《Arduino创意机器人》课程纲要
《Arduino创意机器人》课程纲要
课程名称Arduino创意机器人设计者曹荣泽
适用年级五、六年级总课时18课程类型拓展性课程
课程简介
“Arduino创意机器人”课程是一门交叉了多门学科的综合性课程，涉及到许多基础学科，包括数学、物理、计算机、化学、生物、多媒体等，学生在运用Arduino平台进行创造开发的时候，把学习到的零碎知识与机械工程转变成一个探究世界相互联系的不同侧面过程，它要求学生人为地对多门学科知识进行综合创造，这一实践过程使得学生在杂乱无章的学习情境中获得设计能力、合作能力、问题解决能力和实践创新能力的提升，也使得孩子们的学习变得生动有趣。
“Arduino创意机器人”基于学科理论，立足于实际生活，通过技术思想以及Arduino平台的运用解决现实生活中的实际问题，为学生细心生活、发挥创造性提供了宽广的舞台。
背景分析
机器人是一门涉及运动学和动力学、系统结构、传感技术、控制技术等多领域的交叉学科，其教育实施正是促使学生整合科学、技术、数学领域的知识，以工程标准化的思想进行综合实践的过程，具有较强的教育价值。
近年来，随着基础教育新课程改革的不断深入实施，我国中小学机器人教育也有了较快发展，并成为中小学综合实践课程和技术课程的载体，其教育价值已获得社会认可。
Arduino是一块基于开放源代码的USB接口Simple I/O 接口板，并且具有IDE集成开发环境。
通过Arduino平台可以让学生了解和掌握机器人的基本知识和技能，包括机器人机械部分、传感部分和控制部分的设计与搭建以及在这个过程中需要运用的各种知识，可以培养学生良好的信息素养、创新精神和实践能力。
课程目标
“Arduino创意机器人”课程的总目标是提高小学生的创新能力、综合设计能力和动手实践能力，进而培养和提升学生的STEM 素养，强调学生在直接经验和亲身经历的基础上，通过观察、思考、设计、制作、试验等活动获得丰富的学习体验，在生活中发现问题，在实践中解决问题，在活动中获得知识。
根据三维目标的划分，将课程目标细分如下：
1．知识与技能
初步了解机器人的基本结构，了解机器人在社会生活中的应用；完成简单的机器人设计、硬件装配、程序编写、功能调试等任务；通过在掌握有关机器人的知识和技能的基础上，积极创意解决更多实际问题，在过程中培养创新精神，提高实践能力。
2．过程与方法
在教师指导下，通过模仿及积极的创意，能够完成简单的机器硬件装配、程序编写、简单调试等任务，使机器人能够解决简单的问题。
3．情感态度与价值观
感受机器人技术的重要性以及Arduino平台的便捷性，培养对Arduino机器人课程学习的兴趣以及动手解决实际生活问题的兴趣，提高问题意识和编程思维以及STEM素养，促进全面而有个性的发展。
学习主题活动安排
在基础教育领域，机器人可以与信息技术课程进行整合，也可以与通用技术课程整合，还可以与物理、数学、生物等等相关课程进行整合，以Arduino为平台的机器人课程教学需要搭建硬件、检测与控制电路，然后编写控制程序烧录代码，就可以控制机器人的各种动作和行为。
本课程主要涉及到的教学项目有智能LED、智能风扇、智能小车等，分为三章17课，具体的课程内容主要为：
1．智能LED系列，包括点亮LED、按钮控制的LED、创意LED三个专题，主要是Arduino的基础知识。
2．智能风扇系列，包括智能风扇、变速风扇、创意风扇三个专题，主要是Arduino基础知识的强化与深入。
3．智能小车系列，包括会走路的小车、避障小车、巡线小车三个专题，主要是Arduino机器人的综合运用。
课时学习主题
1 走进Arduino的世界
2 点亮LED
3 闪烁LED
4 按钮控制LED
5 光线控制LED
6 创意设计
7 启动风扇
8 声控风扇
9 换档风扇。
《Arduino创意机器人》智能风扇校本课程教学设计
思考：根据第一单元中学过的按钮启动 LED，思考怎样实现按钮启 动风扇。 可请学生演示（供参考） 第二步：从控制模块中将指令拖曳到脚本区，再将输入输出模块中的指
令
拖曳到脚本区。
【编译上传】
实践探究 （调试程序）
程序编写完成，单击
，再单击
。
【提示】在测试时，可以使用锂电池给风扇供电，便于测试。
教学设计反思
1、在课件、素材设计方面，选用 EN5 进行课件制作，应注意多媒体素材的正常播
放，保证设备与软件版本的一致。教程设计应该做到不出现科学问题，逻辑清楚，图文
并茂。
2、在教学环节设计方面，应注重基础项目开发，同时侧重学生的应变能力培养，
能够做到知识的延伸与拓展。 3、学习方法上，引导学生更好的进行小组合作探究，培养学生的自主学习能力与
信息技术学科/高中
授课教师 王 磊
该课程主要涉及传感器技术、物联网、图形化编程等领域，学生通过项目的开
发，掌握相关知识与技术，并能进行创意设计，完成自己的项目开发。
课题教学设计
（一） 教材分析
本节课是《Arduino 创意机器人—智能风扇》系列课程的第一节课。通 过前面的学习，学生对 Arduino 软硬件的基础使用已经有了基本的认识，掌 握了一定的硬件搭建方法和编程方法。但是对直流电机是陌生的。因此，这 节课是在前面学习的基础上，带领学生了解直流电机（风扇），学会启动风 扇，体会机器人更丰富的功能。
节的内容。同学们通过一个单元的学习，已经能实现多种 LED 灯功能。
课堂导入 （模型展示）
这个单元开始我们将学习另一个模块，请在机器人套件中找到风扇模块。 这节课开始我们将玩转风扇，首先我们来学习第 7 课。出示课题《启动 风扇》并且展示本节课的风扇模型，实现功能设计。
《Arduino互动创新设计与制作》教学大纲
《Arduino互动创新设计与制作》课程教学大纲一、课程基本信息二、课程性质与课程目标1、课程性质：本课程介绍当前最流行的人工智能与机器人的相关知识，了解世界智能机器人的发展情况，基于Arduino套件，学会传感器的应用、LED灯的应用、电动机的应用，搭建简单的机器人循迹小车。
学生通过该课程可以了解世界机器人发展的潮流，学会简单的机器人制作，并利用套件开发自己感兴趣的创意产品，有利于培养学生创新创业意识和动手实践能力。
2、课程目标：（1）知识目标通过本课程的学习，应使学生了解和掌握各种传感器的使用方法，LED、电动机的驱动方法，掌握创意机器人的制作方法，掌握机器人小车制作、编程、调试的方法。
（2）能力目标培养学生机械零部件设计、制作能力，编程能力和动手实践能力，并能为学生进行创意制作提供一定的理论基础和技术储备。
（3）素质目标本课程属于创意课程，通过本课程的学习，应使学生了解和掌握各种传感器的使用方法，掌握创意机器人的制作方法，掌握机器人小车制作、编程、调试的方法，其目的在于培养学生机械零部件设计、制作能力，编程能力和动手实践能力，并能为学生进行创意制作提供一定的理论基础和技术储备。
（4）育人目标增强学生的科技强国意识和民族自豪感；培养学生严谨的职业操守和高度的责任意识；培养学生服务乡村全面振兴的使命感和责任感；在自动化、智能化和机器人技术蓬勃发展趋势下，使得学生了解和理解先进的机器人技术，跟上新技术发展的步伐，这将有助于我国的高等教育与国际接轨，推进我国科学与技术的发展。
三、教学章节与学时安排四、教学内容与教学方法（一）理论教学内容1.第一章 Arduino概述知识点：（1）机器人创客工具——Arduino简介（2）Arduino开发平台简介课程思政要点：课程思政要点1：中国在建国之后，历经各种困难和科技攻关，在机器人领域取得了巨大的飞跃。
机器人技术可以节省劳动力，是实现工业和农业自动化的重要基石。
Arduino创意机器人——基于Mind+无极调节LED 亮度
11
A1
5v
模数转换
预备知识
2、认识电位器它是一种最简单的模拟输入设备。电位器实际上就是一个滑动变阻器，通过控制滑块所在的位置，可以得到不同的电阻值，而输入信号正是从滑块所在的位置接入到电路中的。三个引脚由左至右依次为VCC、OUT、GND，分别于UNO板上的5V引脚、模拟输入引脚、GND引脚相连。当滑块处在不同角度时，引脚VCC、OUT之间电阻阻值不同，按照分压原理，触角返回的电压值也在0~5V变化， Arduino UNO板的模数转换器件根据返回的电压数值与输入电压（5V）的比例的关系，换算成0~1023的具体数值，返回给UNO板。
无极调节LED亮度
学习目标理解arduino通过传感器获取模拟信号的原理和方法认识电位器，能正确的将其连入电路。会用电位器调节LED的亮度。器材准备Aduino UNO板、USB数据线、LED、200欧定值电阻、电位器、面包板、杜邦线。
预备知识
1、模拟量与模拟输入计算机的优势在于对数字信号的识别和处理，但我们生活的世界并不能用数字化的0和1来表示所有的现象。例如温度，它会在一定范围内连续变化，而不可能发生像从0度到1度这样的瞬时跳变。类似这样的物理量称为模拟量。计算机是无法直接处理这些模拟量的。模拟量必须经过模数转换，变成数字信息后才能被计算机进一步处理。Arduino UNO板具有模数转换功能，能进行模数转换，将传感器感知来的模拟值和温度等转换成1024个级别，即0~1023。由于Arduino UNO板控制的电压变化范围是0~5V，因此将0~5V的电压值分成1024份。例如用光线传感器感受光线强度，若感知的光较强值为512，则则输出的电压就为2.5V，若是漆黑的夜晚感知不到光值为1023，则输出的电压为0V。Arduino UNO板共有A0~A5六个模拟输入引脚可接入模拟传感器。
Arduino基础课大纲(小学)
课次 0 课程目标
1，学习Arduino软硬件基本知识，创客思想 闪亮的LED 2，展开学习blink的程序 3，控制LED灯按要求闪烁 1，学习Arduino背景知识：发展，现状，应用 初识Arduino 2，学习认识各类零件的名称 3，分类零件，给自己配制零件盒 1，详细介绍UNO主板上的各部分功能 2，各端口的认识，扩展板的介绍 霓虹灯 3，在程序中调用各个端口：setup与loop的介绍 4，多个LED灯的使用 1，for循环的介绍，括号内字段含义，i++，i-信号灯 2，LED灯按指定次数闪烁 3，用LED灯发出SOS信号，莫尔斯码的讲解 1，模拟端口的介绍 2，光电传感器的讲解 路灯 3，串口监视器的学习 4，楼道灯的制作 1，PMW端口的实现模拟信号的原理 呼吸灯 2，呼吸灯的制作 3，完成RGB灯的控制，多彩灯的控制 1，介绍模拟传感器：电位计 2，LED灯的亮度调节 台灯 3，LED灯的闪烁频率调节 4，随机数的学习 1，按钮的控制方法 抢答器 2，硬件缺陷的处理方法 3，两路抢答器的设计与制作 1，声音传感器的原理及使用方法的学习 声控灯 2，根据串口监视器的测试，调节声音传感器的灵敏度 3，实现声控灯 1，3*3流水灯的设计与制作 流水灯 2，个性化发挥 3，演讲展示
基础套件，RGB灯
基础套件，电位计
基础套件，按钮
基础套件3
4
5
6
7
8
9
程大纲
课程资源
视频， Arduino板，数据线 零件箱，Arduino板，扩展版，数据线， LED灯，光电传感器，RGB灯，电位计， 按钮，声音传感器，螺丝刀，杜邦线 基础套件（Arduino板，扩展版， 数据线，杜邦线），LED灯，
Arduino技术及应用》—教学大纲
Arduino技术及应用》—教学大纲该课程旨在培养学生掌握Arduino的专业基础理论知识，并能将其应用于解决物联网中感知层相关的复杂工程问题。
此外，学生还需了解物联网工程感知层涉及的相关知识、技能、方法和行业规范、标准，以及社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素对Arduino开发的影响。
课程要求学生能够对物联网工程特定需求进行感知层模块的设计与实现，并能在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。
最终，学生应能够运用Arduino开源控制器进行物联网系统开发，对物联网体系架构、硬件（设备）接口技术等工作原理及复杂工程进行研究和实验验证。
二、课程内容和教学方法1．课程内容本课程主要包括Arduino的基础知识、开发环境搭建、编程语言、常用模块及传感器、数据采集与处理、通信协议、物联网系统设计与开发等方面的内容。
2．教学方法本课程采用理论授课与实验相结合的教学方法。
理论授课主要讲解Arduino的基础知识及其在物联网中的应用，实验环节则通过实际操作，让学生掌握Arduino的编程语言、常用模块及传感器、数据采集与处理、通信协议等方面的技能。
三、考核方式和评分标准1．考核方式本课程的考核方式包括平时成绩、实验成绩和期末考试成绩。
其中，平时成绩占20%，实验成绩占30%，期末考试成绩占50%。
2．评分标准本课程的评分标准主要考虑学生的理论知识掌握情况、实验操作技能、实验报告撰写能力以及课程考试成绩等方面的表现。
评分标准将根据学生的表现情况进行综合评定，最终得出总评成绩。
四、参考教材和研究资源1．参考教材1）《Arduino入门指南》（第2版），作者：XXX XXX，出版社：XXX。
2）《Arduino编程实战》（第2版），作者：XXX Monk，出版社：XXX。
3）《Arduino技术与实践》（第2版），作者：XXX，出版社：XXX。
2．研究资源本课程的研究资源主要包括Arduino官方网站、Arduino开发社区、在线课程平台等。
aduino课程设计
aduino课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解Arduino的基本原理和功能，掌握Arduino编程的基本语法和结构；2. 学习并掌握Arduino板与各种电子元件（如LED灯、传感器等）的连接方法；3. 了解Arduino在现实生活中的应用，如智能家居、机器人控制等领域。
技能目标：1. 能够独立完成Arduino程序的编写和调试，实现简单的电子电路控制；2. 培养学生的动手能力，能够设计并搭建简单的Arduino项目；3. 提高学生的问题解决能力，能够运用Arduino技术解决实际问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对Arduino编程和电子制作的兴趣，激发学生的创新意识和探索精神；2. 培养学生的团队合作意识，学会在团队中共同解决问题；3. 增强学生对科技改变生活的认识，提高社会责任感和使命感。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在使学生在掌握Arduino基本知识的基础上，通过实践操作，培养其动手能力、创新意识和团队合作精神。
课程目标的分解旨在让学生在实际操作中达到以下具体学习成果：1. 能够描述Arduino的基本原理和功能；2. 能够编写并运行简单的Arduino程序；3. 能够连接Arduino板与电子元件，实现基本的功能控制；4. 能够结合实际生活，提出并实现Arduino创新项目；5. 在团队合作中，能够发挥个人特长，共同解决问题。
二、教学内容1. Arduino基础理论：介绍Arduino的发展历程、特点和应用领域，讲解Arduino板的基本组成和原理，使学生了解Arduino的整体框架。
- 教材章节：第1章 Arduino概述2. Arduino编程语法与结构：学习Arduino编程的基础知识，包括变量、数据类型、运算符、控制结构等，为编写Arduino程序打下基础。
- 教材章节：第2章 Arduino编程基础3. Arduino电路连接与编程实践：学习Arduino板与各种电子元件的连接方法，通过实践操作，编写并调试程序，实现简单功能控制。
arduino 教学大纲
arduino 教学大纲Arduino教学大纲Arduino是一种开源的电子开发平台，它可以帮助我们学习和实践电子技术和编程。
无论是初学者还是有一定基础的学生，Arduino都是一个很好的选择。
本文将介绍一个适用于Arduino教学的大纲，帮助学生系统地学习和掌握Arduino的相关知识和技能。
第一部分：Arduino基础知识在这一部分，学生将学习Arduino的基本概念和原理。
包括以下内容：1. Arduino简介：介绍Arduino的背景、特点和应用领域，让学生了解Arduino 的基本概念。
2. Arduino硬件：介绍Arduino板子的组成和基本元件，如微控制器、输入输出接口等。
3. Arduino编程环境：介绍Arduino IDE的安装和使用，以及基本的编程语法和结构。
4. Arduino电路连接：学习如何将Arduino与外部电路连接，包括输入设备（如按钮、传感器）和输出设备（如LED、电机）。
第二部分：Arduino项目实践在这一部分，学生将通过实践项目来应用他们所学的Arduino知识。
每个项目都将涵盖特定的主题和技术。
1. LED闪烁：通过控制Arduino上的LED灯，学习如何编写简单的程序控制输出。
2. 温度监测器：使用温度传感器和LCD显示屏，制作一个能够实时监测环境温度的装置。
3. 声控灯：通过麦克风传感器和LED灯，制作一个能够根据声音强度自动调节亮度的灯。
4. 智能小车：通过连接电机和红外线传感器，制作一个能够自动避障的小车。
5. 无线通信：学习如何使用无线模块（如蓝牙或Wi-Fi）与其他设备进行通信，如手机或电脑。
第三部分：Arduino高级应用在这一部分，学生将学习一些更高级的Arduino应用和技术。
1. 数据记录与分析：学习如何使用Arduino将传感器数据记录到SD卡，并通过电脑进行数据分析和可视化。
2. 互动装置：通过连接触摸传感器、声音传感器等，制作一个能够与用户进行互动的装置。
小学创客教育Arduino创意机器人第一单元智能LED
第1课 走进 Arduino的世界一、教材与学生情况分析本课是《Arduino创意机器人》第一单元《智能LED》的第一节课。
学生在此之前对Arduino机器人毫无了解，本节课的学习，主要是让学生初步了解Arduino控制器，认识Arduino机器人，帮助学生打破对机器人的神秘感，拉近学生和机器人的距离，激发学生学习和探究机器人的兴趣。
二、教学目标1.认识Arduino，了解Romeo控制板的种类。
2.掌握Arduino驱动的安装。
3.体验Arduino。
三、教学重难点教学重点：Arduino的板卡和串口教学难点：Arduino的串口四、教学流程1．引入新课教师展示机器人以及用Arduino制作的机器人视频。
总结：视频中的机器人作品使用的控制板都是Arduino。
师：Arduino是一个基于开放源码的软硬件平台，具有使用类似Java、C语言的开发环境，再加上价格低廉，Arduino风靡全球各地，吸引了许多电子爱好者开发使用。
你想不想学会制作机器人呢？生：想。
出示课题《走进Arduino的世界》2．教学新课（1）任务描述安装Mixly编程环境与Arduino驱动，打开并测试Blink范例。
（2）认识师：Arduino已经先后发布了十几种型号的板子，比如有巨大版的Arduino MEGA，有可缝在衣服上的类似纽扣的Arduino LilyPad，也有微型的ArduinoMicro，当然还有最基础的Arduino UNO，等等。
我们使用的是现在最流行、最基础的UNO板。
这款控制器叫做Arduino Romeo。
（2）安装Mixly编程环境Mixly程序是一款绿色软件，不用安装就可以使用。
但在使用之前需要先安装JAVA环境，才能正常使用。
（3）安装驱动师：Arduino控制器和计算机的连接采用USB连接线。
第一次连接需要安装驱动。
相关驱动程序在Arduino IDE安装目录的Drivers文件夹中。
学生活动：安装驱动师：驱动安装完后，就可以开始Arduino之旅了。
arduino简单课程设计
arduino简单课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解Arduino的基本概念，掌握其编程语言及基本电路原理。
2. 使学生掌握Arduino的输入/输出功能，能够读取传感器数据并控制外部设备。
3. 引导学生了解Arduino在实际应用中的基本原理，如智能家居、物联网等。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能够独立完成Arduino的基本电路连接。
2. 培养学生编程思维，使其能够编写简单的Arduino程序，实现特定功能。
3. 提高学生的创新意识和问题解决能力，使其能够运用Arduino技术解决实际问题。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对Arduino及电子制作的兴趣，培养其探究精神。
2. 培养学生团队协作意识，使其在合作中共同解决问题，提高沟通能力。
3. 引导学生关注科技发展，认识到Arduino技术在现实生活中的重要性，树立正确的价值观。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够独立完成Arduino的基本电路连接，并掌握相关元件的功能。
2. 学生能够编写简单的Arduino程序，实现灯光控制、温度检测等功能。
3. 学生能够运用Arduino技术设计并制作一个简单的创意作品，如智能家居控制系统。
4. 学生在课程学习中，能够主动参与讨论、分享心得，提高团队协作能力。
二、教学内容本课程教学内容围绕Arduino基础知识、实践操作和创意应用三个方面展开。
1. Arduino基础知识：- Arduino硬件平台介绍：了解Arduino各种型号及其特点。
- 基本编程语法：掌握变量、数据类型、运算符、控制结构等。
- 数字和模拟输入/输出：学习如何使用Arduino的GPIO口进行数据读取和控制。
2. 实践操作：- 传感器应用：学习使用常见传感器，如温度传感器、光敏传感器等。
- 电路设计：掌握基本电路原理，学习绘制原理图和搭建电路。
- 编程实践：编写程序实现传感器数据读取、LED控制等基本功能。
arduino教学大纲
arduino教学大纲Arduino教学大纲Arduino是一种开源的电子原型平台，它基于简单易用的硬件和软件，可以帮助人们快速学习和实践电子技术。
Arduino的出现使得电子制作变得更加容易和有趣，因此在教育领域中也得到了广泛应用。
本文将探讨一种可能的Arduino教学大纲，帮助教师和学生更好地学习和应用Arduino。
第一部分：Arduino基础知识在开始学习Arduino之前，学生需要了解一些基础知识。
这部分内容可以包括电子元件的基本概念，例如电阻、电容、电感等，并介绍它们在电路中的作用和应用。
此外，还可以介绍一些基本的电路原理，例如欧姆定律和基尔霍夫定律，以及电路的串联和并联等概念。
第二部分：Arduino硬件介绍在这一部分，学生将学习Arduino的硬件组成和功能。
他们可以了解Arduino 主板的结构和各个部件的作用，例如微控制器、输入输出引脚、电源接口等。
此外，还可以介绍一些常用的电子元件模块，例如LED灯、按钮、传感器等，并讲解它们在Arduino中的接线和使用方法。
第三部分：Arduino编程基础学生需要学习Arduino编程语言和开发环境的基础知识。
他们可以了解Arduino编程语言的语法和常用函数，例如数字输入输出、模拟输入输出、延时函数等。
此外，还可以介绍一些常用的编程结构，例如条件语句、循环语句等，并通过实例演示它们的应用。
第四部分：Arduino项目实践在这一部分，学生将应用他们学到的知识来完成一些实际的项目。
这些项目可以包括LED灯控制、温度传感器实时监测、无线通信等。
通过实践项目，学生可以巩固他们的知识，并培养解决问题和创新思维的能力。
同时，教师可以根据学生的兴趣和能力，设计不同难度和复杂度的项目，以满足不同学生的需求。
第五部分：Arduino扩展应用在学习了基础知识和完成了一些项目后，学生可以进一步学习Arduino的扩展应用。
这些应用可以包括与其他硬件平台的连接，例如Raspberry Pi、传感器网络等。