哇塞！機(jī)器人：中小學(xué)機(jī)器人科普讀本

第1章　奇妙的機(jī)器人世界 / 1
1．1?神奇的機(jī)器人 / 1
1．1．1?什么是機(jī)器人？ / 1
1．1．2?從一個(gè)單詞“Robot”說起 / 2
1．1．3?機(jī)器人安全嗎？――機(jī)器人安全三原則 / 4
1．2?古代也有機(jī)器人 / 5
1．2．1?世界上最早的機(jī)器人 / 5
1．2．2?古代中國(guó)機(jī)器人 / 6
1．2．3?古代外國(guó)機(jī)器人 / 9
1．3?現(xiàn)代機(jī)器人演義 / 12
1．3．1?現(xiàn)代機(jī)器人的起源 / 12
1．3．2?現(xiàn)代機(jī)器人的發(fā)展 / 13
1．3．3?現(xiàn)代機(jī)器人的分類 / 15
第2章　機(jī)器人的身體――硬件組成及原理 / 25
2．1?鋼筋鐵骨的機(jī)械零件 / 26
2．1．1?搭建身體框架的孔板 / 26
2．1．2?撐起其他部件的六棱柱 / 28
2．1．3?把各部件連起來的連接件 / 28
2．1．4?用處多多的輪子 / 30
2．1．5?不能缺少的螺釘與螺母 / 31
2．2?充滿活力的電器部件 / 32
2．2．1?聰明的大腦――CPU板 / 32
2．2．2?機(jī)器人的感覺器官――傳感器 / 37
2．2．3?機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)器官――電機(jī) / 45
2．2．4?機(jī)器人的心臟――電源 / 49
2．2．5?把快樂傳遞――LED板 / 51
2．3?解剖機(jī)器人的大腦――嵌入式系統(tǒng)原理 / 52
2．3．1?機(jī)器人大腦的內(nèi)部世界 / 52
2．3．2?程序和數(shù)據(jù)住在哪里？――存儲(chǔ)程序 / 56
2．3．3?我的腦里只有你――二進(jìn)制 / 58
第3章　機(jī)器人的思維――程序設(shè)計(jì) / 65
3．1?話說機(jī)器人編程 / 65
3．2?程序的翻譯官――GULC / 67
3．2．1?GULC操作界面 / 68
3．2．2?GULC程序框架 / 74
3．2．3?GULC編程步驟 / 75
3．3?機(jī)器人唱歌――蜂鳴器控制和數(shù)據(jù)概念 / 81
3．3．1?用play演奏樂曲 / 81
3．3．2?delay命令的妙用 / 86
3．3．3?你知道“哆來咪”嗎？――數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)類型 / 88
3．4?機(jī)器人跳舞――馬達(dá)控制和數(shù)據(jù)運(yùn)算 / 94
3．4．1?動(dòng)動(dòng)腿――DC馬達(dá)動(dòng)起來 / 95
3．4．2?擺擺手――伺服馬達(dá)聽話了 / 98
3．4．3?把數(shù)據(jù)加工一下――數(shù)據(jù)運(yùn)算 / 100
3．5?你知道小星星嗎――LED控制和程序結(jié)構(gòu) / 113
3．5．1?一閃一閃亮晶晶――on/off命令 / 113
3．5．2?玩出新花樣――機(jī)器人程序結(jié)構(gòu) / 115
3．6?耳聰目明的機(jī)器人――傳感器命令和數(shù)組 / 127
3．6．1?機(jī)器人傳感器輸入 / 127
3．6．2?特殊的數(shù)據(jù)類型――數(shù)組 / 129
3．7?機(jī)器人命令大盤點(diǎn)――命令總結(jié)與函數(shù) / 132
3．7．1?機(jī)器人命令總結(jié) / 132
3．7．2?函數(shù)的概念 / 132
3．8?還有哪些工具――ProboScratch簡(jiǎn)介 / 133
3．8．1?ProboScratch界面 / 134
3．8．2?ProboScratch編程 / 139
第4章　我們都是小創(chuàng)客――機(jī)器人制作舉例 / 143
4．1?聽話的恐龍機(jī)器人 / 143
4．1．1?恐龍機(jī)器人簡(jiǎn)介 / 143
4．1．2?恐龍機(jī)器人的硬件搭建 / 144
4．1．3?恐龍機(jī)器人的程序設(shè)計(jì) / 145
4．2?寵物狗機(jī)器人 / 151
4．2．1?寵物狗機(jī)器人簡(jiǎn)介 / 151
4．2．2?寵物狗機(jī)器人的硬件搭建 / 151
4．2．3?寵物狗機(jī)器人的程序設(shè)計(jì) / 153
4．3?火車機(jī)器人 / 156
4．3．1?火車機(jī)器人簡(jiǎn)介 / 156
4．3．2?火車機(jī)器人的硬件搭建 / 157
4．3．3?火車機(jī)器人的程序設(shè)計(jì) / 160
4．4?人工機(jī)械手臂 / 161
4．4．1?人工機(jī)械手臂簡(jiǎn)介 / 161
4．4．2?人工機(jī)械手臂的硬件搭建 / 162
4．4．3?人工機(jī)械手臂的程序設(shè)計(jì) / 165
第5章　機(jī)器人中的STEM / 167
5．1?生命科學(xué) / 167
5．1．1?什么是仿生機(jī)器人 / 167
5．1．2?青蛙機(jī)器人與青蛙 / 169
5．1．3?蟑螂機(jī)器人與蟑螂 / 170
5．1．4?螳螂機(jī)器人與螳螂 / 172
5．1．5?恐龍機(jī)器人與恐龍 / 173
5．2?空間科學(xué) / 175
5．3?物質(zhì)科學(xué) / 178
5．3．1?機(jī)器人中的力 / 178
5．3．2?機(jī)器人中的簡(jiǎn)單機(jī)械 / 181
5．3．3?機(jī)器人中的機(jī)械應(yīng)用舉例――投石器機(jī)器人 / 185
5．3．4?機(jī)器人中的電 / 186
5．3．5?機(jī)器人中的電磁感應(yīng) / 192
5．3．6?機(jī)器人的能量守恒 / 194
5．3．7?機(jī)器人眼中的光 / 195
5．4?信息科學(xué) / 199
5．4．1?計(jì)算機(jī)演義――計(jì)算機(jī)的起源與發(fā)展 / 199
5．4．2?人工智能演義――人工智能的起源與發(fā)展 / 205
5．4．3?通信技術(shù)演義――通信與移動(dòng)通信 / 208
5．5?數(shù)學(xué)相關(guān) / 212
5．5．1 ?哪個(gè)六棱柱好？――認(rèn)識(shí)長(zhǎng)度 / 212
5．5．2?誰的機(jī)器人最快――認(rèn)識(shí)速度 / 214
5．5．3?“鼴鼠游戲”機(jī)器人中的不一定――隨機(jī)與概率 / 218
5．6?工程與技術(shù)相關(guān) / 219
5．6．1?機(jī)器人制作的最高機(jī)密――想象力比知識(shí)重要 / 219
5．6．2?近現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)的革命 / 220
附錄A　中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)之我見 / 227
A．1?中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)的內(nèi)容 / 227
A．1．1?中小學(xué)機(jī)器人學(xué)科概念 / 228
A．1．2?中小學(xué)機(jī)器人工程實(shí)踐 / 230
A．1．3?中小學(xué)機(jī)器人跨領(lǐng)域概念 / 231
A．2?中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)的目標(biāo) / 232
A．2．1?知識(shí) / 233
A．2．2?領(lǐng)會(huì) / 234
A．2．3?運(yùn)用 / 234
A．2．4?分析 / 234
A．2．5?綜合 / 235
A．2．6?評(píng)價(jià) / 235
A．3?中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)中的能力培養(yǎng) / 236
A．3．1?空間想象能力的培養(yǎng) / 236
A．3．2?動(dòng)手能力的培養(yǎng) / 237
A．3．3?邏輯思維能力培養(yǎng) / 237
A．3．4?團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力培養(yǎng) / 238
A．3．5?創(chuàng)新思維能力培養(yǎng) / 238
A．4?中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)的設(shè)計(jì) / 239
A．4．1?學(xué)習(xí)者分析與教學(xué)內(nèi)容建議 / 239
A．4．2?學(xué)習(xí)理論在中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)中的應(yīng)用 / 241
A．4．3?中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)的建議 / 243
附錄B　機(jī)器人對(duì)抗比賽規(guī)則 / 245
B．1?任務(wù)內(nèi)容 / 245
B．2?任務(wù)規(guī)則 / 245
B．2．1?比賽前的準(zhǔn)備 / 245
B．2．2?比賽評(píng)判 / 246
B．3?場(chǎng)地要求 / 247
參考文獻(xiàn) / 249