一文秒懂機器人8大技術(shù)等級和核心知識點(1~4級)(機器人技術(shù)等級劃分)
根據(jù)青少年的認知發(fā)展規(guī)律與學(xué)習(xí)特征,全國青少年機器人技術(shù)等級考試將機器人技術(shù)等級分為8個級別,每個級別又分別有其相應(yīng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)、核心知識點和能力,只有搞懂這些要求,我們才可以明明白白學(xué)習(xí),清清楚楚考級。
8大技術(shù)等級
技術(shù)一級
學(xué)習(xí)對象
適合能夠進行百以內(nèi)加減法且有一定閱讀能力的學(xué)生進行學(xué)習(xí)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
通過了解機器人相關(guān)知識,能夠搭建簡單的機械模型,產(chǎn)生對機器人學(xué)習(xí)興趣。具體學(xué)習(xí)目標(biāo)如下:
1、知識目標(biāo):了解機器人與力學(xué)的基本知識。
2、能力目標(biāo):能夠利用杠桿原理等知識搭建穩(wěn)定的機械模型,并實現(xiàn)簡單的傳動等功能。
核心知識點和能力
機器人概述:
理解機器人的定義;
了解機器人的發(fā)展歷史。
機器人分類:
了解幾種常見的機器人分類形式,能夠說出不同種類機器人的功能。
機器人組成:
了解機器人的組成。
穩(wěn)定結(jié)構(gòu)與不穩(wěn)定結(jié)構(gòu):
理解物體穩(wěn)定性的影響因素;
掌握穩(wěn)定結(jié)構(gòu)與不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的特點,能夠分辨穩(wěn)定結(jié)構(gòu)與不穩(wěn)定結(jié)構(gòu);
能夠搭建含齒輪和傳動鏈的穩(wěn)定模型。
力:
了解力的定義、分類及性質(zhì);
掌握力的三要素,能夠?qū)ξ矬w進行簡單的受力分析;
了解常見的力的特點與解析,如:重力、摩擦力;
了解壓力與壓強的關(guān)系并能夠?qū)ζ溥M行區(qū)分。
杠桿:
了解杠桿的分類,能夠熟練區(qū)分省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿;
理解杠桿原理,能夠利用杠桿原理解決實際問題。
傳動:
了解機械傳動的概念、類別;
了解齒輪傳動的優(yōu)缺點,掌握齒輪的加速、減速在一二級傳動中的應(yīng)用;
了解鏈傳動的優(yōu)缺點,能夠在實際場景加以應(yīng)用。
零件的操作使用:
了解零件加長、加寬、搭高的含義和作用,掌握零件的加長、加寬和搭高的方法。
技術(shù)二級
學(xué)習(xí)對象
適合達到技術(shù)一級要求,且能夠進行個位數(shù)乘除運算的學(xué)生進行學(xué)習(xí)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
學(xué)生能夠利用電機驅(qū)動模型實現(xiàn)運動,基于齒輪、凸輪、皮帶、鏈條、平面四連桿等硬件制作較為復(fù)雜的模型。具體學(xué)習(xí)目標(biāo)如下:
1、知識目標(biāo):了解力的特點與簡單分解,能夠區(qū)分低副機構(gòu)與高副機構(gòu)的基本概念,對能量有一定的了解。
2、能力目標(biāo):能夠利用簡單的高副機構(gòu)、低副機構(gòu)等搭建穩(wěn)定的模型,并能實現(xiàn)較為復(fù)雜的傳動,從而實現(xiàn)模型驅(qū)動。
核心知識點和能力
四邊形:
了解常見四邊形的特點,知道特殊四邊形邊長與對角線的關(guān)系,如平行四邊形、長方形;
能夠?qū)⑵叫兴倪呅闻c力的分解結(jié)合,進行簡單的力的分解與合成。
圓:
了解圓的特點,理解半徑、直徑與周長三者之間的關(guān)系;
理解圓在輪軸中的應(yīng)用與受力分析。
車的基本驅(qū)動平臺:
了解兩驅(qū)、四驅(qū)車的特點,知道其用途,掌握兩驅(qū)車、四驅(qū)車基礎(chǔ)平臺的搭建方法。
低副機構(gòu)、高副機構(gòu):
知道低副機構(gòu)、高副機構(gòu)的含義及其分類,能夠區(qū)分低副機構(gòu)與高副機構(gòu),并在實際場景中加以應(yīng)用;
了解高副機構(gòu)中凸輪機構(gòu)的特點及使用。
四連桿機構(gòu):
了解常見四連桿機構(gòu)以及應(yīng)用,掌握四連桿機構(gòu)的基本類型;
了解曲柄、搖桿、滑塊、滑桿等的特點與應(yīng)用,了解曲柄滑桿、滑塊等結(jié)構(gòu)在模型中的應(yīng)用,能夠利用結(jié)構(gòu)原理對作品進行適當(dāng)創(chuàng)新。
間歇運動機構(gòu):
理解間歇運動機構(gòu)的概念和分類,了解常見的間歇運動機構(gòu)的運動原理與應(yīng)用場景。
傳動:
掌握高級齒輪傳動、鏈傳動、皮帶傳動在模型中的應(yīng)用。
能量:
理解能量的概念,了解能量的存儲與釋放的幾種方式;
能夠用皮筋與基本杠桿等結(jié)合搭建簡單的彈射裝置。
技術(shù)三級
學(xué)習(xí)對象
適合達到青少年機器人技術(shù)二級要求,且能夠進行加減乘除混合運算的學(xué)生進行學(xué)習(xí)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
通過掌握二級管、蜂鳴器等硬件的基本原理,學(xué)生能夠搭建機器人模型,并能夠編寫程序控制模型。具體學(xué)習(xí)目標(biāo)如下:
1、知識目標(biāo):掌握編程的程序結(jié)構(gòu)和邏輯運算。
2、能力目標(biāo):掌握流程圖的繪制方法,能夠搭建簡易機器人模型,并通過編程實現(xiàn)對該模型的控制。
核心知識點和能力
結(jié)構(gòu)模式(模型結(jié)構(gòu)):
了解常見機器人的結(jié)構(gòu)模式,能夠搭建簡單的機器人模型。
控制模式(數(shù)電模電及I/O):
了解機器人的基本控制模式,了解數(shù)字量、模擬量、數(shù)字信號與模擬信號的概念及其之間的聯(lián)系;
掌握控制模擬量和數(shù)字量輸入、輸出的方法。
傳感器:
知道傳感器的含義和類別,了解常見傳感器的特點與工作原理,如:按鍵、灰度、紅外。
二級管和蜂鳴器:
知道二級管、蜂鳴器等用電器的工作原理,并能夠利用其完成相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)。
流程圖:
掌握流程圖的基本繪制方法,能夠根據(jù)任務(wù)要求熟練繪制流程圖。
邏輯運算符:
了解與、或、非的含義和用法,掌握與、或、非的邏輯關(guān)系。
程序結(jié)構(gòu):
掌握程序的順序、循環(huán)、分支三種基本結(jié)構(gòu)。
技術(shù)四級
學(xué)習(xí)對象
適合達到技術(shù)三級要求,且對電路有一定了解的學(xué)生進行學(xué)習(xí)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
學(xué)生能夠掌握幾種基本機械機構(gòu)的基礎(chǔ)運算語句,并能熟練使用編程軟件對機械進行靈活控制。具體學(xué)習(xí)目標(biāo)如下:
1、知識目標(biāo):掌握機械機構(gòu)的運作原理,以及幾種電器的參數(shù),了解C語言或Python等結(jié)構(gòu)化程序語言中常見函數(shù)與參數(shù)的意義及其基本語法格式。
2、能力目標(biāo):能夠熟練使用編程軟件,并完成簡單的編程任務(wù)。
核心知識點和能力
電學(xué)入門:
理解電、電流、電壓、電阻的含義;
了解歐姆定律的定義和適用范圍;
能夠在電路中判斷高低電勢,了解高低電勢對信號的影響。
結(jié)構(gòu)模式:
熟悉機器人的幾種結(jié)構(gòu)模式并能夠搭建,能夠在基礎(chǔ)平臺上進行適當(dāng)拓展。
常用機械機構(gòu):
能夠搭建具有彈射機構(gòu)的機器人,實現(xiàn)相應(yīng)任務(wù),并進行適當(dāng)創(chuàng)新;
能夠搭建具有抓取機構(gòu)的機器人,實現(xiàn)相應(yīng)任務(wù),并進行適當(dāng)創(chuàng)新;
能夠搭建多種行進機構(gòu)的機器人,并進行適當(dāng)創(chuàng)新。
電機:
了解電機的分類,熟知最基本直流電機的工作原理與使用方法;
了解舵機的定義、組成結(jié)構(gòu)、使用方法和工作原理,能夠利用舵機完成任務(wù)。
傳感器:
掌握10類傳感器的基本原理與使用方法;
能夠利用超聲波、紅外遙控等傳感器實現(xiàn)對車輛的避障控制、巡線控制等。
函數(shù):
知道常見的幾個函數(shù)與參數(shù)的表示方式,能夠看懂并修正簡單代碼程序,能夠熟練利用圖形化編程軟件進行程序編寫。
變量:
了解電壓對用電器的控制機制,并能夠使用變量對用電器進行控制。
三種數(shù)據(jù)運算:
掌握數(shù)學(xué)(加、減、乘、除)、比較(大于、小于、等于)及邏輯(與、或、非)運算,能夠利用程序的三種結(jié)構(gòu)編寫復(fù)雜程序。
由于文章篇幅有限,本次先介紹技術(shù)等級1~4級,大家在學(xué)習(xí)的時候一定要遵循技術(shù)等級的要求,這樣才不至于多花時間,多走彎路。
最后,還是要給各位家長朋友們提個醒,機器人的學(xué)習(xí)要從興趣出發(fā),從實際應(yīng)用出發(fā),從提升孩子能力的角度出發(fā),只有這樣才能真正學(xué)好機器人,讓孩子成為一個未來的創(chuàng)造者!