機器人進課堂已不是什么新鮮事，可機器人課究竟應(yīng)該怎么上?按照圖紙拼裝出一個模型，在設(shè)定好的編程模塊下輸入數(shù)值，拿著手柄像打游戲一樣遙控就行了嗎?

　　本期動手動腦，我們走進武漢三牛中美中學(xué)，跟著初三年級體驗了一堂結(jié)合了物理課、工程制圖課和3D打印課的STEM機器人課程。

　　參與學(xué)生：Molundo、Mia、Matilda、Atom、Chloe、Allen、Jack指導(dǎo)老師：武漢三牛中美中學(xué) 物理工程老師實踐材料：Vex IQ零件、2x12直梁4根、2孔撐柱8根、1x1銷釘若干、大中小齒輪各2個、橡膠軸若干課程環(huán)節(jié)：設(shè)計零件、搭建、編程課程內(nèi)容——

　　熱身：搭建齒輪和齒輪組模型，學(xué)習(xí)新知識點，回顧舊知識點首先，老師通過SnapCAD軟件繪制的齒輪圖形，向同學(xué)們介紹齒輪的定義、分類以及齒輪組的性質(zhì)。接著，老師布置一個任務(wù)作為熱身，給出兩個齒輪組模型圖，要求同學(xué)們5分鐘內(nèi)搭建出成品。隨后，老師帶領(lǐng)同學(xué)們回顧物理課上講解過的功率、扭矩、齒輪比等概念，計算齒輪模型的機械效益。

　　正題 ： 搭建完整機器人模型，觀察機器人整體運動效率一節(jié)課時間，七名同學(xué)被分成兩組，每組需要將400多個零件組裝成一個完整的機器人。“將400多個部件搭建起來，需要的是極大的耐心和細致，對邏輯和空間想象力，也有一定的要求。”指導(dǎo)老師說。

　　學(xué)生要能熟練掌握三視圖的概念，將平面化的圖紙在腦海中轉(zhuǎn)化成三維空間結(jié)構(gòu)。同時要理解，所有部件都是有序組織在一起，如果次序錯了，結(jié)構(gòu)就會發(fā)生根本性的變化。

　　搭建過程也有很多小技巧，老師說：“銷釘很容易插錯接口，要取出必須使用工具，例如一個直梁或者小起子，利用杠桿將其撬出來;軸套是橡膠件，插入軸承前，用掌心輕輕握住，過一會兒，接口會因為熱脹冷縮而變寬，安裝就容易些;橡皮筋除了能緊固一些部件，還常用來套在各種動力裝置上增加摩擦力。”

　　原型機搭建好后，就可以通過編程讓機器人動起來了，但光有編程，機器人也不能完美做到指定動作，要達到目的，還需要同學(xué)們運用到物理知識。

　　例如，使用原型機抓取和抬升物體的時候，要能感受其重心的位置和高度，如果整體重心超過了底盤，就容易翻車;每個電機是有額定功率的，在完成任務(wù)前，計算好所有環(huán)節(jié)所需要的最大功率、扭矩，以及允許范圍內(nèi)的作用力，才能實現(xiàn)工程目標。

　　【延伸閱讀】

　　機器人理論和技術(shù)集合了機械工程學(xué)、計算機科學(xué)、控制理論與控制工程學(xué)、電子工程學(xué)等諸多學(xué)科，綜合性極強、交叉度極高。三牛中美中學(xué)將機器人作為STEM課程載體，全面培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力、動手試錯能力、英語交流能力以及獨立思維能力等。

　　除了機器人課，三牛中美中學(xué)還開設(shè)了包含工程學(xué)原理、3D打印、C語言和JAVA等在內(nèi)的豐富STEM課程，學(xué)生在中學(xué)階段就能接觸最前沿的科技發(fā)展，并有機會參加全球科學(xué)技術(shù)大賽。

　　STEM，科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)、數(shù)學(xué)(Mathematics)的英文首字母縮寫。這一學(xué)科的建立，是將四門原本分散的學(xué)科進行糅合，形成的一個新的整體。

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