趣味体验课程

制作：杭州古德微机器人有限公司 最后更新：2020.4.15

目的

为响应国务院和教育部提出在中小学逐步设置人工智能和编程课程的号召，特开设基于树莓派的人工智能小创客体验课程。面向初次接触编程的学生。以认知和体验为教学目标，激发学生对人工智能、编程、机器人的兴趣并促进对学科类知识的学习。帮助学生培养朴素的创客素养，形成朴素的创新意识。

体验课的课程是本课程体系的前提和基础，在体验课课程中，首先介绍机器人、人工智能、编程、创客的概念和相互的关系，用与生活息息相关的例子带领学生今日机器人的世界，引起浓厚的兴趣；课程中学习树莓派平台的硬件连接方式，编程平台，积木式编程模块，认识基本的编程知识，培养逻辑思考和动手能力。

课程内容

Ty01 魔法灯光秀

• 要点

  • 主要内容：认识树莓派，掌握树莓派和其他硬件的基本连接；通过图形化编程的学习，初步掌握程序的逻辑排列；认识灯带，能够掌握灯带至少三种玩法。灯带有“顺向流水灯”、“逆向流水灯”、“反向双向流水灯”、“汇聚流水灯”。只要正确调整写入的程序，每个孩子都可以做一场酷炫好玩的灯光秀。
  • 编程知识：学会灯带编程模块的功能；学会“变量”和“循环”在编程中的运用；掌握正确的程序排列。
  • 机械电子知识：了解电压、地、信号输入输出；
  • 课程特色：
    1. 基于树莓派的图形化编程，降低编程学习难度和门槛，用拼图的方式进行操作，简单易学，趣味性强；
    2. 编程思维的训练，提高逻辑思维能力；
    3. 人工智能创客同时进行，科技感爆棚，既培养科学探索兴趣，又锻炼动手能力和协作能力。

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  Ty02 自制魔法相机

• 要点

  • 主要内容：认识树莓派，掌握树莓派和自制魔法相机所涉及的硬件的基本连接；认识拍立得相机（图片演示），认识自制拍立得相机硬件（黑白印机、摄像头、按钮、小灯、木板）；学会调试打印机，打印照片，在学会使用摄像头拍照的基础上，进一步学会条件判断按钮按下拍照并打印。
  • 编程知识：变量，条件判断；
  • 培养能力：通过要实现的功能，倒推思考需要满足哪些条件，培养学生的逻辑思维能力。
  • 课程特色：
    1. 基于树莓派的图形化编程，降低编程学习难度和门槛，用拼图的方式进行操作，简单易学，趣味性强；
    2. 编程思维的训练，提高逻辑思维能力；
    3. 人工智能创客同时进行，科技感爆棚，既培养科学探索兴趣，又锻炼动手能力和协作能力。

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  Ty03 神奇的白板

• 要点

  • 主要内容：熟悉树莓派，通过图片展示，让学生认识熟悉树莓派;认识Sense hat，8x8的RGBled阵列（彩色屏），拥有五个方向的操纵杆；通过写入程序，变化程序，从而使点阵屏呈现出各种要求的图形显示，最后作出扩散变幻的正方形图形；
  • 编程知识：列表、变量；循环嵌套；坐标、像素；
  • 其他知识：RGB色彩；
    • 课程特色：
    • 基于树莓派的图形化编程，降低编程学习难度和门槛，用拼图的方式进行操作，简单易学，趣味性强；
    • 编程思维的训练，提高逻辑思维能力；
    • 人工智能创客同时进行，科技感爆棚，既培养科学探索兴趣，又锻炼动手能力和协作能力。

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Ty04 奇妙的重力球

• 要点

  • 主要内容：学习点阵屏的加速计功能，通过图片展示，让学生了解加速计原理；带领学生们一同探索加速计：倾斜点阵屏，并测量加速计的x,y,z轴输出数据，结合不同的倾斜角度，探索x,y,z轴输出数据的意义；在了解x,y轴数值与倾斜方向的关联性之后开始编写程序，通过判断x,y轴方向上的数值（直观：判断倾斜方向），在点阵屏上显示相应的方向箭头；在学会用点阵屏显示方向箭头的基础上，尝试编写重力球程序。预期效果：倾斜点阵屏，重力球随之移动，每一次变换方向，屏幕上的重力球会随着倾斜方向的改变而移动，若保持倾斜角度与方向，重力球会继续往同一个方向移动。
  • 编程知识：顺序结构，多分支结构；
  • 物理知识：学习三维坐标轴相关的知识；
  • 课程特色：
    1. 基于树莓派的图形化编程，降低编程学习难度和门槛，用拼图的方式进行操作，简单易学，趣味性强；
    2. 编程思维的训练，提高逻辑思维能力；
    3. 人工智能创客同时进行，科技感爆棚，既培养科学探索兴趣，又锻炼动手能力和协作能力。

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Ty05 流动的金字塔

• 要点

  • 主要内容：学习使用点阵屏的加速计，了解加速计原理与使用，理解x,y轴倾斜时的数据变化；使用点阵屏显示金字塔，金字塔主要通过循环来实现，通过图片和代码，让学生们理解每一层的金字塔是如何建立起来的，此外还涉及到初级的函数调用；制作金字塔流动效果，并随着倾斜方向改变，相应地建造流动金字塔，了解了点阵屏加速计的使用方法以及金字塔的搭建方法之后，将两者结合起来，前后倾斜点阵屏，使得金字塔从不同位置建立起来(有兴趣可以试着增加功能：左右倾斜效果)；
  • 编程知识：函数，循环结构；
  • 物理知识：坐标换算；
  • 课程特色：
    1. 基于树莓派的图形化编程，降低编程学习难度和门槛，用拼图的方式进行操作，简单易学，趣味性强；
    2. 编程思维的训练，提高逻辑思维能力；
    3. 人工智能创客同时进行，科技感爆棚，既培养科学探索兴趣，又锻炼动手能力和协作能力。

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  Ty06 手势控制红绿灯

• 要点

  • 主要内容：熟悉树莓派，通过图片展示让学生认识熟悉树莓派，掌握传感器以及其他硬件的连接方式；认识并使用红外传感器，通过图片和案例了解红外传感器，讲解红外检测原理；学会正确安装红外传感器，调试红外传感器，查看检测结果；通过手势控制红绿灯，学会控制小灯亮灭，介绍红绿灯原理，通过编程完成红绿灯效果；连接红外传感器，变化程序，通过红外检测结果控制红绿灯的变化；
  • 编程知识：变量，顺序结构，条件判断等；
  • 物理知识：信号发送，接收，信号的反射和散射等；
  • 培养能力：在安排红绿灯按照实际运行状况亮灭时，很好的锻炼了学生的逻辑思维能力；
  • 课程特色：
    1. 基于树莓派的图形化编程，降低编程学习难度和门槛，用拼图的方式进行操作，简单易学，趣味性强；
    2. 编程思维的训练，提高逻辑思维能力；
    3. 人工智能创客同时进行，科技感爆棚，既培养科学探索兴趣，又锻炼动手能力和协作能力。

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Ty07 坐姿提醒器

• 要点

  • 主要内容：认识树莓派，掌握树莓派和其他硬件的基本连接；认识超声波传感器（图片演示），讲解超声波传感器测距原理，安装超声波传感器并输出调试信息；认识蜂鸣器，并根据坐姿提醒器原理思考程序逻辑，排列程序语句，使用超声波传感器与蜂鸣器完成坐姿提醒器效果；
  • 编程知识：函数，条件语句、多分支的条件语句，变量的使用；
  • 机械电子知识：了解超声波传感器、蜂鸣器；
  • 课程特色：
    1. 基于树莓派的图形化编程，降低编程学习难度和门槛，用拼图的方式进行操作，简单易学，趣味性强；
    2. 编程思维的训练，提高逻辑思维能力；
    3. 人工智能创客同时进行，科技感爆棚，既培养科学探索兴趣，又锻炼动手能力和协作能力。

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  Ty08 倒计时贺新年

• 要点

  • 主要内容：熟悉树莓派，通过图片展示，让学生认识熟悉树莓派;认识Sense hat，8x8的RGBled阵列（彩色屏），拥有五个方向的操纵杆；通过写入程序，变化程序，从而使点阵屏呈现出各种要求的数字，字母，最后呈现出迎新年倒计时以及新年祝福的英文单词；
  • 编程知识：变量，循环结构；
  • 其他知识：RGB色彩；
  • 课程特色：
    1. 基于树莓派的图形化编程，降低编程学习难度和门槛，用拼图的方式进行操作，简单易学，趣味性强；
    2. 编程思维的训练，提高逻辑思维能力（节日互动、增强互动）；
    3. 人工智能创客同时进行，科技感爆棚，既培养科学探索兴趣，又锻炼动手能力和协作能力。

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  Ty09 语音控制Yeelight

• 要点

  • 主要内容：通过树莓派，掌握图形化编程过程，理解基本程序模块；通过视频了解Yeelight灯的奇妙之处；通过树莓派中智能硬件，将Yeelight灯(家用电器)与树莓派相接用以程序控制；通过程序步骤图，将较复杂的语音程序简单化；用语音控制Yeelight灯的开关、颜色及“警灯”、“迪斯科”、“闪屏”等特效；
  • 编程知识：列表、变量、赋值、语音转换、函数名；
  • 人工智能知识：语音控制原理等
  • 培养能力：通过程序操作步骤分析图，理解将复杂问题分解成简易问题的思维方式；
  • 课程特色：
    1. 基于树莓派的图形化编程，用拼图的方式进行操作，简单易学，趣味性强；
    2. 通过拼图式编程思维的训练，提高逻辑思维能力；
    3. 编程与硬件相结合，既培养科技探索兴趣，又锻炼动手能力和协作能力；
    4. 双师课堂模式(主讲老师+助教老师)，及时解答纠错，再小的细节也不放过；
    5. 专业团队教师，融合先进教育理念，采用启发式教学，保障学习效果。

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Ty10 机械战警

• 要点

  • 主要内容：通过树莓派，掌握图形化编程过程，理解基本程序模块；通过图片和生活中实例认识红外传感器，并了解红外传感控制原理；根据操作步骤分析图思考程序步骤，并完成操作编辑；学会分别用程序和语音控制机器人的运动，及“跳舞”、“讲故事”、“将科普”等功能；
  • 编程知识：输出调试、红外遥控、变量、赋值、函数名；
  • 物理知识：红外传感原理、红外控制操作等；
  • 培养能力：通过对程序步骤分析图的认识，了解将略复杂问题分解成简易问题的思维方式；
  • 课程特色：
    1. 基于树莓派的图形化编程，用拼图的方式进行操作，简单易学，趣味性强；
    2. 通过拼图式编程思维的训练，提高逻辑思维能力；
    3. 编程与硬件相结合，既培养科技探索兴趣，又锻炼动手能力和协作能力；
    4. 双师课堂模式(主讲老师+助教老师)，及时解答纠错，再小的细节也不放过；
    5. 专业团队教师，融合先进教育理念，采用启发式教学，保障学习效果。

  视频效果

  Ty11 人工智能进百校公益课

• 要点
  • 主要内容：通过灯光秀、无人机表演等视频带领同学们认识酷炫的机器人；初步认识树莓派、扩展板以及动画演示树莓派的连接；在此基础上，通过编程实例的介绍帮助同学们了解树莓派的用途，以及如何去编程并实现在Sense hat上显示一只小兔子的功能；最后和同学们一起在现场体验拍立得、问答机、贪吃蛇等人工智能作品，使大家进一步的了解人工智能，了解树莓派，激发同学们对图形化编程的兴趣；
  • 上课时长及人数：60mins，30人；
  • 助教要求：提前学习课件，配合主讲老师，服务小学生，维持课堂纪律，帮助学生更好的体验人工智能作品。