乐高机器人教程1

乐高机器人教程1

第一章:理解乐高中的几何学

乐高积木的几何原理:我看到过很多同学刚刚设计机器人小车，他们首先会选择最有用的少许积木把小车搭好，兴致勃勃地编写好程序、下载，可是一松手，小车散了…但这并不影响他们的热情，他们会不停地改进，直到小车能轻松跑完全程…在这个过程中，他们已经开始根据乐高积木的各种特点，运用结构、机械原理来完善模型的结构，虽然他们并不是很清楚乐高积木的何学原理，也没有被指导过怎么做。

乐高积木为什么能够很紧密地接合在一起?能完美地实现实验仿真?这不仅在于它有两千多个各种形状的积木组件，有足够的零件让你完成你的设想，更重要的是，这些积木组件都按同一标准严格设计、生产，所有积木都是可兼容的。它依据的标准就是乐高单位，而且积木有严格的质量保持，乐高积木模具公差仅为

0.000005米。怎样巧妙地利用乐高积木的特点--梁、块、板和孔之间的关系--完善你的结构，完成你独一无二的设计?

本章包含的内容:

尺寸和单位的表示

方形的乐高世界

垂直支撑

倾斜的乐高世界

斜支撑

水平方向的尺寸和单位的表示

铰链的支撑1.1简介

在你进入乐高机器人世界之前，希望你能先掌握那些乐高积木中涉及的基本几何学原理。不用担心，我们并不是要对你进行复杂的方程式和三角法则的测试，仅讨论一些非常简单的概念和解释一些常用的术语，这样，在入门阶段就可以更容易地搭建出实际的模型。在本章，你将会发现乐高爱好者使用什么单位来表示尺寸，如何来表示积木的面积，如何将积木从不同的方位连接组合起来。

我们鼓励你使用手里的乐高组件对照本章的例子自己搭建一遍。把机器人套装放在手边，以便随时挑选必要的积木，不过这一章节中的例子多数都只用到一些块和板。

如果由于某种原因，这部分材料对你来说过于复杂，你不必强求自己掌握，可以跳过这一章直接进入到其它部分。在你需要的时候，你都可以回过来将这一章节当作术语表来使用。1.2尺寸和单位

乐高爱好者通常按顺序用3个数字表示乐高积木的尺寸:宽度、长度和厚度。使用乐高积木的一般方法是:"嵌入式"，当表示积木的尺寸时，都要考虑这种方位，不论是将积木颠倒还是在3维空间旋转。

高度是识别积木的最基本的属性，它是指积木的底部到顶部之间的距离。宽度按照我们习惯指的是水平方向上的两个尺寸中较短的一个(长度就是另外一个)。长度和宽度的表示单位是用"凸点"来表述的，也叫作"乐高单位"。这样，我们可以描述绝大多数积木的尺寸。乐高单位在1949年第一次被使用，是一个2?的积木块(如图1所示)。

也可以不用乐高单位来表示乐高积木的尺寸，而采用公制(米制)单位，两个突点圆心间的宽度相当于8mm，一块积木的厚度(不包括突点的高度)相当于9.6mm。能否记住这些数据并不重要--重要的是要知道它们有不同的数值，也就是说你需要两个不同的单位来标注高度和长度。它们之间的数值比就相当重要了:9.6除8得

1.2(垂直方向的单位长度是水平方向的单位长度的1.2倍。这个比值很容易记住，如果换算成整数比就是6:5。在下一章节我们将会研究这一比值的关联。

图1.1一块乐高积木砖的尺寸

图1.2显示的是最小的乐高积木砖，用乐高单位来表示是1?。实际上这个乐高"立方体"根本不是立方体。

图1.2尺寸为1í1í1的乐高积木砖的比例关系

在乐高组件中，有一类积木的厚度是块状积木厚度1/3。其中最重要的组件就是"板"，这些板中大多数是矩形，少数具有特殊形状。将3块板叠在一起，它的厚度就相当于一块标准的积木块的厚度(见图1.3)。

图1.3三块板的高度等于一块砖的高度1.3方形的乐高世界:垂直的支撑

我们为什么要关心这些关系呢?要回答这个问题，就要追溯到70多年前，乐高TECHNIC生产线刚刚诞生的时候。从那时起，就设计和使用乐高来搭建由水平层组成的物体:把积木砖和板恰当的组合到一起。每个孩子都会很快知道3块板的厚度等于1块砖的厚度，这也是他们所需要知道的全部东西。但是在1977年，乐高决定以年龄更大的顾客为对象，引进一系列新的生产线:LEGO TECHNIC。它们共同的特点是带孔的1蚇的积木块，我们称之为TECHNIC积木块，或者叫作梁(图1.4)。这些孔可以让轴穿过，也可以通过销子将梁互相连接起来，这样就创造了一个完美的乐高世界。

图1.4乐高LEGO TECHNIC梁

假设你要在垂直位置装一根梁，用来支撑两层或者更多层的水平位置的梁:这里我们必须记住6:5这个比值。梁上的孔与凸点一样都以相同的间距排列，但它们与凸点是以半个凸点间距交错排列的。这样，当我们把两根梁嵌在一起，水平方向两孔的间距不等于垂直方向两孔的间距，从而，不同层面上的孔就不能与之配合。换句话说，由于6:5的尺寸关系，一根垂直的梁上的孔不能够与一叠嵌在一起的梁

上的孔相配合。至少不是所有的孔都能吻合。但让我们仔细观察一下:用6的倍数(6、12、18、24、30…)来计算垂直方向的单位，并用5的倍数(5、10、15、20、25…)来统计水平方向的单位。不要数开始的积木和开始的孔，因为它们是你的参照点;你测量的就是距离这个点的长度。当你数到5个垂直单位的长度达到了30，当你数到6个水平方向单位，长度也达到了相同的数值(见图1.5)。

从中我们得到了一个定理:在叠嵌在一起的梁中，第5根梁的孔是和与之正交的垂直的梁上的孔重合的。

图1.5水平的梁与垂直的梁的配合

现在你可以用梁搭建一堵墙，然后用一根长的梁来固定它，从而实际验证这个规则。如果你把一根轴放进第一个连通的孔中，然后试图将第二根轴放进接下去的孔里，你会发现在开始的积木上加上5根梁和10根梁，交叉的梁上的见图1.6)。孔才是连通的(

这种交叉的梁的技巧是非常重要的。它可以使我们搭建出坚固的模型，垂直的梁将与之连接的两根水平梁之间的积木锁住。遗憾的是需要将6根梁搭建在一起，才能用一根横贯的梁将它们锁住。是否可以采用其它更好的方法呢?记乐高板的高度。3块板组成一块砖，我们可以这样得垂直单位有一个子单位-- 计算板的高度。高度以2个单位的倍数而不是6个单位(2是6的1/3)。高度的

4、6、8、10。5块垂直的板的高度就为10。这个高度值刚好等级数就变为2、

于水平方向上孔的间距，因此我们的最后得出的结论是:每5块板的高度，垂直梁的孔刚好可以配合。

图1.6 5块梁的高度刚好与孔配合

不幸的是，板不能用于连接垂直梁，原因十分简单，板没有孔～但是一根梁与3块板的高度是一样的，知道这些，我们就可以在计算上做如下规定:从梁的底部

开始，每加一块板就增加一个单位，每加一块梁增加3个单位，并要保证至少一根梁在顶部，如果结果是5的倍数，孔就能与垂直梁配合。

最简洁的设计如图1.17所示用一根垂直梁固定水平层:一根梁和两块板的高度相当于5块板。连接垂直梁的唯一方法就是使用5块板产生两孔的距离。在乐高工程师设计的模型中都使用这种方法。

图1.17最紧凑的固定结构随着连接距离的增加，连接的方式也增多了，下一

步就是连接10块板/4孔的间距，但连接同样10块板的高度，可以有许多方法。

如图1.18

图1.8标准栅格结构

图1.18 c中所示的连接是比较常用的，它是基于图1.7中的设计结构的。因

为在中间位置固定了梁，当你搭建模型时，1块梁+2块板+1块梁+2块板的连接方式可以让你搭建更牢固:间隔一个孔连接，在Eric Brok的网站上称它为见附录A)，它可以使连接最优化。标准结构(

你一定要局限于使用这种连接方式吗?不要约束自己的想象力～这只是一些小

技巧，在许多情况下，特别是当你不知道如何去做时，这些技巧对你很有用。在很多应用中我们使用了不同的设计结构，对你同样也同样有帮助。1.4倾斜乐高世界--斜支撑

乐高梁是不是只能垂直连接呢?乐高最大的特点是搭建方形的物体，但斜连接

同样可以，它可以使我们的世界更加丰富多彩，同时又提供了一个有力的解决问题的工具。

你现在知道如何用一根垂直梁去连接一堆梁和板，而且你也知道了它们的数字关系。但如何用一根斜梁支撑水平梁?这根斜梁看起来就像直角三角形的斜边。搭建一个如图1.9所示的模型，现在测量它们的各边，记住不要去计算第一个孔，因为我们是根据孔之间的距离来测量长度的，三角形的底边有6个孔，高度有8个孔:

记住在标准结构中它们间的距离为底部的梁到上面的梁两孔间的距离(在图中我们放置了一根垂直梁，帮助你计算孔的数量。直角三角形的斜边长度为10个孔)。

在这里我们介绍一下由古希腊哲学家、数学家毕达哥加斯加创建的勾股定理，这是一个非常著名的数学定理。定理证明了直角三角形的直角边与斜边的数学关系，假设组成直角的两边称为A、B，三角形斜边为C。它们间的关系就是: A2+B2=C2

现在我们将数字代入上面的公式得到:

62+82=102

将上式展开:

(6 x6)+(8 x8)=(10 x10)

36+64=100 100=100

图1.9勾股定理的应用值得肯定的是，这个例子不是偶然的，而是应用了勾股定理，逆用这个定理，如果知道底边和高度的值，就可以算出斜边的值。只有当两个数字的平方和刚好等于另一个数字的平方时，公式才成立，如表1.1所示: A(底边)B(高)

A*A B*B A2+B2

说明

5 3

6 825 936 6461 73不成立

不成立

3 4

9 16 25

成立，25=5×5 15 8

225 64 289

也成立，虽然289=17×17，它可以得出一个大的三角形

9 8

81 64 145 145不是整数的平方，但它接近144(12x12)，因为梁的配合允许有1%的误差，所以斜梁也可以配合。

现在，你可能会问，在玩积木时，是否要在桌上放一个小计算器，而且还需要重心温习一下高中数学?其实你不必担心。因为:你不会经常使用斜梁。而最常用的三角形连接都是基于3-4-5三条边长的(如表1.1第三行)，如果将三角形各边长同时扩大一个整数倍，又会得到一个有效的3边长。如扩大2倍得到:6-8-10，扩大3倍得到:9-12-15等等。这些都是有用并且是很容易记住的边长。

我们在附录B中提供了包含许多实用的边长列表，还有一些等式虽不成立但非常接近正确的数值，可以配合得很好，而不会对积木块引起任何的损坏。

我们建议你花一些时间研究三角形，试着使用一下使用不同边长的连接方式来检验它的刚度。这些知识对你以后搭建复杂的模型是非常有用的。

1.5水平尺寸和单位的表示

到现在为止，我们一直都在讨论垂直平面，因为使用垂直梁来固定层的技术对搭建出坚固的模型是非常重要的，当然坚固的模型是塑料的。在水平方向上使用积木还有非常有效的方法，那就是:连接凸点。

前面介绍过，测量长度的单位是凸点，也就是说，只要数出积木的凸点数，就能计算积木的长度。梁上的孔都以相同间距排列，实际上，3个凸点的长度与3个孔的长度是相等的。观察梁，会注意到孔与凸点是交错排列的，每个梁×1梁，带两孔的1×2上的孔总比凸点少一个。但也有两种例外:带1孔的1 的梁(如图1.10)，机器人套装中没有这两种积木，但它们是很有用的。

图1.11带1孔的1×1梁和带两孔的1×2的梁

在这些短梁中，孔刚好排列在凸点下，而不在它们之间，而且当与标准梁一起使用时，可以得到半个孔的增量(如图1.11)。在下一章讲到齿轮时将会看到这两种梁的实际应用。

图1.11得到半个孔的间距

还有一种可以实现同样功能的积木，即带一个凸点的1×2的板。在机器人套装中也没有这个积木块，但也很容易找到。如图1.12所示，调整半个凸点的距离时是很有用的。在模型中，这有助于调整触动传感器的位置，我们在这本书中将会看到一些这方面的实例。

图1.12单凸点1×2的板1.6铰链支撑

在结束本章之前，我们再回到三角形支撑，你现在拥有了可以轻易解决问题的全部工具了。这里也没有新的内容，只是前面理论的不同应用。这项技术你可能用不到，但为了完善起见，我们这里合仍介绍一下。

首先需要介绍一个特殊的部件:铰链(如图1.13)。使用这种铰链能搭建许多不同的三角形，但还是针对直角三角形的，因为它们是到目前为止最有用的三角形连接部件。铰链的两端可以与板或梁的上下层连接，同时提供了许多与其它结构整合的方法。

图1.13乐高铰链

乐高铰链可以旋转连接的梁，保证它们的内角始终接触。因此，使用3个铰链，就能得到一个三角形，它的垂直边集中在铰链的旋转中心上，内部边长就等于梁的长度(如图1.14)。关于直角三角形，你已对勾股定理比较熟悉了，它也同样可以应用在这里，我们已经看到的相同的连接在这里也成立:3-4-5，6-8-10等等。

图1.14使用铰链组成直角三角形

小结:

你学过几何学吗?假如对基础熟悉，学起来就不会困难了。首先，它有助于根据它们之间的比例去确定积木块，通过凸点计算它们的长度和宽度。并认识了垂直单位与水平单位的比例是6:5。有了这个简单的比例，你可以试着去将轴或销插入垂直梁的孔中来固定结构;你知道了每5块积木砖的高度，垂直梁的孔刚好与之相配合;同样，由于3块板的高度刚好等于一块积木砖，最紧凑的固定结构就是使用2片板和1块砖加起来的高度，因为它刚好是5的倍数，如果对此你能灵活应用，每一件事都会变的很容易:1块砖，2块板，1块砖，2块板…

为了配合一根斜梁，使用了勾股定理。基于3-4-5边长的连接可以组成一类容易记住的边长来做成一个三角形。但也有其他方法，有的也是基于这个原理，还是去看一下附录B提供的表吧。

乐高教案

教学内容（课题） 初识乐高积木与乐高交朋友:了解机器人、 教学目的知识与技能：认识新环境中的新朋友，成立团队，激发兴趣，热爱生活，热爱科技，建立自信心。 过程与方法：介绍乐高机器人，多媒体展示以往机器人比赛片断，制定公约，展示机器人套 装。 教学重点及难点 重点：适应新环境，建立团队，认识乐高机器人。 难点：让学生主动发挥联想，积极动手实践，激发兴趣，发挥联想，以机器人结合生活应用，参与讨论表达 教学过程。 一、 提问（12分钟） 1、 大家能说说，什么是机器人吗? (认知过程) 抢答提问后，老师作引导性说明。 GOOGLE 网络定义：机器人是自动控制机器（Robot ）的俗称，自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械（如机器狗，机器猫等）。 机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一，从60年代初问世以来，经历四十多年的发展已取得长足的进步。 在制造业中，工业机器人甚至已成为不可少的核心装备，世界上有近百万台工业机器人正与工人朋友并肩战斗在各条战线上。 机器人的出现是社会和经济发展的必然，它的高速发展提高了社会的生产水平和人类的生活质量。 2、大家所见到过的机器人有? (记忆发掘，联想) 服务机器人可以为您治病保健、保洁保安；水下机器人可以帮助打捞沉船、铺设电缆；工程机器人可以上山入地、开洞筑路；农业机器人可以耕耘播种、施肥除虫；军用机器人可以冲锋陷阵、排雷排弹…… 3、机器人能为我们做些什么? (结合生活发挥联想) 在现实生活中有些工作会对人体造成伤害，比如喷漆、重物搬运等；有些工作要求质量很高，人难以长时间胜任，比如汽车焊接、精密装配等；有些工作 人员无法身临其境，比如火山探险、深海探密、空间探索等；有些工作不适合人去干，比如一些恶劣的环境、一些枯燥单调的重复性劳作等……这些人们干不了或干 不好的领域变成了机器人大显身手的舞台。 4、为什么我们要学习机器人，创造机器人人? 机器人能为而类服务。能帮助我们做一些人类比较困难或者无法解决的问题。例如以上所说的，深海探密、空间探索等。 5、机器人需要吃饭吗?(引发兴趣，开口讨论) 情感态度与价值观：开拓视野，激发对科技的兴趣，热爱生活。 教学重点及难点 点 重点：适应新环境，建立团队，认识乐高机器人。 应用，参与讨论表达。 提问（12分钟）

乐高机器人初级课程

乐高机器人初级课程 This manuscript was revised by the office on December 22, 2012

乐高机器人初级课程 编号：295 发布时间：2011-08-18 截止日期：地区： 适合2-3个学生为一组搭建和编程设计机器人方案。共431个组件的套装中包括一个NXT可编程的微型电脑，一块可充电的锂电池，三个伺服电机，二个触动传感器，一个光电传感器，一个超声波传感器，一个声音传感器，三个灯以及足够课堂教学所需的乐高积木。另外还有3根连接RCX传感器或马达的转换线，1根USB导线，以及分类盒和搭建手册等。 关健学习价值： 1.介绍机器人以及机械工程的概念。 2.收集、翻译数据，进行科学调查研究。 3.学习如何在团队工作中解决问题。 9797教育版和8527玩具版的分别: 9797 多了以下超级好用又超值的东西: 1. 多了玩具版没有的,一颗锂电池 2. 比玩具版多一个触觉传感器,所以有二个!! 3. 多了玩具版没有的,三个灯炮

4. 多了一个精美的储存胶箱(没有售卖) 5. 多了三条转接线可转接前一代的传感器及马达,等于是向下兼容!! 8527 较优胜的东西: 1. 组件数目8527有557件，而9797只有431件。 2. 9797可购买9648配件库671件，大幅增加配件数量。 3. 8527内附正版软件，而9797需额外购买正版软件。 两者软件基本上是相同的，分别在于软件内的教程不同。 8527的称为robo center，而9797的称为educator center。 8527教砌3个机械人，而9797则有40个教程

LEGO机器人编程课程汇总

L E G O机器人编程课程汇总 Prepared on 24 November 2020

LEGO机器人课 行走训练2 制作机器狗利用“移动转向”模块，让机器狗活动起来 史纳菲要开始工作了 前一堂课机器狗的造型，完成指定任务，熟练使用“移动转向”模块到达目的地。 帮忙穿越火车轨道 路闸，或是小区栅栏门，如图 利用“等待”模块，编写触碰按钮后，开门及关门的程序 请买票 利用颜色传感器搭建检票闸机 作品用电机带动十字转门即可。 等待颜色传感器识别到正确的颜色，电机才旋转开门，可加入声音模块，程序块状态灯等模块丰富。 到楼上去 作品为无障碍升降梯，轨道完成难度较大，故利用平行四边形实现 作品可加入涡轮箱自锁 通过端口查看，观察电梯到达指定位置电机旋转了多少角度。注意角度正负号，代表电机旋转的方向。测试前注意找到初始位置电机相应字母重置电机角度为0。 两个触动传感器，按1号上楼，2号下楼。并使用多任务的模式 跟踪警犬 利用超声波传感器作为狗头，测量前方距离，学习切换模块。 此作品需要急刹车，可制作趴着的机器狗，达到降低重心，提高稳定性的目的。

制作一辆小车也可以，安装好超声波传感器即可。 切换模块为可视为一个条件判断，分成两种情况，满足条件与不满足条件。 如图：超声波传感器测量距离＜50cm 为设定的条件，满足条件代表车辆距离目标＜50cm，过于接近，所以后退，反之前进，加入循环不断判断与目标之间距离和50cm之间的关系。 跟踪机器狗 利用颜色传感器的测量反射光线强度的功能来区分两色，实现沿线（两色交界线）走。 作品为趴着的机器狗或者小车皆可。要求前方有一颜色传感器，探头对这地面，距离1cm左右，以内为佳。 端口查看测试两种颜色光线强度数据并记录，取平均值，例如： 黑白平均值 14 86 50 即测得强度大于50为白色，反之为黑色。 超级警犬 携带武器的机器狗或小车，武器可利用复合杠杆完成。用一个电机带动活动即可 程序为一直向前走巡逻，发现距离比较接近的目标停下，发起攻击，转向离开继续巡逻。 医生 将EV3直立，以显示屏为机器人脸部，搭建一个机器人，有一处平台，用途为放置卡片，并使其能被颜色传感器探测到（距离1cm）。最好加装一个触动传感器，卡片放稳后，触碰触动传感器再识别颜色，较为准确。 利用颜色传感器测量不同颜色，发出不同声音。

乐高机器人课程

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。

乐高机器人课件

乐高机器人课件 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

第二课认识乐高蓝牙机器人系统____NXT 授课时间参加教师 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，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“Wind ows2000”以上和“Mac OS X”。 图5：乐高网站给出的ROBOLAB 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

LEGO机器人编程课程汇总

LEGO机器人课 行走训练2 制作机器狗利用“移动转向”模块，让机器狗活动起来 史纳菲要开始工作了 前一堂课机器狗的造型，完成指定任务，熟练使用“移动转向”模块到达目的地。 帮忙穿越火车轨道 路闸，或是小区栅栏门，如图 利用“等待”模块，编写触碰按钮后，开门及关门的程序 请买票 利用颜色传感器搭建检票闸机 作品用电机带动十字转门即可。 等待颜色传感器识别到正确的颜色，电机才旋转开门，可加入声音模块，程序块状态灯等模块丰富。 到楼上去 作品为无障碍升降梯，轨道完成难度较大，故利用平行四边形实现 作品可加入涡轮箱自锁 通过端口查看，观察电梯到达指定位置电机旋转了多少角度。注意角度正负号，代表电机旋转的方向。测试前注意找到初始位置电机相应字母重置电机角度为0。 两个触动传感器，按1号上楼，2号下楼。并使用多任务的模式 跟踪警犬 利用超声波传感器作为狗头，测量前方距离，学习切换模块。 此作品需要急刹车，可制作趴着的机器狗，达到降低重心，提高稳定性的目的。 制作一辆小车也可以，安装好超声波传感器即可。 切换模块为可视为一个条件判断，分成两种情况，满足条件与不满足条件。 如图：超声波传感器测量距离＜50cm 为设定的条件，满足条件代表车辆距离目标＜50cm，过于接近，所以后退，反之前进，加入循环不断判断与目标之间距离和50cm之间的关系。 跟踪机器狗 利用颜色传感器的测量反射光线强度的功能来区分两色，实现沿线（两色交界线）走。 作品为趴着的机器狗或者小车皆可。要求前方有一颜色传感器，探头对这地面，距离1cm左右，以内为佳。 端口查看测试两种颜色光线强度数据并记录，取平均值，例如： 黑白平均值 14 86 50 即测得强度大于50为白色，反之为黑色。 超级警犬 携带武器的机器狗或小车，武器可利用复合杠杆完成。用一个电机带动活动即可 程序为一直向前走巡逻，发现距离比较接近的目标停下，发起攻击，转向离开继续巡逻。 医生 将EV3直立，以显示屏为机器人脸部，搭建一个机器人，有一处平台，用途为放置卡片，并使其能被颜色传感器探测到（距离1cm）。最好加装一个触动传感器，卡片放稳后，触碰触动传感器再识别颜色，较为准确。 利用颜色传感器测量不同颜色，发出不同声音。 可以使用声音编辑器自己录制声音。 微型手术机器人 制作为小车状即可，前方有超声波传感器探测前方障碍，有一个单独的电机带动手术刀（一根轴，连杆皆可）。程序类似超级警犬，但让孩子独立分析完成为最佳。 清洁病房

乐高Ev3教材

小学乐高特色课程校本教材 一、课程基本理论 （一）、乐高特色课程教学总目标（教学的三维目标） 1、情感态度价值观： 通过乐高课堂的学习主要培养学生的兴趣爱好、提升空间、逻辑思维能力，并从中获得自我提升的价值取向。 2、过程和方法： 通过课堂的教学，让学生从初步识别一些乐高积木零件名称，到拼装动手组装机器，再到学习编程，再远程遥控乐高机器人操作。 3、知识和技能： 通过课堂教学，让学生学会乐高机器人的基础理论知识并能够把基础知识运用到课堂实践中来。 （二）、乐高特色课程教学重难点 重点：组装机器零件、编辑程序。 难点：在学习中如何获得自我成就感，提升空间、逻辑思维能力，并从中获得自我提升的价值取向。 （三）、乐高特色课程培养方向（从学生角度） 1、通过乐高实践活动，激发学习兴趣，为今后的乐高学习奠定基础。 2、在课堂中，加强学生合作交流，发挥团队精神，既要表现好个体的水平，也要有体现群体的意识，增强团队合作的精神。 3、在乐高拼装的训练过程中，要有耐心，持之以恒，进而促进人格完善。 4、了解乐高的基本理论和拼装技术，让学生多动手、多动脑、促进学生的心智健康发展。 5、学习乐高兴趣课为学校和特色教育添砖加瓦。 二、课程模块（目录、内容） 第一课、初识乐高机器人基础理论 第二课、乐高积木元件的认识和使用方法。 第三课、舞蹈教学常用术语与基本功练习 ……

第二十课、…… 三、课程教案 第一课：乐高基础理论 第一节基础理论部分 第一课时 教学内容：初识乐高机器人 教学目的： 1.了解什么是乐高，什么是乐高机器人； 2.了解乐高机器人给我们的生活带来了哪些作用。 教学准备： 组织上课，图片，视频、文字资料。 教学过程： 一、播放乐高教学视频： 1.教师辅助学生了解乐高； 2.教师辅助学生了解乐高积木、乐高机器人的概念。 3.教师辅助学习乐高有哪些作用。 二、教师简单讲解乐高积木的概念与作用。 1、用通俗的易懂的话来说，乐高积木现在已是儿童喜爱的玩具。这种塑料积木一头有凸粒，另一头有可嵌入凸粒的孔，形状有1300多种，每一种形状都有12种不同的颜色，以红、黄、蓝、白、黑为主。它靠学生自己动脑动手，可以拼插出变化无穷的造型，令人爱不释于，被称为“魔术塑料积木”。乐高积木的故乡在丹麦。其发明者是奥勒?基奥克。 2、作为教育手段，研究发现乐高课堂机器人可以帮助学生通过科学、技术、工程学、数学等学科知识来解决生活实际问题，同时也可以培养学生在课堂上团队合作精神。 三、教师与孩子们讨论： 1、什么是乐高积木？ 2、你认为怎么样学习乐高才能把学习学好？

乐高机器人实验室建设方案设计

乐高教育探究实验室配置方案 及课程介绍 一、乐高教育的理念 多年来，中国的教育界一直以加强学生素质教育为核心，探索和实践着教育改革的方向和途径。全国基础教育工作会议的召开，对全面推进素质教育提出了十分明确的要求，课程教材改革在推进素质教育、培养21世纪技能的重要作用已经成为全国上下的共识。

我们引入了以乐高教育为主的教育解决方案，它是长期以来与世界各国教育界密切合作，不断探究和开发出最先进的教育方案，并在25年的教学实践中获得成功应用，受到世界各国教育界的广泛接受和推崇。乐高教育在世界各地教育界的应用中已逐步形成了自身的、符合这些教育理念的可持续发展的优秀平台。 我们提供的教育解决方案确保学生获得快乐和有效的学习。教师在教学过程中将“指导”和“建构”的理念相互结合，这将帮助教师在学生以团队为单位来共同解决问题的课堂上，扮演顾问型的指导者，而不是灌输者。 二、乐高教育的应用 随着素质教育的推进和新课程新教材的改革，在各个学科的教学中对学生动手操作、动手实验的要求越来越多，因此除了常见的物理实验室、化学实验室、生物实验室，各个学校还建立了很多新课程的实验室，例如科学（自然）实验室、信息技术实验室、劳技实验室、通用技术实验室、探究实验室。 这些新课程的实验室由于建设时间较短，并没有形成统一的标准，实验室的设备配置区别很大。乐高教育平台可以很好的在这些课程上使用，而且如果在这些实验室里都有乐高设备，那么教师在教学的时候，学生在学习的时候就会非常的方便。 乐高探究实验室所涉及课程包含有：机械基础，动力机械，机械工程，机器人等。 三、机器人教育的目的 学生借助乐高机器人的平台，在老师的知道下，开展丰富多彩的机器人活动，通过活动提高学生对科技活动及知识的兴趣，培养学生动手能力、创新能力； 提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力；充分体会“做中学，玩中学”的无穷乐趣。建立机器人活动室，不仅满足课堂教学的需求，还能开展第二课堂活动，建立科技兴趣小组，丰富学生的课外活动，还可以参加到全国青少年机器人竞赛和全国电脑制作大赛中去。满足学生的同事也能给科技老师不断发现新的问题提供自身的发展的机会，参加到全国的比赛及交流中提高教师自身的素质。 （1）、通过创新实验室学习，对中小学生进行计算机编程、工程设计、动手制作与技术构建等知识的教学，培养他们动脑动手和独立思考、解决问题的技能，不断发展青少年的观察力、想象力和创新能力。

制作乐高机器人培训

制作乐高机器人-乐高乐园科技中心 现在有很多人都喜欢玩乐高机器人，感觉机器人是那么的神秘，所以从没想过自己能亲自动手制作一个机器人，其实，普通的机器人制作起来是非常简单的，今天，乐高乐园科技中心就来教大家做乐高机器人的方法，你只需要准备好材料，耐心的跟乐高乐园学很快就能见到自己的作品了。 制作乐高机器人的要点主要有两点：一是必须亲自动手，二是循序渐进。 亲自动手是必须的，只看理论，永远无法知道实际会遇到的问题；而如果你直奔复杂的人形机器人控制，不用多久你就会被你的挫折感打败，直到彻底放弃，所以循序渐进也是必须的。 有这两点，你也许应该知道上面问题的答案了，这个老师只能是你自己，我们也只能是你的同学，而乐高机器人就是入门的敲门砖！ 一个机器人主要由三大部分组成：机械部件、电子电路、软件。 可能你不会对所有的部分都有兴趣，但遗憾的是，一个完整的实体机器人必须有这些部分。乐高机器人是一个完整的入门型机器人，你可以制作一个这样的机器人作为你的第一个作品，也可以只改造你最感兴趣的部分。 乐高教学机器人完全模块化，车架、主控制器（大脑）、各种传感器都是接插件，轻轻的插入相应的插座即可使用。 车架：铝合金高精度加工，数控激光切割等工艺制作。 主控制器：采用乐高MCU，核心是一块高档PIC18单片机r，只需要一根USB线即可重复更新芯片程序，不再需要额外的编程器了。这个控制器还可以作为单片机的学习开发板，非常方便。网站不仅提供了入门教程，还提供了4个好玩实用的入门程序范例。 传感器模块：目前提供了4种类型，并留有扩展接口，可以自由扩展。 1. 红外巡线传感器2个，也可以当作近距离避障的传感器，本身是采用红外线反射信号来检测黑白线或者物体的。巡线小车方式就是使用的这种传感器。 2. 感光传感器2个，可获取环境光的强度，通过这个传感器，机器人可对光做出反应。 3. 红外遥控器。包括了遥控器和接收器，可以学习各种红外遥控编码，也可以当个遥控玩具放松一下。 4. 超声波测距传感器。先进成熟的设计，能探测面前2-400cm之间的障碍物，提供的代码是自动避障，遇到障碍物就转向。你可以在此基础上写出更复杂的动作。

乐高机器人学龄课程体系

学龄课程体系 学龄课程课程介绍年龄 动力机械I Power Machine I 本系列活动是孩子们参与学龄活动的起点孩子们亲自动手制作与 日常生活密切相关的模型，在老师引导下初步建立对轮子与轮轴、 杠杆、滑轮和齿轮四个基本机械原理的认识并简单的理解，知道 它们在日常生活生产中的简单运用。为他们进入《动力机械Ⅱ》 研究部分打下坚实的基础。 适宜 1~2年 级学 生学 习 结构与力Structure & Force 本系列活动中具体研究一些生活中的桥梁、塔等常见结构，孩子 们先通过设计，然后动手搭建一些结构模型，反复改进来加深对 形状和功能、强度与稳定性、力与负载、材料与连接等结构基本 概念的理解。活动中还激发孩子的探究精神以及独立解决问题的 能力，让孩子们站在生活的角度用器材来解决一些问题。 适宜 1~2年 级学 生学 习 能源世界I e-LAB I 本系列活动是能源世界的第一门课程，孩子们将探索什么是动力， 什么是能量的转换。如一辆小车，如何可以让小车动起来？风能、 马达的电池能量、橡皮筋的弹性势能等。活动中孩子们将运用掌 握的动力与能量知识来解决问题，培养孩子思考和解决问题的能 力。 适宜 3~4年 级学 生学 习 太极机器人本系列活动适合8岁以上并且已经完成《动力机械Ⅰ》与《能源 世界Ⅰ》相关全部课程的学生。本课程以中国传统武术——太极 为背景，从学习机器人自带内置编程至MINDSTORMNXT软件编程， 培养学生的编程意识，同时锻炼学生逻辑思维能力以及分析解决 问题的能力。 适宜 3~4年 级学 生学 习 动力机械II Power Machine II 本系列活动是孩子们先通过设计，然后动手搭建，通过问题来反 思改进，并加深对事物的理解，从而学习一些机械原理和物理知 识，体会数学的运用。《动力机械II》活动中还让孩子们用马达 作为动力，将原来手动的模型改进成动力的模型，让它按一定的 速度和节奏运行，从而体验速度、节奏等概念，为他们进入机器 人课程，做好准备。 适宜 3~4年 级学 生学 习 能源基础II e-LAB II 本系列活动是能源世界教学系列的第二部分活动，通过研究我们 生活生产中常见的五种能源形式（机械能、电能、风能、水能、 太阳能），孩子们将理解什么是能源，如何有效地利用这些能源。 在活动中，孩子们将观察到不同能量形式。 适宜4 年级 以上 学生

乐高机器人课件

第二课认识乐高蓝牙机器人系统____NXT 授课时间参加教师 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 LabVIE W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“M ac 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。

机器人校本课程纲要(完整资料).doc

【最新整理，下载后即可编辑】 《机器人》校本课程纲要 xx中学

《机器人》校本课程纲要 一、课程简介： 1.开发背景： 学校为学生开设了机器人这门课，就是培养学生解决问题和动手的能力。未来社会更需要有实践经验，有新的想法，创造力和新的思考方式。在解决问题的过程中，创新思维是培养解决问题能力的核心，它帮助学生发现多个可能的解决方案，寻找替代方案，挑战假设，并提出新的想法，帮助学生解决问题，使学生们会自觉地学习、获取新知识，从而培养学生了合作能力，提高沟通能力，充分表达思想能力。核心理念是“做中学，玩中学”。它传达的观念是让孩子充分体会学习的乐趣，让孩子成为整个学习的过程中是主导角色。 我校机器人教学主要采用乐高机器人EV3的可程序化积木为主，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。 2．开发教师—— xxx 3．课程名称——可编程机器人 4．授课对象——高一年级学生 5．课程类别——可编程机器人拼装技能与编程能力提升 6．课时安排——每周一节 二、课程目标 1．知识与技能： （1）熟练掌握各个部件之间的组合方法 （2）根据自己的想象，拼装出有创意的机器人或积木 （3）对可编程机器人进行简单的编程操作

2．过程与方法： （1）学会设计、拼装机器人、对机器人进行编程 （2）通过小组合作制作增强学生之间的团队合作意识和创意分享意识 3．情感态度与价值观： 可编程机器人除了能给学生带来这些相互促进的能力之外，还可以带来无穷的乐趣。为兴趣而生、在能力中提升兴趣，这些能力都不是刻意去要求的，都是潜移默化的，无形中就学会这样的能力，同时能认识各种机械的运动方式、学习作品中的数学和物理原理、了解机械装置在生活中的应用，在后期通过机械结构，传感应用，程序应用进行研究探索性学习，进入机器人编程阶段，可以培养学生的逻辑思维能力、团队合作能力。 三、课程内容 1.机器人发展历史及简单结构拼装 2.讲解教师本人利用废旧的材料搭建一个机器人模型 3.熟悉各个零件的名称和作用 4.认识乐高机器人积木及基本零件识别 5.组装简易机器人 5. 传动装置的功能和作用 6. 建筑的建构 7. 搭建一个简单的小车 8. 乐高机器人编程环境介绍 9. 了解各个传感器 10. 超声波传感器的应用 11. 触动传感器的应用 12. 为小车进行编程 13.小组合作进行创意触碰小车搭建 14.为搭建的触碰小车进行编程 15.利用超声波搭建一个壁障小车

乐高机器人教程1

乐高机器人教程1 第一章:理解乐高中的几何学 乐高积木的几何原理:我看到过很多同学刚刚设计机器人小车，他们首先会选择最有用的少许积木把小车搭好，兴致勃勃地编写好程序、下载，可是一松手，小车散了…但这并不影响他们的热情，他们会不停地改进，直到小车能轻松跑完全程…在这个过程中，他们已经开始根据乐高积木的各种特点，运用结构、机械原理来完善模型的结构，虽然他们并不是很清楚乐高积木的何学原理，也没有被指导过怎么做。 乐高积木为什么能够很紧密地接合在一起?能完美地实现实验仿真?这不仅在于它有两千多个各种形状的积木组件，有足够的零件让你完成你的设想，更重要的是，这些积木组件都按同一标准严格设计、生产，所有积木都是可兼容的。它依据的标准就是乐高单位，而且积木有严格的质量保持，乐高积木模具公差仅为 0.000005米。怎样巧妙地利用乐高积木的特点--梁、块、板和孔之间的关系--完善你的结构，完成你独一无二的设计? 本章包含的内容: 尺寸和单位的表示 方形的乐高世界 垂直支撑 倾斜的乐高世界 斜支撑 水平方向的尺寸和单位的表示 铰链的支撑1.1简介

在你进入乐高机器人世界之前，希望你能先掌握那些乐高积木中涉及的基本几何学原理。不用担心，我们并不是要对你进行复杂的方程式和三角法则的测试，仅讨论一些非常简单的概念和解释一些常用的术语，这样，在入门阶段就可以更容易地搭建出实际的模型。在本章，你将会发现乐高爱好者使用什么单位来表示尺寸，如何来表示积木的面积，如何将积木从不同的方位连接组合起来。 我们鼓励你使用手里的乐高组件对照本章的例子自己搭建一遍。把机器人套装放在手边，以便随时挑选必要的积木，不过这一章节中的例子多数都只用到一些块和板。 如果由于某种原因，这部分材料对你来说过于复杂，你不必强求自己掌握，可以跳过这一章直接进入到其它部分。在你需要的时候，你都可以回过来将这一章节当作术语表来使用。1.2尺寸和单位 乐高爱好者通常按顺序用3个数字表示乐高积木的尺寸:宽度、长度和厚度。使用乐高积木的一般方法是:"嵌入式"，当表示积木的尺寸时，都要考虑这种方位，不论是将积木颠倒还是在3维空间旋转。 高度是识别积木的最基本的属性，它是指积木的底部到顶部之间的距离。宽度按照我们习惯指的是水平方向上的两个尺寸中较短的一个(长度就是另外一个)。长度和宽度的表示单位是用"凸点"来表述的，也叫作"乐高单位"。这样，我们可以描述绝大多数积木的尺寸。乐高单位在1949年第一次被使用，是一个2?的积木块(如图1所示)。 也可以不用乐高单位来表示乐高积木的尺寸，而采用公制(米制)单位，两个突点圆心间的宽度相当于8mm，一块积木的厚度(不包括突点的高度)相当于9.6mm。能否记住这些数据并不重要--重要的是要知道它们有不同的数值，也就是说你需要两个不同的单位来标注高度和长度。它们之间的数值比就相当重要了:9.6除8得

机器人课程介绍

第１课机器人简介 目得意义概述:本课以科普得形式介绍机器人得发展及应用,并在此基础上初步给出机器人得定义;机器人得分类与机器人得基本组成;最后向学生介绍了款教学机器人。 1.1什么就是机器人？ 本节以科普得形式机器人得诞生及其广泛应用，并简单地给出了“机器人得定义”。教学中让学生在自学得基础上,通过上网了解更多得机器人诞生得背景，目前得应用范围以及科学家目前得努力方向。关于机器人得定义目前国际上还没有准确得定义，因此让学生理解什么就是机器人,机器人与普通机器人得主要区别就是什么就可以了。 １.２机器人得分类 与计算机得分类一样,机器人按照不同得分类方式有着多种不同类别得机器人,教材中介绍了多种分类机器人。同样建议在教学中采用自学与上网探究得学习方式,主要就是了解各种不同类型得机器人得应用情况,以及在我国现阶段机器人工业机器人、服务机器人以及仿人型机器人主要有哪些方面得应用。 1.3常见教学机器人简介 教材在介绍各种教学机器人得基础上，主要介绍了乐高机器人与纳英特机器人得特点。有条件得情况下,一定要向学生展示与演示教学机器人完成任务得过程,以提高学生得感性认识,激发学生得学习兴趣。 1.4机器人得基本组成 本节教学中应让学生明白，机器人系统与计算机系统一样，包括硬件与软件两部份。机器人硬件包括思维器官、动作器官与感应器官,而软件系统包括操作系统与高级计算机语言编程系统。 同时应让学生明白机器人学习中,主要就是学习科学家就是如何分析问题,并针对问题设计与搭建机器人来解决问题得。重点应落实到分析问题与解决问题得方法上。上学生树立信心:随着机器人得技术得不断提高,设计与制作自己得机器人就是完全可行得。 第2课机器人得编程系统 目得意义概述:本课通过实际操作纳英特机器人与乐高机器人了解与学习机器人得编程系统。教学时可根据学校得实际,选用一种类型得教学机器人实施教学，教师应尽可能得创造条件让学生有机会亲自操作,至少应能给同学演示。本课得重点就是机器人与机器人得连接方法、为机器人下载操作系统。学生得兴奋点在如何让“机器人前进”得任务上。 概述:首先让同学明确,机器人得微处理器实际就是一台微型计算机,它只懂得机器语言,不同类型得机器人一般都有自己专门得操作系统。另外,由于机器人得微处理器体积小，功能简单,一般不提供直接编程。因为大多数情况下人们都需要在计算机上为机器人编写程序,再通用下载线将程序下载到机器人内存中,以便控制机器人得行为。 ２.1纳英特机器人编程系统

关于乐高机器人在儿童教育中应用的几点思考_李晓彤

113 关于乐高机器人在儿童教育中应用的几点思考 李晓彤 世界著名玩具制造商乐高公司的教育专家以及美国塔夫茨大学、卡内基梅隆大学的教育专家经过多年的研究和实践编写而成的乐高课程在欧美国家广受欢迎。将“玩具”与“教具”相结合更能激发玩家们的趣味性，同时该产品也更加注重体验的重要性,注重人与机器人玩具的相互交流。以机器人为活动教具的教育形式也应运而生。 1.关于乐高玩具 乐高公司于1932年在丹麦创建，从家族小作坊发展成为世界著名玩具厂商。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 的零售版是1998年上市的Robotics Invention System（RIS）。乐高机器人玩具套件的核心是一个称为RCX 或NXT 的可程式化积木。而乐高推出的WEDO 系列更是一套针对小学生的简单机器人套装。专注于初级教育市场。 2.乐高的教育理念 乐高有其自身的教育理念，它提倡“玩中学”的理念，旨在培养学生的动手能力以及对自然科学、数理、人文、信息技术方面的兴趣。为此，乐高将学习过程分为联系（connect）、构建（construct）、反思（contemplate）和延续（continue）四个循序渐进的过程。而以乐高为品牌的乐高机器人早教中心，其课程包括：乐高机器人课程、乐高积木课程、乐高机器人玩具、儿童 乐高课程、儿童智力教育等乐高培训课程，教学中使用的乐高玩具包括乐高积木玩具、乐高机器人玩具等。 3.儿童的发展特点分析 玩家，通常是指在游戏中的参与者，乐高机器人玩具在玩家的年龄上，主要分为儿童（Child）和青少年（Teenager）。那么在使用乐高玩具进行教学的过程中，首先应该从了解和认识儿童的生理、心理特点、行为习惯开始。 根据皮亚杰的认知发展理论，7岁儿童可以根据经验去思考解决问题，可以借助操作工具来帮助思考问题，能够理解可逆性、守恒性等概念。虽然儿童各个阶段出现的年龄特点会因为智力因素和社会背景以及家庭成长环境的影响有所差异，但现在的儿童具备一定的思考与解决问题的能力。甚至有的孩子还能够通过自己的思考创新花样实现系统编程，超越传统的原有模式，收获挑战。 4.对儿童进行机器人教育的适宜性的几点思考 （1）知识方法：通过对孩子进行机器人编程等知识的讲解，使孩子们在玩的过程中了解齿轮、马达、传感器等机械工程的相关概念，并在搭建组建小颗粒的过程中对建筑架构等相关知识进行了解。 （2）动作技能：儿童在机器人制作的过程中在完成了机器人的编程后，就要对机器人的外形进行组装。在组装的过程中儿童可能会遇到很多实际操作的问题。而这些问题都可以锻炼儿童的实际动手能力，使儿童在动作等各 个方面的协调性得到发展。 （3）认知情感：儿童处于人生的发展阶段，各方面都没有成熟，对新鲜事物感到好奇。提到机器人，儿童会马上想到科幻电影中看到的各种各样的机器人。儿童在乐高机器人组装的过程中，锻炼了孩子手眼协调的能力，培养孩子的动手能力，使孩子善于搭建不同形状的机器人玩具，善于尝试新鲜事物。在机器人制作的过程中，锻炼孩子的创造力、解决问题的能力，同时能够培养孩子的团队合作能力，机器人玩具无限创造性的可能满足了孩子们丰富的想象力和认知需求。 机器人制作在儿童知识、逻辑思维、认知能力、动手能力及创造性思维等方面都有很好的积极影响。相信随着我国经济的不断发展，科技的进步，在不久的将来，会有更多的儿童接触到机器人制作，这对于儿童的早期智力发展有诸多益处。更加注重儿童的智力各个方面的全面发展，培养儿童的创造性思维，也会有更多的人创造出兼顾美感与质量与高科技结合的儿童教育玩具，设计出符合孩子成长需求且具人性化、情感化的产品。将玩具同教具融为一体，寓教于乐，让孩子们快乐成长。参考文献： [1]约翰?拜区特尔（John Baichtal）. 乐高神话（The cult of lego ）[M].王 睿译.人民邮电出版社，2014.[2]林崇德.发展心理学[M].北京：人 民教育出版社，2009. 摘 要：随着经济的发展，机器人制作已经进入到广大儿童的童年生活中。而以乐高机器人为代表的机器人教育更是行业中的领航代表。本文以乐高机器人教育为例，通过分析乐高品牌的教育理念以及其设定的课程内容，从儿童早期生长发育特点入手，并结合机器人教育自身所具有的特点，来分析儿童应用机器人教育的适宜问题。关键词：机器人；儿童教育；乐高；适宜性（哈尔滨师范大学，黑龙江 哈尔滨 150025） 收稿日期：2015-10-14文章编号：2095-624X（2016）02-0113-01中图分类号：TS958.22 文献标识码：B DOI:10.14161/https://www.sodocs.net/doc/7a9066962.html,ki.qzdk.2016.42.090

乐高机器人教案

认识乐高蓝牙机器人系统____NXT 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)

乐高机器人课件

乐高机器人课件 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】

第二课认识乐高蓝牙机器人系统____NXT 授课时间参加教师 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，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“Ma c 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 Fi

机器人课程介绍

第1 课机器人简介 目的意义概述：本课以科普的形式介绍机器人的发展及应用，并在此基础上初步给出机器人的定义；机器人的分类和机器人的基本组成；最后向学生介绍了款教学机器人。 1． 1 什么是机器人？本节以科普的形式机器人的诞生及其广泛应用，并简单地给出了“机器人的定义”。教学中让学生在自学的基础上，通过上网了解更多的机器人诞生的背景，目前的应用范围以及科学家目前的努力方向。关于机器人的定义目前国际上还没有准确的定义，因此让学生理解什么是机器人，机器人与普通机器人的主要区别是什么就可以了。 1． 2 机器人的分类与计算机的分类一样，机器人按照不同的分类方式有着多种不同类别的机器人，教材中介绍了多种分类机器人。同样建议在教学中采用自学和上网探究的学习方式，主要是了解各种不同类型的机器人的应用情况，以及在我国现阶段机器人工业机器人、服务机器人以及仿人型机器人主要有哪些方面的应用。 1． 3 常见教学机器人简介 教材在介绍各种教学机器人的基础上，主要介绍了乐高机器人和纳英特机器人的特点。有条件的情况下，一定要向学生展示和演示教学机器人完成任务的过程，以提高学生的感性认识，激发学生的学习兴趣。 1．4 机器人的基本组成本节教学中应让学生明白，机器人系统与计算机系统一样，包括硬件和软件两部份。机器人硬件包括思维器官、动作器官和感应器官，而软件系统包括操作系统和高级计算机语言编程系统。 同时应让学生明白机器人学习中，主要是学习科学家是如何分析问题，并针对问题设计和搭建机器人来解决问题的。重点应落实到分析问题和解决问题的方法上。上学生树立信心：随着机器人的技术的不断提高，设计和制作自己的机器人是完全可行的。 第2 课机器人的编程系统 目的意义概述：本课通过实际操作纳英特机器人和乐高机器人了解和学习机器人的编程系统。教学时可根据学校的实际，选用一种类型的教学机器人实施教学，教师应尽可能的创造条件让学生有机会亲自操作，至少应能给同学演示。本课的重点是机器人与机器人的连接方法、为机器人下载操作系统。学生的兴奋点在如何让“机器人前进”的任务上。 概述：首先让同学明确，机器人的微处理器实际是一台微型计算机，它只懂得机器语言，不同类型的机器人一般都有自己专门的操作系统。另外，由于机器人的微处理器体积小，功能简单，一般不提供直接编程。因为大多数情况下人们都需要在计算机上为机器人编写程序，再通用下载线将程序下载到机器人内存中，以便控制机器人的行为。 2．1 纳英特机器人编程系统 本节重点介绍纳英特机器人编程环境，纳英特机器人与计算机的连接方式以及如何为纳英特机器人下载操作系统和程序，最后通过一个简单的实例一一让机器人前