助农黑科技！北京中学生设计“机器人采摘小队”

北京交通大学附属中学2001年在全国率先开设智能机器人课程，同时组建了智能机器人社团。随后，机器人社团被认定为北京市金鹏科技团机器人分团。多年来，学校以金鹏团为引领开设了机器人课程，形成了有乐趣、有参与、有成就的“三有课堂”模式。

面向全体学生培养动手能力

《义务教育劳动课程标准（2022年版）》将初中劳动课程内容分为日常生活劳动、生产劳动和服务性劳动三大类，共包括九个任务群。其中，“新技术体验与应用”“工业生产劳动”“农业生产劳动”“公益劳动与志愿服务”“现代服务业劳动”都能与机器人学习相结合。

初中劳动课注重动手能力培养，而机器人的学习包含硬件组装、编程调试、算法优化等全流程操作，例如编写简单的控制程序驱动劳动工具，或通过传感器实现智能控制。这类实践既能激发创造力，又能深化学生对机械原理、电子工程等跨学科知识的理解，使其了解机器人的基本概念、应用场景及其对日常生活和劳动方式的影响，进而理解机器人在现代劳动中的作用，以及它如何改变传统劳动模式，培养学生对新技术的兴趣，提升他们创新思维和问题解决能力。

项目式学习“采摘机器人”

学校“采摘机器人”项目属于初中劳动课标中“新技术体验与应用”这一劳动任务群。该任务群强调让学生通过体验和应用现代新技术，了解其在生产、生活中的应用，培养学生对新技术的兴趣和创新能力。“采摘机器人”项目和初中劳动课标中的“农业生产劳动”和“工业生产劳动”也有着紧密的联系，帮助让学生了解如何利用工业技术提升传统农业的生产效率和质量。

“采摘机器人”项目主要分为理论学习、实践操作和编程三部分：理论学习部分介绍机器人技术的基本概念、工作原理和相关人工智能知识，如视觉识别、多传感器融合技术、智能路径规划等，讲解采摘机器人在农业生产中的应用及其优势；实践操作部分教授机器人零件的功能和使用方法、马达及传感器的使用等，要求学生掌握机器人基础编程，搭建采摘机器人模型并在模拟环境中操作；编程部分讲解算法的基本概念和逻辑，使用简单的编程语言进行编程。

在实际教学中，我们选择红色小球作为采摘对象，通过光电传感器巡线来规划采摘路径，通过超声波传感器实现避障，通过颜色传感器来识别果实的成熟度。最后，通过机械手摘取果实。

社团课程满足学生学习个性需要

随着机器人教育的发展，学校又开展了MakeX、ENJOY AI和VEX智能机器人项目，满足学生的个性发展和特色成长需要。

MakeX机器人平台鼓励学生发挥创意，设计和实现自己的机器人项目，培养创新思维。学生学习SolidWorks设计软件对机器人进行前期设计，利用激光切割机和3D打印机加工制作零件，大大提高了机器人制作的灵活性和创新性。

ENJOY AI机器人设计简洁，适合初学者快速入门。它注重人工智能技术的普及应用，通过机器人编程、智能交互等场景培养青少年对AI技术的理解与实践能力。

VEX机器人按年龄和难度分阶设置，适配不同学习阶段需求。学校的VEX IQ项目面向初中学生，主要学习机器人设计与搭建，学习Scratch编程以及C++基础编程。VEX VRC项目面向高中学生，学习更加复杂的机器人设计与搭建，掌握C++程序设计，探索PID控制算法，编程实现机器人的精准控制。

机器人普及课程提升了学生对机器人的认识和动手能力，相关的社团课程学习通过日常训练、交流展示、参加比赛进一步提升了学生的专业水平，也促进了其他科技实践活动的开展。

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文字：朱阁 祖浩东（北京交通大学附属中学）

策划：赵艳国

编辑：苏珊

校对：姜思瑶

审核：张秋颖

终审：冉阳 常悦

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