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攻克
山东省小学机器人教育实验室建设与配备标准
目录
编制说明……………………………………………………………2
小学机器人教育实验室的建筑要求………………………………4
小学机器人教育实验室的环境要求………………………………6
小学机器人教育实验室的固定设施………………………………7
小学机器人教育实验室的配备标准………………………………7
小学机器人教育实验室的建设要求………………………………7
编制说明
为贯彻落实《国务院关于基础教育改革与发展的决定》,适应小学新课程改革的要求,推动小学科学课程中机器人教育的发展,提高机器人教学和教育装备的水平,全面推进素质教育,促进我省基础教育的改革和发展,特制定《山东省小学机器人教育实验室建设与配备标准》。
一、指导方针:
1.机器人教育实验室和功能室的建设,应满足科学课程教学的要求,有完善的设施、设备,有配套的教学仪器,有行之有效的管理制度。
让智能机器人教育走进中小学,开发机器人文化的教育功能和发掘智能机器人的教育价值,对推进教育创新,促进教育改革和教育现代化,对创造型、研究型、专家型教师队伍的形成,对提高中小学生的创新和实践能力,同时对我国机器人事业的发展、人才高地的建设,具有重要的现实意义和战略意义。
2.符合现代教育和先进教育理念的特点,有利于各种媒体信息的传播和运用,拓展多方位的教学模式。
3.适应素质教育和课程改革的要求,有利于营造学科实验的优良环境,有利于创设体验科学探究过程,以培养小学生科学素质为宗旨的科学启蒙课程,以探究为核心,要提供学生能直接参与的各种机器人活动的机会。
在科学探究的过程中,使学生增长科学探究能力,具有培养创新能力的教学环境
4.体现整合教育资源,探索实验教学模式,有利于学生主动实践、学习和个性化教育。
5.突出环保,注重安全,有利于学生身心健康发展。
二、适用范围:
本标准适用于山东省各级各类小学。
小学机器人教育实验室的建筑要求
学校实验室及各功能室的内部设施与布局等均根据建设部、国家计委、教育部发布的《城市普通中小学校校舍建设标准》(建标[2002]102号)、《中小学校建筑设计规范》(GBJ99-86)的要求。
实验室的建设,必须坚持先规划设计后建设的原则。
规划应有一定的前瞻性,设计方案应便于分步建设;改建、扩建时要因地制宜,充分利用已有的设施和设备。
一.使用面积:
≥86㎡/间。
二.地面:
各室与走廊的地面不宜设台阶。
地面应防尘易清洁、耐磨、防滑。
三.门窗:
应根据人流安全疏散的要求设置前后门,门洞的宽度不应小于l200mm,门扇上宜设观察窗,门框上部设采光通风窗。
门窗开启后不应影响室内空间的使用和走廊通行的便利与安全。
所有窗子上应设有遮光窗帘,符合如机器人巡线等活动的采光要求。
四.综合布线系统:
室内有水源、电源的应设总控制阀。
试验室内电源插座与照明用电应分路设计、分别控制。
新建试验室应预留综合布线系统的竖向贯通井道及设备位置;
五.用电负荷:
试验室的配电线路和设备功率容量应留有余地,以满足不断采用现代化教学手段及教学设备逐步增多的需要。
小学机器人教育实验室的环境要求
项 目
要 求
采 光
应保证试验室教学用房的最佳建筑朝向,避免室内直射阳光。
主要采光面应位于学生座位左侧。
照 明
1.试验台面的平均照度应符合GB50034的有关要求不低于300lx,其照度均匀度不低于0.7。
2.灯具悬挂高度距试验台面不应低于1700mm,不宜用裸灯。
3.书写板宜设局部照明,书写板面的平均照度应符合GB50034的有关要求不低于500lx,照度均匀度不低于0.7。
4.试验台上若设计局部照明,前排灯不应对后排学生视线产生直接眩光。
遮 光
窗户应装窗帘,试验用时试验室应设遮光通风帘。
温 度
室内设计温度应符合GB5701的有关要求宜在16℃~28℃。
通风换气
1.试验室、准备室的换气次数应符合GB17226的有关要求不低于4次/h,宜采取各种有组织的自然通风措施,使室内二氧化碳浓度低于1.5‰。
2.必要时还应采取强制置换室内污染空气的措施:
采用排风扇时,排风扇应设存外墙靠地面处。
风扇的中心距地面不应小于300mm。
风扇洞口靠室外的一面应设挡风措施;室内的一面应设防护罩。
环 保
1.室内环境噪声不大于65dB。
2.新建、改建、扩建试验室及附属用房时,甲醛、苯、氡等有害气体和放射性污染应符合相关标准中的限量值。
安 全
各室应备有效的消防设施。
每个试验室应设置一个事故急救冲洗水嘴和急救箱。
急救箱中的药品应注意及时更换。
小学机器人教育实验室的固定设施要求
一.基本要求
讲台:
两端与书写板竖直边缘下延长线的水平距离不应小于200mm,宽度不应小于650mm,高度宜为200mm;
电源:
试验室电气线路应采用防火要求的暗敷配线方式,安装自动断电保护器,应有可靠的接地措施;
水源:
各室应设给排水设施,宜设水槽和拖把池,排水口应有水封装置;
气源:
可根据需要设置气源,并应有一定的安全措施;
通讯:
可根据实际情况设一处或多处网络接口;
教学电视:
试验室内设置电视机时,应符合GB8772的有关要求。
观看距离以座椅前缘至电视屏幕垂南面间水平距离为电视机屏幕尺寸的4倍~11倍为宜。
观看的水平斜视角不宜超过450,仰角不宜超过30°;
教学屏幕:
试验室内安装屏幕时,屏幕下沿距讲台面不应低于1100mm,屏幕的宽度宜为屏幕垂直面至最后一排座椅距离的1/6。
二.布置要求
机器人教学试验室的布置,应遵循科学性、实用性和系统先进性,具备良好的育人环境。
三.技术依据:
1.按教育部规定,小学一个班的生源配置为45人。
为了广泛适应各地实验室建设的不同需求,本标准将实验室建设分为三类。
分别为增强类、标准类和简化类,详细的要求参考后面的配置资料。
2.机器人教学设备的配备标准:
按照国家最新颁发的标准进行配备(经济欠发达地区的村级小学可按简化类标准配备),学生分组实验按二人一组数量配备。
机器人教学设备应多配两组,以备随时添用。
3.应当积极组织学生参加国内外的各类机器人比赛活动,将学生在课堂所学的知识进行实践和检验,增强学生自信和交流能力,全面培养学生的综合素质。
小学机器人教育实验室的配备标准
一.本方案所配装备为每类标准实验室的一间,学校全部装备完成均需乘以实际教室的数量。
二.教学设备和器材
本方案教学设备配备数量按照每班45人的标准计算,可以根据学生数量的具体,则应适当增加或减少配备数量。
消耗性材料是保证教学试验活动顺利进行的重要条件,学校应根据需要及时补充。
三.关于教育机器人的标准
1.凡是进入学校的教育机器人产品,需取得通过计量认证的教学仪器设备产品质量检验机构出具的合格证书或符合相关标准的检测报告。
要符合国家相关安全和环保标准。
2.为充分响应国家教育改革的发展目标,体现“做中学”和“学中做”的理念,符合实践和创新的要求,机器人的器材形式必须为积木件形式,每个套装的零部件数量不能少于500个。
智能教育机器人的所有零部件的装配固定孔径为¢5.6mm±0.05mm,为了机器人的测试和调试方便,机器人须同时具有程控和遥控的功能。
以下为教育机器人应满足的参数标准。
名称
描述
方条
方条2:
19.85±0.05×9.8±0.05×11.8±0.05mm
方条3:
29.95±0.05×9.8±0.05×11.8±0.05mm
方条3-A:
29.95±0.05×9.8±0.05×11.8±0.05mm
方条5:
50.0±0.05×9.8±0.05×11.8±0.05mm
方条7:
70.0±0.10×9.8±0.05×11.8±0.05mm
方条13:
130.0±0.1×9.8±0.05×11.8±0.05mm
方条15:
150.0±0.1×9.8±0.05×11.8±0.05mm
方条17:
169.9±0.1×9.8±0.05×11.8±0.05mm
所有零件均容易与相关零件组装
扁条
扁条2:
19.8±0.05×9.8±0.05×6.8±0.05mm
扁条3:
29.8±0.05×9.8±0.05×6.8±0.05mm
扁条5:
49.8±0.05×9.8±0.05×6.8±0.05mm
扁条7:
69.8±0.1×9.8±0.05×6.8±0.05mm
扁条9:
89.8±0.1×9.8±0.05×6.8±0.05mm
三排扁条2:
19.8±0.05×29.8±0.05×6.8±0.05mm
三排扁条4:
39.8±0.05×29.8±0.05×6.8±0.05mm
三排扁条7:
69.8±0.1×29.8±0.05×6.8±0.05mm
所有零件均容易与相关零件互配组装
轴类/轴套
钉头轴:
26.0±0.10×¢5.5mm
轴3:
29.4±0.15×¢5.5mm
轴4:
39.3±0.15×¢5.5mm
轴5:
49.2±0.15×¢5.5mm
轴7:
68.6±0.15×¢5.5mm
轴9:
88.4±0.15×¢5.5mm
半轴套:
4.8±0.15×¢5.6mm
轴套:
9.8±0.15×¢5.6mm
联轴套:
19.8±0.15×¢5.6mm
直角轴套1:
两个不相交的90度圆孔
直角轴套2:
两个垂直90度孔,一端圆孔,一端三棱孔
直角轴套3:
两个垂直90度三棱孔
拐角轴套1:
两个呈180度的三棱孔与90度圆孔相交
拐角轴套2:
两个呈150度的三棱孔与90度圆孔相交
拐角轴套3:
两个呈135度的三棱孔与90度圆孔相交
拐角轴套4:
两个呈120度的三棱孔与90度圆孔相交
拐角轴套5:
两个呈90度的三棱孔与90度圆孔相交
所有轴与零件之间配合适中
螺丝/螺母
螺丝与螺母能任意互配组装,无打滑、松动等现象。
螺丝1:
8.9+0.1/-0.2×5.5+0.02/-0.05
螺丝2:
18.9+0.1/-0.2×5.5+0.02/-0.05
螺丝3:
28.9+0.1/-0.2×5.5+0.02/-0.05
螺丝4:
38.9+0.1/-0.2×5.5+0.02/-0.05
螺丝5:
48.9+0.1/-0.2×5.5+0.02/-0.05
螺丝15:
13.9+0.1/-0.2×5.5+0.02/-0.05
螺丝25:
23.9+0.1/-0.2×5.5+0.02/-0.05
螺丝35:
33.9+0.1/-0.2×5.5+0.02/-0.05
螺母:
M5.5mm内螺纹
齿轮
10齿齿轮:
三棱内孔,直齿齿轮,齿数为10齿
20齿齿轮:
三棱内孔,直齿齿轮,齿数为20齿
30齿齿轮:
三棱内孔,直齿齿轮,齿数为30齿
40齿齿轮:
三棱内孔,直齿齿轮,齿数为40齿
50齿齿轮:
三棱内孔,直齿齿轮,齿数为50齿
20齿斜齿轮:
三棱内孔,斜齿齿轮,齿数为20齿
30齿斜齿轮:
三棱内孔,斜齿齿轮,齿数为30齿
20齿伞齿轮:
三棱内孔,伞状齿轮,齿数为20齿
20齿冠齿轮:
三棱内孔,冠状齿轮,齿数为20齿
蜗杆:
三棱内孔,柱状齿轮
齿条:
条状直齿齿轮
所有齿轮内孔需与轴类零件自由组装
车轮
小车轮:
¢32×10±0.05mm
大车轮:
¢59×12±0.05mm
加强车轮:
¢54×25±0.05mm
基板
长×宽=149.7±0.1×109.7±0.07,孔位排列15*11孔
伺服器
(1)转角角度160°±10°。
(2)空载电流:
400MA±50MA
(3)堵转扭矩:
8.9kg.cm
高速马达
(1)空载转速19000rpm
(2)堵转扭矩:
90g.cm
减速马达箱
(1)空载转速大于500rpm,电流300MA±50MA。
(2)PTC保护时间:
堵转后3-30秒之间起保护
(3)减速比为38
(4)堵转扭矩:
1.5kg.cm
控制器
(1)8个马达接口,13个数/模传感器接口
(2)低电压报警:
7.2V+/-0.3v
(3)电源插头或充电电池接关拔插力度小于3kg
(4)静态电流小于200MA。
(5)PIC18F8520处理器,10MHZ主频,9600bps数据速率
遥控器
(1)8通道马达控制
(2)1.2.5.6通道具有微调及马达反向功能
(3)遥控距离:
室内>10m.
下载线
(1)USB下载接口
(2)线头能承受15LBS*10S的拉力
碰撞开关
1.工作电压:
5V
2.触发力度:
小于150g
3、触发角度:
<180度
行程开关
1.工作电压:
5V
2.触发力度:
小于100g
3、金属限位臂长:
40mm
巡线传感器
1.工作环境:
(100-1000lux的冷光源)
2.工作电压:
5.0V
3.检测距离:
1.5-2.0cm
超声波传感器
1.工作环境:
(100-1000lux的冷光源)
2.工作电压:
5.0V
3.反应速度<20ms
4.检测距离:
0.1-3m
火焰传感器
1.工作环境:
(100-1000lux的冷光源)
2.工作电压:
5.0V
3.有效工作距离:
3~200cm
4.有效角度±22度
指南针
1.工作电压:
5V
2.感应角度:
0-360度
3.反应速度<10ms
4.感应精度:
±1度
5.安装高度>7cm
编码器
1、反应速度:
3ms
2、工作电压:
5V
3.结合机器人教学的实际要求,要求所有的机器人零部件都可以实现单独购买,适应学生的创新实践活动。
4.关于人型机器人的标准,
(1)机器人使用的芯片为16位64K以上的PIC系列。
(2)机器人具有程序控制的功能。
(3)机器人编程使用图形化界面软件,支持在线调试和循环演示动作。
(4)机器人可以通过红外控制器控制,遥控距离不小于3M,可以两个机器人同时控制而无干扰。
(5)机器人使用17个伺服舵机,每个伺服器扭矩不低于9KG·CM,具有±90度的转动角度,伺服器有自保功能,堵转后能自动休眠。
(6)机器人可以存储15套以上程序动作。
每个动作可以通过控制器自由调出使用。
(7)机器人本身可以播放音乐,可以存储15个以上音乐文件(总大小不超过1兆),可以输入外界WAV格式音频文件。
5.为了给教学提供展示和检验的平台,原则上要求所有器材可以参加国内、国际的机器人比赛活动,获得更广泛的科技交流活动。
四.相关说明
1.本方案试验室的基本装备不包含设备的辅助器材、配件、线材及各室的装修和维护。
2.学校可根据本区(校)的办学特色及财力提高配置,创建更为人性化的机器人教育试验室以满足对教学的需要。
为了广泛适应各学校对实验室装备的不同需求,根据统筹兼顾、因地制宜的原则,我们的建设方案将必修模块实验室装备分为简化、标准、增强三个类别。
增强类装备标准(Ⅰ):
是对有较好条件的学校提出的较高要求,数据指标仅为较高要求的下限。
它能对实验室装备及其管理、发展起引领作用。
可以作为全国性示范学校和地方特色学校的实验室装备的参照要求。
标准类装备标准(Ⅱ):
是对有条件的学校提出的标准要求,它能对本地区机器人教育实验室的装备起示范作用,本类标准可作为有条件学校的实验室建设的参照标准。
简化类装备标准(Ⅲ):
是实验室装备必须达到的基本要求,它能基本满足教学需求。
3.装备目录
序号
设备名称
单位
配套数量
型号要求
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
1
教育机器人
套
30
25
20
采用积木拼插件,通过开展机器人搭建、编程、创意等教学和实践活动,发展学生的个性特长,开发学生的创新思维,培养和提高学生的动手实践能力。
2
VEX比赛机器人
个
4
4
2
可以参加国内外的VEX机器人比赛
3
人型机器人
套
4
4
2
可以参加国内外的人型机器人比赛
4
多媒体计算机
台
2
1
1
运行程序编译软件快速流畅
5
工作台
张
若干
若干
若干
6
宣传画
张
若干
若干
若干
以创新和实践为主题,结合有最新的科技发展动态和科技成果展示等。
小学机器人教育实验室的建设要求
一.日常管理与组织领导要求
1.每学期召开专题研究工作会议
2.制定机器人示范基地五年规划和每学期工作计划
3.每学期要有示范基地工作总结
4.建立完善的奖励制度
5.对于校外活动、教师培训以及竞赛活动等学校需提供足够的资金支持。
二.队伍建设
1.至少配备2名以上的机器人教学专兼职教师。
2.开设面向全体学生的机器人校本课程;
3.设立机器人活动兴趣小组,并定期开展各项活动。
小学机器人教育实验室的活动要求
实验证明,因为机器人挑战安排的活动主题不仅有趣,更提供开放性的问题解决方案,学生可以用不同的方法达到同一项目标,从而鼓励学生充分发挥想象力、创造力,培养学生的开发性思维。
使用课堂里的机器人系列教学工具,学生将有机会探讨有趣的、具有挑战性的主题,通过动手实践获取知识,学习多学科知识,如机械设计、电子工程及信息技术等。
使用机器人套装,学生在课堂中的整个构思、设计和开发过程俨然是实际工作和生活中的真实体验。
他们就像真正的工程师一样,针对项目主题,进行研究、策划、设计、组装和测试。
学生们以小组为单位,使用积木、传感器、马达及齿轮等组件设计自己的机器人,并为机器人编写程序,让它完成自己想让它做的事情。
通过鼓励学生们主动探索、动手实践,让他们亲身体验抽象的理论如何变成了触手可及的答案,享受成功的兴奋。
在活动中,学生不仅可以学到有关机械、电子、计算机等技术知识,更可帮助他们培养良好的生活习惯、掌握技能:
与人的沟通与合作、对他人的尊重、毅力与自信心的树立及时间的合理分配、利用等,知道自己的兴趣所在,为将来走上社会,面对新的挑战做好充分的准备。
山东省初中机器人教育实验室建设与配备标准
目录
编制说明……………………………………………………………2
初中机器人教育实验室的建筑要求………………………………4
初中机器人教育实验室的环境要求………………………………6
初中机器人教育实验室的固定设施………………………………7
初中机器人教育实验室的配备标准………………………………7
初中机器人教育实验室的建设要求………………………………7
编制说明
为贯彻落实《国务院关于基础教育改革与发展的决定》,适应初中新课程改革的要求,推动初中科学课程中机器人教育的发展,提高机器人教学和教育装备的水平,全面推进素质教育,促进我省基础教育的改革和发展,特制定《山东省初中机器人教育实验室建设与配备标准》。
一、指导方针:
1.机器人教育实验室和功能室的建设,应满足科学课程教学的要求,有完善的设施、设备,有配套的教学仪器,有行之有效的管理制度。
让智能机器人教育走进中初中,开发机器人文化的教育功能和发掘智能机器人的教育价值,对推进教育创新,促进教育改革和教育现代化,对创造型、研究型、专家型教师队伍的形成,对提高中小学生的创新和实践能力,同时对我国机器人事业的发展、人才高地的建设,具有重要的现实意义和战略意义。
2.符合现代教育和先进教育理念的特点,有利于各种媒体信息的传播和运用,拓展多方位的教学模式。
3.适应素质教育和课程改革的要求,有利于营造学科实验的优良环境,有利于创设体验科学探究过程,以培养初中生科学素质为宗旨的科学启蒙课程,以探究为核心,要提供学生能直接参与的各种机器人活动的机会。
在科学探究的过程中,使学生增长科学探究能力,具有培养创新能力的教学环境
4.体现整合教育资源,探索实验教学模式,有利于学生主动实践、学习和个性化教育。
5.突出环保,注重安全,有利于学生身心健康发展。
二、适用范围:
本标准适用于山东省各级各类初中学校。
初中机器人教育实验室的建筑要求
学校实验室及各功能室的内部设施与布局等均根据建设部、国家计委、教育部发布的《城市普通中初中校校舍建设标准》(建标[2002]102号)、《中初中校建筑设计规范》(GBJ99-86)的要求。
实验室的建设,必须坚持先规划设计后建设的原则。
规划应有一定的前瞻性,设计方案应便于分步建设;改建、扩建时要因地制宜,充分利用已有的设施和设备。
一.使用面积:
≥90㎡/间。
二.地面:
各室与走廊的地面不宜设台阶。
地面应防尘易清洁、耐磨、防滑。
三.门窗:
应根据人流安全疏散的要求设置前后门,门洞的宽度不应小于l200mm,门扇上宜设观察窗,门框上部设采光通风窗。
门窗开启后不应影响室内空间的使用和走廊通行的便利与安全。
所有窗子上应设有遮光窗帘,符合如机器人巡线等活动的采光要求。
四.综合布线系统:
室内有水源、电源的应设总控制阀。
试验室内电源插座与照明用电应分路设计、分别控制。
新建试验室应预留综合布线系统的竖向贯通井道及设备位置;
五.用电负荷:
试验室的配电线路和设备功率容量应留有余地,以满足不断采用现代化教学手段及教学设备逐步增多的需要。
初中机器人教育实验室的环境要求
项 目
要 求
采 光
应保证试验室教学用房的最佳建筑朝向,避免室内直射阳光。
主要采光面应位于学生座位左侧。
照 明
1.试验台面的平均照度应符合GB50034的有关要求不低于300lx,其照度均匀度不低于0.7。
2.灯具悬挂高度距试验台面不应低于1700mm,不宜用裸灯。
3.书写板宜设局部照明,书写板面的平均照度应符合GB50034的有关要求不低于500lx,照度均匀度不低于0.7。
4.试验台上若设计局部照明,前排灯不应对后排学生视线产生直接眩光。
遮 光
窗户应装窗帘,试验用时试验室应设遮光通风帘。
温 度
室内设计温度应符合GB5701的有关要求宜在16℃~28℃。
通风换气
1.试验室、准备室的换气次数应符合GB17226的有关要求不低于4次/h,宜采取各种有组织的自然通风措施,使室内二氧化碳浓度低于1.5‰。
2.必要时还应采取强制置换室内污染空气的措施:
采用排风扇时,排风扇应设存外墙靠地面处。
风扇的中心距地面不应小于300mm。
风扇洞口靠室外的一面应设挡风措施;室内的一面应设防护罩。
环 保
1.室内环境噪声不大于65dB。
2.新建、改建、扩建试验室及附属用房时,甲醛、苯、氡等有害气体和放射性污染应符合相关标准中的限量值。
安 全
各室应备有效的消防设施。
每个试验室应设置一个事故急救冲洗水嘴和急救箱。
急救箱中的药品应注意及时更换。
初中机器人教育实验室的固定设施要求
一.基本要求
讲台:
两端与书写板竖直边缘下延长线的水平距离不应小于200mm,宽度不应小于650mm,高度宜为200mm;
电源:
试验室电气线路应采用防火要求的暗敷配线方式,安装自动断电保护器,应有可靠的接地措施;
水源:
各室应设给排水设施,宜设水槽和拖把池,排水口应有水封装置;
气源:
可根据需要设置气源,并应有一定的安全措施;
通讯:
可根据实际情况设一处或多处网络接口;
教学电视:
试验室内设置电视机时,应符合GB8772的有关要求。
观看距离以座椅前缘至电视屏幕垂南面间水平距离为电视机屏幕尺寸的4倍~11倍为宜。
观看的水平斜视角不宜超过450,仰角不宜超过300;
教学屏幕:
试验室内安装屏幕时,屏幕下沿距讲台面不应低于1100mm,屏幕的宽度宜为屏幕垂直面至最后一排座椅距离的1/6。
二.布置要求
机器人教学试验室的布置,应遵循科学性、实用性和系统先进性,具备良好的育人环境。
三.技术依据:
1.按
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- 关 键 词:
- 攻克