課奇特的形狀..........................................................................................1

第2課望塔.................................................................................................8

第3課桁架橋...............................................................................................15

第4課斜拉橋...............................................................................................20

第5課桌子...................................................................................................26

第6課折疊椅...............................................................................................32

第1課奇特的形狀..........................................................................................1

第2課望塔.................................................................................................8

第3課桁架橋...............................................................................................15

第4課斜拉橋...............................................................................................20

第5課桌子...................................................................................................26

第6課折疊椅...............................................................................................32

第7課萬向推車...........................................................................................37

第8課不倒翁...............................................................................................42

第9課蹺蹺板...............................................................................................48

第10課天平.................................................................................................53

第11課齒輪組合.........................................................................................58

第12課陀螺.................................................................................................67

第13課攪拌器.............................................................................................72

第14課手鑽.................................................................................................77

第15課道閘.................................................................................................83

前言

在全面推行素質教育的大背景下，隨著現代社會人工智能應用範圍的日趨廣泛，能夠全面鍛煉學生綜合素質的機器人課程開始走進中小學，它憑借較強的趣味性、實踐性、探索性和創新性，吸引了眾多學生的參與，並極大地調動了學生的積極性，這也使其在越來越多的學校和校外機構中如火如荼地開展起來。然而，不論是學校教育、校外教育，還是家庭教育，都缺乏相應的規範教材，機器人教材的開發與規範迫在眉睫。
“樂高機器人培訓叢書”專門針對小學低年級學生設計和開發，旨在為學生提供與他人合作的機會，使學生體會良好的合作需要有效的分工，培養和提升學生的團隊合作意識。本套叢書采用樂高9686科學與技術教育套裝為教具或學具，課程包括結構與力、簡單機械、動力機械、能源轉化等科技內容的45個活動案例，秉承“學中玩”的教學理念；采用STEAM跨學科創新教學法，綜合運用科學、技術、工程、藝術、數學等多學科知識，使學生不斷獲得新的體驗和技能；遵循4C教育理念，通過“聯繫—建構—反思—延續”的過程提高學生的學習興趣，輕松實現創新型教學。在全面推行素質教育的大背景下，隨著現代社會人工智能應用範圍的日趨廣泛，能夠全面鍛煉學生綜合素質的機器人課程開始走進中小學，它憑借較強的趣味性、實踐性、探索性和創新性，吸引了眾多學生的參與，並極大地調動了學生的積極性，這也使其在越來越多的學校和校外機構中如火如荼地開展起來。然而，不論是學校教育、校外教育，還是家庭教育，都缺乏相應的規範教材，機器人教材的開發與規範迫在眉睫。
“樂高機器人培訓叢書”專門針對小學低年級學生設計和開發，旨在為學生提供與他人合作的機會，使學生體會良好的合作需要有效的分工，培養和提升學生的團隊合作意識。本套叢書采用樂高9686科學與技術教育套裝為教具或學具，課程包括結構與力、簡單機械、動力機械、能源轉化等科技內容的45個活動案例，秉承“學中玩”的教學理念；采用STEAM跨學科創新教學法，綜合運用科學、技術、工程、藝術、數學等多學科知識，使學生不斷獲得新的體驗和技能；遵循4C教育理念，通過“聯繫—建構—反思—延續”的過程提高學生的學習興趣，輕松實現創新型教學。
教師在組織教學時，可以安排學生兩兩合作，兩人共用一套器材。課程活動內容分為A、B兩部分，其中一部分課程內容是獨立的，即兩名同學共用一套器材，用不同的零部件搭建同一主題內容的不同模型；大部分課程內容是需要組合的，即同一模型的不同部分終需要組合在一起纔能成為一個完整的模型。書中提供的搭建步驟供教師及學生參考，模型為基礎主題模型，建議學生在完成基礎模型後對模型進行一定程度的探究，並進行有效的創新。
本套叢書包括“課程指南”“搭建指南”和“學生活動手冊”，共12本。
（1）“課程指南”：分為上、中、下3冊。
（2）“搭建指南”：分為上、中、下3冊，每冊分為A、Ｂ兩個版本。
（3）“學生活動手冊”：分為上、中、下3冊。
本套叢書可作為中小學或校外機構的教學用書，也可作為學生的自學手冊。
編者
2017年1月

媒體評論

評論

在線試讀

1
第1課奇特的形狀
第1課
奇特的形狀
學習目標
科學：
● 證實問題。
● 框架結構。
● 作用力。
● 科學方法。
● 觀察。
技術/工程：
● 裝配組件。
● 設計解決方案。
● 測試。
數學：
● 認知幾何圖形。
● 認知三角形的穩定性。
● 將二維圖建構成三維模型。1
第1課奇特的形狀
第1課
奇特的形狀
學習目標
科學：
● 證實問題。
● 框架結構。
● 作用力。
● 科學方法。
● 觀察。
技術/工程：
● 裝配組件。
● 設計解決方案。
● 測試。
數學：
● 認知幾何圖形。
● 認知三角形的穩定性。
● 將二維圖建構成三維模型。
藝術：
● 美觀結構設計。
● 正確表述。
詞彙：
● 結構：建築物承重部分的構造。
● 推：手抵物體向外或向前用力使物體移動。
● 拉：牽，引，扯，拽。
● 三角形：由同一平面內且不在同一直線上的三條線段，如果滿足任意兩條線段之和長於第三條線段，則首尾順次相接所得到的封閉的、內角和為180°的幾何圖形。
● 四邊形：由不在同一直線上的四條線段依次首尾相接圍成的，封閉的平面圖形或立體圖形。四邊形不具有三角形的穩定性，易變形。
● 平行四邊形：兩組對邊分別平行的四邊形。
● 矩形：有一個角是直角的平行四邊形。
● 菱形：鄰邊相等的平行四邊形。
● 正方形：鄰邊相等並且有一角是直角的平行四邊形。
● 梯形：一組對邊平行而另一組對邊不平行的四邊形。
● 三角形的穩定性：隻要三角形的三條邊的長度確定，這個三角形的形狀和大小就完全確定的性質。三角形的穩定性使其不像四邊形那樣易變形，有穩固、堅定、耐壓的特點。

2
機器人特工訓練營——課程指南（上）
聯繫
特工訓練營的集訓即將開始，蓋瑞和他的妹妹瑪麗，還有他們的好朋友傑克和吉爾都參加了這期的特工訓練營活動。要想成為優秀的特工，他們必須學會觀察、記錄、整理，學會思考和鑽研，學會動手解決問題。隻有學好本領，纔有機會去執行特殊任務。
今天的訓練任務是觀察訓練營中的物體，看一看都有哪些形狀？

為什麼有些時候會選用三角形結構，有些時候會選用四邊形結構，能不能互換呢？

建構
. 零件：凸點梁、梁。

. 零件：銷。

. 梁的連接：當需要延展梁的長度時，可使用黑色的銷來連接兩根梁。

● 如果用一個銷連接兩根梁，所連接的梁可以繞著銷旋轉。
凸點梁和梁通常都有圓孔，正好可以插入銷，有時也會有十字孔，可插入十字軸或軸銷。梁的長度通常以零件上的孔來衡量。
● 銷可以插入梁的圓孔中，將梁連接起來。
● 所有的銷可以進一步區分成兩大類：摩擦銷、滑銷。不同的銷用不同的顏色來區分，不同的銷有不同的作用。（詳見第6課）

● 如果用兩個銷連接兩根梁，兩根梁可以直直地連接在一起，不可以旋轉。不過，如果隻有重疊兩個圓孔，雖然組件是直的，但還是比較容易彎曲的。

● 如果重疊到五個圓孔，結構就會變得非常牢固。

● 凸點梁還可以用兩片板來連接。如果用單片板連接，則很容易斷，須上下夾住。
說明：梁的連接方法可以參考《機器人特工訓練營——搭建指南（上）A》第1課和《機器人特工訓練營——搭建指南（上）B》第13課的連接步驟。沒有接觸過樂高機械套裝的學生，可能不知道將銷放在兩根梁的中間纔能連接兩根梁的方法。

. 搭建三角形結構和四邊形結構（參考《機器人特工訓練營——搭建指南（上）Ａ》第1課和《機器人特工訓練營——搭建指南（上）B》第1課）。

說明：模型A利用白色梁來制作，可以由A同學完成。

說明：利用藍色凸點梁來制作模型B，可以由B同學完成。

反思

. 推一推或拉一拉三角形的邊，它的形狀發生變化了嗎？
注意：三角形隻有三條邊，可是為什麼搭建一個三角形卻需要用四根梁？

這是三角形結構，當推或拉三角形的任意兩邊，第三邊都會撐住它們之間的夾角，阻止三角形發生變化，也就是說三角形不會發生形變。即三角形具有穩定性，它是堅固的結構。

. 推一推或拉一拉四邊形的邊，它的形狀發生變化了嗎？
這是四邊形結構，當推或拉四邊形任意相對的兩個角時，可以很容易改變它的形狀，使矩形變成平行四邊形。所以，四邊形不具有穩定性。

. 你有辦法讓四邊形也變得穩固嗎？
當在四邊形結構上加一根橫撐，再推或拉四邊形框架時，四邊形不會變形。因為這根橫撐使四邊形框架有了三角形結構，使之變得穩定。

延續
. 你能設計出不同種類的三角形嗎？
. 你能做出平行四邊形、梯形、菱形、矩形嗎？
. 你能用三角形、四邊形搭建房子嗎？

三角形的結構在工程上有著廣泛的應用。許多建築都是三角形結構，如埃菲爾鐵塔、埃及金字塔等。
四邊形不具有三角形的穩定性，易於變形。正是由於四邊形不穩定，具有活動性，使其在生活中也有廣泛的應用，如拉伸門、升降機等拉伸、折疊結構。
. 嘗試利用三角形、四邊形結構創建模型。

機器人特工訓練營——課程指南（上）
8
第2課
望塔
學習目標
科學：
● 框架結構。
● 科學方法。
● 材料屬性。
技術/工程：
● 工程設計。
● 框架結構。
● 裝配組件。
● 結構測試。
數學：
● 三角形的穩定性。
● 將二維圖建構成三維模型。
藝術：
● 美觀結構設計。
● 描繪。
● 正確表述。
詞彙：
● 框架結構：指由梁和柱以鋼筋相連接構成承重體繫的結構，即由梁和柱組成框架共同抵抗使用過程中出現的水平荷載和豎向荷載。
● 力：指物體對物體的作用。力不能脫離物體而單獨存在。力是使物體獲得加速度或形變的外因。
● 三角形的穩定性：隻要三角形的三條邊的長度確定，這個三角形的形狀和大小就完全確定的性質。三角形的穩定性使其不像四邊形那樣易變形，有穩固、堅定、耐壓的特點。

9
第2課望塔
聯繫
訓練營的集訓開始了，這期集訓安排在一個美麗的大森林裡，這是一次冒險的訓練。“特工們”既興奮又發愁，因為他們在享受美景的同時還需要解決很多問題。在森林裡的每一天，他們需要偵測周圍地情、敵情，因此他們需要一個既可以登高遠眺，又可以保護自己的瞭望塔。

建構
. 零件：軸。
軸的橫截面看起來像十字，所以也叫十字軸。它可以順利插入各種有十字孔的零件，例如齒輪、角梁等。
軸經常用於旋轉動作的轉換設計中，例如輪軸。軸也可以用於結構間的連接與支撐。軸與銷一樣，可以用顏色來區分。如下圖中的2M軸是紅色的，其他奇數長度（3M、5M）的軸是淺灰色的，而比較長的偶數長度的十字軸（4M、6M、8M、10M、12M）則都是黑色的。其中還有一個特殊的、深灰色的軸（3S），其一端有阻隔。
2M
3M
3S
4M
5M
6M
8M
10M
12M
. 如何快速找到想要的軸？
與梁一樣，軸也有各種不同的長度。而且，一單位軸的長度與梁的一個孔的長度恰好一致。所以，要找合適的軸，可以找一根與軸的長度一樣的梁或比它更長的梁，將一端對齊，然後比一比、數一數相對應的梁上的孔有幾個。有幾個孔就可以確定軸是多少單位軸了。

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