一文秒懂机器人8大技术等级和核心知识点(1~4级)(机器人技术等级划分)
根据青少年的认知发展规律与学习特征,全国青少年机器人技术等级考试将机器人技术等级分为8个级别,每个级别又分别有其相应的学习目标、核心知识点和能力,只有搞懂这些要求,我们才可以明明白白学习,清清楚楚考级。
8大技术等级
技术一级
学习对象
适合能够进行百以内加减法且有一定阅读能力的学生进行学习
学习目标
通过了解机器人相关知识,能够搭建简单的机械模型,产生对机器人学习兴趣。具体学习目标如下:
1、知识目标:了解机器人与力学的基本知识。
2、能力目标:能够利用杠杆原理等知识搭建稳定的机械模型,并实现简单的传动等功能。
核心知识点和能力
机器人概述:
理解机器人的定义;
了解机器人的发展历史。
机器人分类:
了解几种常见的机器人分类形式,能够说出不同种类机器人的功能。
机器人组成:
了解机器人的组成。
稳定结构与不稳定结构:
理解物体稳定性的影响因素;
掌握稳定结构与不稳定结构的特点,能够分辨稳定结构与不稳定结构;
能够搭建含齿轮和传动链的稳定模型。
力:
了解力的定义、分类及性质;
掌握力的三要素,能够对物体进行简单的受力分析;
了解常见的力的特点与解析,如:重力、摩擦力;
了解压力与压强的关系并能够对其进行区分。
杠杆:
了解杠杆的分类,能够熟练区分省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆;
理解杠杆原理,能够利用杠杆原理解决实际问题。
传动:
了解机械传动的概念、类别;
了解齿轮传动的优缺点,掌握齿轮的加速、减速在一二级传动中的应用;
了解链传动的优缺点,能够在实际场景加以应用。
零件的操作使用:
了解零件加长、加宽、搭高的含义和作用,掌握零件的加长、加宽和搭高的方法。
技术二级
学习对象
适合达到技术一级要求,且能够进行个位数乘除运算的学生进行学习
学习目标
学生能够利用电机驱动模型实现运动,基于齿轮、凸轮、皮带、链条、平面四连杆等硬件制作较为复杂的模型。具体学习目标如下:
1、知识目标:了解力的特点与简单分解,能够区分低副机构与高副机构的基本概念,对能量有一定的了解。
2、能力目标:能够利用简单的高副机构、低副机构等搭建稳定的模型,并能实现较为复杂的传动,从而实现模型驱动。
核心知识点和能力
四边形:
了解常见四边形的特点,知道特殊四边形边长与对角线的关系,如平行四边形、长方形;
能够将平行四边形与力的分解结合,进行简单的力的分解与合成。
圆:
了解圆的特点,理解半径、直径与周长三者之间的关系;
理解圆在轮轴中的应用与受力分析。
车的基本驱动平台:
了解两驱、四驱车的特点,知道其用途,掌握两驱车、四驱车基础平台的搭建方法。
低副机构、高副机构:
知道低副机构、高副机构的含义及其分类,能够区分低副机构与高副机构,并在实际场景中加以应用;
了解高副机构中凸轮机构的特点及使用。
四连杆机构:
了解常见四连杆机构以及应用,掌握四连杆机构的基本类型;
了解曲柄、摇杆、滑块、滑杆等的特点与应用,了解曲柄滑杆、滑块等结构在模型中的应用,能够利用结构原理对作品进行适当创新。
间歇运动机构:
理解间歇运动机构的概念和分类,了解常见的间歇运动机构的运动原理与应用场景。
传动:
掌握高级齿轮传动、链传动、皮带传动在模型中的应用。
能量:
理解能量的概念,了解能量的存储与释放的几种方式;
能够用皮筋与基本杠杆等结合搭建简单的弹射装置。
技术三级
学习对象
适合达到青少年机器人技术二级要求,且能够进行加减乘除混合运算的学生进行学习
学习目标
通过掌握二级管、蜂鸣器等硬件的基本原理,学生能够搭建机器人模型,并能够编写程序控制模型。具体学习目标如下:
1、知识目标:掌握编程的程序结构和逻辑运算。
2、能力目标:掌握流程图的绘制方法,能够搭建简易机器人模型,并通过编程实现对该模型的控制。
核心知识点和能力
结构模式(模型结构):
了解常见机器人的结构模式,能够搭建简单的机器人模型。
控制模式(数电模电及I/O):
了解机器人的基本控制模式,了解数字量、模拟量、数字信号与模拟信号的概念及其之间的联系;
掌握控制模拟量和数字量输入、输出的方法。
传感器:
知道传感器的含义和类别,了解常见传感器的特点与工作原理,如:按键、灰度、红外。
二级管和蜂鸣器:
知道二级管、蜂鸣器等用电器的工作原理,并能够利用其完成相关学习任务。
流程图:
掌握流程图的基本绘制方法,能够根据任务要求熟练绘制流程图。
逻辑运算符:
了解与、或、非的含义和用法,掌握与、或、非的逻辑关系。
程序结构:
掌握程序的顺序、循环、分支三种基本结构。
技术四级
学习对象
适合达到技术三级要求,且对电路有一定了解的学生进行学习
学习目标
学生能够掌握几种基本机械机构的基础运算语句,并能熟练使用编程软件对机械进行灵活控制。具体学习目标如下:
1、知识目标:掌握机械机构的运作原理,以及几种电器的参数,了解C语言或Python等结构化程序语言中常见函数与参数的意义及其基本语法格式。
2、能力目标:能够熟练使用编程软件,并完成简单的编程任务。
核心知识点和能力
电学入门:
理解电、电流、电压、电阻的含义;
了解欧姆定律的定义和适用范围;
能够在电路中判断高低电势,了解高低电势对信号的影响。
结构模式:
熟悉机器人的几种结构模式并能够搭建,能够在基础平台上进行适当拓展。
常用机械机构:
能够搭建具有弹射机构的机器人,实现相应任务,并进行适当创新;
能够搭建具有抓取机构的机器人,实现相应任务,并进行适当创新;
能够搭建多种行进机构的机器人,并进行适当创新。
电机:
了解电机的分类,熟知最基本直流电机的工作原理与使用方法;
了解舵机的定义、组成结构、使用方法和工作原理,能够利用舵机完成任务。
传感器:
掌握10类传感器的基本原理与使用方法;
能够利用超声波、红外遥控等传感器实现对车辆的避障控制、巡线控制等。
函数:
知道常见的几个函数与参数的表示方式,能够看懂并修正简单代码程序,能够熟练利用图形化编程软件进行程序编写。
变量:
了解电压对用电器的控制机制,并能够使用变量对用电器进行控制。
三种数据运算:
掌握数学(加、减、乘、除)、比较(大于、小于、等于)及逻辑(与、或、非)运算,能够利用程序的三种结构编写复杂程序。
由于文章篇幅有限,本次先介绍技术等级1~4级,大家在学习的时候一定要遵循技术等级的要求,这样才不至于多花时间,多走弯路。
最后,还是要给各位家长朋友们提个醒,机器人的学习要从兴趣出发,从实际应用出发,从提升孩子能力的角度出发,只有这样才能真正学好机器人,让孩子成为一个未来的创造者!