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北京交通大學(xué)附屬中學(xué)2001年在全國(guó)率先開設(shè)智能機(jī)器人課程，同時(shí)組建了智能機(jī)器人社團(tuán)。隨后，機(jī)器人社團(tuán)被認(rèn)定為北京市金鵬科技團(tuán)機(jī)器人分團(tuán)。多年來，學(xué)校以金鵬團(tuán)為引領(lǐng)開設(shè)了機(jī)器人課程，形成了有樂趣、有參與、有成就的“三有課堂”模式。

面向全體學(xué)生培養(yǎng)動(dòng)手能力

《義務(wù)教育勞動(dòng)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》將初中勞動(dòng)課程內(nèi)容分為日常生活勞動(dòng)、生產(chǎn)勞動(dòng)和服務(wù)性勞動(dòng)三大類，共包括九個(gè)任務(wù)群。其中，“新技術(shù)體驗(yàn)與應(yīng)用”“工業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)”“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)”“公益勞動(dòng)與志愿服務(wù)”“現(xiàn)代服務(wù)業(yè)勞動(dòng)”都能與機(jī)器人學(xué)習(xí)相結(jié)合。

初中勞動(dòng)課注重動(dòng)手能力培養(yǎng)，而機(jī)器人的學(xué)習(xí)包含硬件組裝、編程調(diào)試、算法優(yōu)化等全流程操作，例如編寫簡(jiǎn)單的控制程序驅(qū)動(dòng)勞動(dòng)工具，或通過傳感器實(shí)現(xiàn)智能控制。這類實(shí)踐既能激發(fā)創(chuàng)造力，又能深化學(xué)生對(duì)機(jī)械原理、電子工程等跨學(xué)科知識(shí)的理解，使其了解機(jī)器人的基本概念、應(yīng)用場(chǎng)景及其對(duì)日常生活和勞動(dòng)方式的影響，進(jìn)而理解機(jī)器人在現(xiàn)代勞動(dòng)中的作用，以及它如何改變傳統(tǒng)勞動(dòng)模式，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)新技術(shù)的興趣，提升他們創(chuàng)新思維和問題解決能力。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)“采摘機(jī)器人”

學(xué)?！安烧獧C(jī)器人”項(xiàng)目屬于初中勞動(dòng)課標(biāo)中“新技術(shù)體驗(yàn)與應(yīng)用”這一勞動(dòng)任務(wù)群。該任務(wù)群強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生通過體驗(yàn)和應(yīng)用現(xiàn)代新技術(shù)，了解其在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)新技術(shù)的興趣和創(chuàng)新能力?！安烧獧C(jī)器人”項(xiàng)目和初中勞動(dòng)課標(biāo)中的“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)”和“工業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)”也有著緊密的聯(lián)系，幫助讓學(xué)生了解如何利用工業(yè)技術(shù)提升傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

“采摘機(jī)器人”項(xiàng)目主要分為理論學(xué)習(xí)、實(shí)踐操作和編程三部分：理論學(xué)習(xí)部分介紹機(jī)器人技術(shù)的基本概念、工作原理和相關(guān)人工智能知識(shí)，如視覺識(shí)別、多傳感器融合技術(shù)、智能路徑規(guī)劃等，講解采摘機(jī)器人在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用及其優(yōu)勢(shì)；實(shí)踐操作部分教授機(jī)器人零件的功能和使用方法、馬達(dá)及傳感器的使用等，要求學(xué)生掌握機(jī)器人基礎(chǔ)編程，搭建采摘機(jī)器人模型并在模擬環(huán)境中操作；編程部分講解算法的基本概念和邏輯，使用簡(jiǎn)單的編程語(yǔ)言進(jìn)行編程。

在實(shí)際教學(xué)中，我們選擇紅色小球作為采摘對(duì)象，通過光電傳感器巡線來規(guī)劃采摘路徑，通過超聲波傳感器實(shí)現(xiàn)避障，通過顏色傳感器來識(shí)別果實(shí)的成熟度。最后，通過機(jī)械手摘取果實(shí)。

社團(tuán)課程滿足學(xué)生學(xué)習(xí)個(gè)性需要

隨著機(jī)器人教育的發(fā)展，學(xué)校又開展了MakeX、ENJOY AI和VEX智能機(jī)器人項(xiàng)目，滿足學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和特色成長(zhǎng)需要。

MakeX機(jī)器人平臺(tái)鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)意，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)自己的機(jī)器人項(xiàng)目，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。學(xué)生學(xué)習(xí)SolidWorks設(shè)計(jì)軟件對(duì)機(jī)器人進(jìn)行前期設(shè)計(jì)，利用激光切割機(jī)和3D打印機(jī)加工制作零件，大大提高了機(jī)器人制作的靈活性和創(chuàng)新性。

ENJOY AI機(jī)器人設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，適合初學(xué)者快速入門。它注重人工智能技術(shù)的普及應(yīng)用，通過機(jī)器人編程、智能交互等場(chǎng)景培養(yǎng)青少年對(duì)AI技術(shù)的理解與實(shí)踐能力。

VEX機(jī)器人按年齡和難度分階設(shè)置，適配不同學(xué)習(xí)階段需求。學(xué)校的VEX IQ項(xiàng)目面向初中學(xué)生，主要學(xué)習(xí)機(jī)器人設(shè)計(jì)與搭建，學(xué)習(xí)Scratch編程以及C++基礎(chǔ)編程。VEX VRC項(xiàng)目面向高中學(xué)生，學(xué)習(xí)更加復(fù)雜的機(jī)器人設(shè)計(jì)與搭建，掌握C++程序設(shè)計(jì)，探索PID控制算法，編程實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的精準(zhǔn)控制。

機(jī)器人普及課程提升了學(xué)生對(duì)機(jī)器人的認(rèn)識(shí)和動(dòng)手能力，相關(guān)的社團(tuán)課程學(xué)習(xí)通過日常訓(xùn)練、交流展示、參加比賽進(jìn)一步提升了學(xué)生的專業(yè)水平，也促進(jìn)了其他科技實(shí)踐活動(dòng)的開展。