青少年無(wú)人駕駛智能車制作競(jìng)賽活動(dòng)方案

1、青少年無(wú)人駕駛智能車制作競(jìng)賽活動(dòng)方案青少年科學(xué)教育方案無(wú)人駕駛智能車也可稱之為輪式移動(dòng)機(jī)器人，其主要依靠車內(nèi)的以機(jī)器人系統(tǒng)為主的智能駕駛儀來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛。無(wú)人駕駛汽車集自動(dòng)控制、體系結(jié)構(gòu)、人工智能、視覺計(jì)算等眾多技術(shù)于一體，是計(jì)算機(jī)科學(xué)、模式識(shí)別和智能控制技術(shù)高度發(fā)展的產(chǎn)物。無(wú)人駕駛智能車是通過攝像頭、激光雷達(dá)、超聲傳感器等感知路況、識(shí)別交通標(biāo)志并讓電腦控制節(jié)流閥、剎車、駕駛、轉(zhuǎn)向等，完全是按照人的駕駛習(xí)慣按規(guī)矩自動(dòng)駕駛。無(wú)人駕駛車輛主要有三大系統(tǒng)支撐：環(huán)境感知系統(tǒng)，定位導(dǎo)航系統(tǒng)，控制系統(tǒng)。環(huán)境感知系統(tǒng)先用車上安裝的感應(yīng)器去感覺周圍環(huán)境，緊接著，感知系統(tǒng)將信息傳回“大腦”，用定位導(dǎo)航系統(tǒng)作出相

2、應(yīng)判斷，是否要拐彎、剎車、加速、移動(dòng)方向盤，隨即對(duì)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，車輛則自行完成上述“動(dòng)作”。目前，無(wú)人駕駛智能車被廣泛應(yīng)用于科研、救災(zāi)、軍事等領(lǐng)域。我國(guó)的無(wú)人駕駛汽車仍處于初步研究階段，整體研究工作和水平不高，與美國(guó)歐洲相比偏低，其重要原因是缺少大批的科技創(chuàng)新型高級(jí)人才。如何在中小學(xué)開展相關(guān)科技創(chuàng)新競(jìng)賽活動(dòng),提高學(xué)生興趣，發(fā)現(xiàn)、培養(yǎng)未來(lái)科技人才至關(guān)重要。青少年無(wú)人駕駛智能車主要由控制器、馬達(dá)、指南針、超聲波測(cè)距、紅外線檢測(cè)、灰度測(cè)距等電子模塊及機(jī)械零部件組成。無(wú)人駕駛智能車能按照事先編寫好的程序在特定的場(chǎng)地行駛，具有避障、標(biāo)志識(shí)別、區(qū)域識(shí)別、定位等功能?？刂破?、馬達(dá)、傳感器等電子部件均為模

3、塊化結(jié)構(gòu)，易于中小學(xué)生制作，并具有較大的自主設(shè)計(jì)、創(chuàng)新空間；無(wú)人駕駛智能車可適用于機(jī)器人教學(xué)、競(jìng)賽、科普等活動(dòng)。無(wú)人駕駛智能車競(jìng)賽活動(dòng)旨在激發(fā)青少年從事科學(xué)研究與探索的興趣和潛能，倡導(dǎo)青少年理論聯(lián)系實(shí)際、求真務(wù)實(shí)的學(xué)風(fēng)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的精神，為青少年創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目?jī)?yōu)秀成果展示提供一個(gè)良好的平臺(tái)。是以迅猛發(fā)展的機(jī)器人技術(shù)為背景，涵蓋了控制、模式識(shí)別、傳感技術(shù)、電子、電氣、計(jì)算機(jī)、機(jī)械等多個(gè)學(xué)科交叉的科技創(chuàng)意性比賽。引導(dǎo)和激勵(lì)學(xué)生實(shí)事求是、刻苦鉆研、勇于創(chuàng)新、多出成果、提高素質(zhì)，發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)一批在學(xué)術(shù)科技上有作為、有潛力的優(yōu)秀人才。二、方案目標(biāo)：1、通過本活動(dòng)的開展，探索青少年從事科學(xué)研究與探索教育教

4、學(xué)模式、具體途徑、方式方法和有效措施。2、如何利用青少年無(wú)人駕駛智能車競(jìng)賽的學(xué)習(xí)，給學(xué)生的創(chuàng)新教育搭建一個(gè)平臺(tái)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的科技素養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生的科技特長(zhǎng)，培養(yǎng)合格加特長(zhǎng)的富有創(chuàng)造性的人才。3、通過本活動(dòng)的開展，探索青少年機(jī)器人教育與學(xué)校科技特色發(fā)展的關(guān)系，尋求學(xué)校科技特色發(fā)展的有效途徑，推進(jìn)學(xué)校的特色發(fā)展。4、探索如何更加正確地理解和實(shí)施創(chuàng)新教育，探索培養(yǎng)創(chuàng)新素質(zhì)的新理論、新方法和新途徑，對(duì)創(chuàng)造力的理論進(jìn)行深化、完善和發(fā)展，為創(chuàng)新教育決策提供依據(jù)。三、方案所涉及的對(duì)象、人數(shù)本方案所涉及的對(duì)象主要為我校教師與學(xué)生及邀請(qǐng)外校青少年機(jī)器人愛好者，并邀請(qǐng)科協(xié)、教育的相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)

5、、專家進(jìn)行指導(dǎo)，共計(jì)1000人左右。四、方案的主體部分(1)活動(dòng)內(nèi)容：1、進(jìn)一步推進(jìn)青少年機(jī)器人教育。無(wú)人駕駛智能車也可稱之為輪式移動(dòng)機(jī)器人，本課題將針對(duì)青少年機(jī)器人教育活動(dòng)的形式、模式、內(nèi)容、教材(包括校本教材)、基地、組織等進(jìn)行研究，完善我校機(jī)器人活動(dòng)場(chǎng)所建設(shè)，讓機(jī)器人活動(dòng)更健康、有效的發(fā)揮素質(zhì)教育功能，總結(jié)青少年機(jī)器人教育的機(jī)制。2、舉辦首屆5Z(1111)無(wú)人駕駛智能車挑戰(zhàn)賽。“5Z(1111)無(wú)人駕駛智能車挑戰(zhàn)賽”要求在規(guī)定的機(jī)器人模型車(中鳴)平臺(tái)上，通過模型車的搭建、編寫相應(yīng)軟件，制作一部能夠自主識(shí)別道路的模型汽車，按照規(guī)定路線行進(jìn)，以完成時(shí)間最短者為優(yōu)勝。本次競(jìng)賽還采用筆試、智

6、能車方案設(shè)計(jì)、面試與答辯相結(jié)合的方式進(jìn)行。1)筆試。筆試采用閉卷形式，內(nèi)容側(cè)重考察機(jī)器人基本知識(shí)、基本概念、基本原理和基本程序設(shè)計(jì)技能。2)智能車方案設(shè)計(jì)。要求參賽學(xué)生以設(shè)計(jì)報(bào)告形式，提出智能車設(shè)計(jì)方案，要求從設(shè)計(jì)思路、機(jī)械結(jié)構(gòu)、傳感器設(shè)計(jì)、控制程序等幾個(gè)方面進(jìn)行闡述，對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)加以詳細(xì)的分析說明。3）面試與答辯。要求參賽學(xué)生詳細(xì)闡述自己的車模設(shè)計(jì)方案，并針對(duì)該設(shè)計(jì)方案、專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)踐動(dòng)手能力、相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等方面的問題進(jìn)行答辯。3、研究機(jī)器人教育如何切實(shí)有效發(fā)揮創(chuàng)新的教育功能。計(jì)劃就課堂教學(xué)與課外活動(dòng)兩個(gè)相互獨(dú)立又密切相關(guān)的教育形式，研究如何將現(xiàn)行教育的訓(xùn)導(dǎo)模式向自主動(dòng)手做、做青少

7、年模式轉(zhuǎn)化，整合課堂內(nèi)外的教育資源，將校本資源與“新課程”相得益彰的結(jié)合，適應(yīng)創(chuàng)新教育要求的課程模式與機(jī)制。4、進(jìn)行創(chuàng)新教育個(gè)案的研究，為素質(zhì)教育的深入開展提供素材。包括青少年機(jī)器人課堂教學(xué)、機(jī)器人課外活動(dòng)兩個(gè)方面，編制一套富含校本特色的機(jī)器人教育材料。（2）難點(diǎn)、重點(diǎn)、創(chuàng)新點(diǎn)1、重點(diǎn)內(nèi)容：如何以無(wú)人駕駛智能車競(jìng)賽活動(dòng)為載體，以青少年機(jī)器人教育課堂教學(xué)為突破口，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力。2、難點(diǎn)內(nèi)容：探索通過無(wú)人駕駛智能車競(jìng)賽活動(dòng)培養(yǎng)創(chuàng)新素質(zhì)的理論、方法和途徑，對(duì)青少年機(jī)器人教育、科技創(chuàng)造教育的理論進(jìn)行深化、完善和發(fā)展，為創(chuàng)新教育決策提供依據(jù)。3、創(chuàng)新點(diǎn)：探索“科教合作”對(duì)實(shí)施青

8、少年機(jī)器人教育課程資源開發(fā)和利用的途徑與措施的研究。（3）項(xiàng)目活動(dòng)階段安排給合我校實(shí)際情況，無(wú)人駕駛智能車競(jìng)賽的活動(dòng)時(shí)間安排為每周三下午第三節(jié)課外活動(dòng)課，機(jī)器人教學(xué)過程將分為三個(gè)階段。（一）準(zhǔn)備階段：2011年2月學(xué)校成立了“青少年無(wú)人駕駛智能車競(jìng)賽活動(dòng)”領(lǐng)導(dǎo)小組，確定課題組成員、研究教師；制定研究方案和實(shí)施計(jì)劃，確定研究對(duì)象，培訓(xùn)教師；同時(shí)，研究教師結(jié)合自己的工作實(shí)際制定實(shí)施計(jì)劃，并參照實(shí)施方案步驟具體操作。（二）實(shí)施階段：2011年3月至2011年12月，全面實(shí)施課題研究。（1）嚴(yán)格按照項(xiàng)目計(jì)劃安排表開展工作；（2）每周各寫一次總結(jié)，召開一次研究交流會(huì)，研究教師撰寫出研究報(bào)告；（3）完善實(shí)

9、施方案，探索出科學(xué)評(píng)價(jià)體系，推出科研成果。（三）總結(jié)驗(yàn)收階段：2012年1月至2012年2月，課題研究、制作完成，全面總結(jié)科研經(jīng)驗(yàn)，推出高水平的科研論文，形成科研報(bào)告，匯編展示精品科研成果，形成科技創(chuàng)新辦校。(四)預(yù)期成果：按步驟完成每一階段的總結(jié)報(bào)告，撰寫出科研論文、編輯出版學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)形式讀本；推出校本課程，展示科技創(chuàng)新成果及科技活動(dòng)資料(圖片、聲像、文獻(xiàn))，編輯學(xué)生科技創(chuàng)新文集。為積極營(yíng)造科技創(chuàng)新教育這一特色校園環(huán)境，為了順利推進(jìn)“青少年無(wú)人駕駛智能車競(jìng)賽”，我們將科學(xué)設(shè)計(jì)、合理布局、精心布置，使無(wú)人駕駛智能車競(jìng)賽在學(xué)?？萍冀逃妮浾搶?dǎo)向、氛圍烘托和寓教于景方面發(fā)揮作用，積極創(chuàng)設(shè)機(jī)器

10、人活動(dòng)體驗(yàn)、機(jī)器人展覽活動(dòng)。學(xué)校建立機(jī)器人科技活動(dòng)室；校園網(wǎng)站開辟青少年科技創(chuàng)新欄目，科技畫廊、科普?qǐng)@地也是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的新天地，為滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)機(jī)器人興趣，開闊眼界，促使學(xué)生的全面和諧發(fā)展。我們因地制宜引進(jìn)校外機(jī)器人教育資源，與“啟蒙機(jī)器人工作室”實(shí)行科教緊密合作。這樣優(yōu)化了學(xué)?？萍冀逃Y源、整合社區(qū)科技教育資源、激活校園機(jī)器人教育資源三方面加強(qiáng)實(shí)踐完善。(4)項(xiàng)目活動(dòng)進(jìn)度安排：計(jì)劃進(jìn)度時(shí)間內(nèi)容準(zhǔn)備階段2012年2月1、成立活動(dòng)小組和確定項(xiàng)目計(jì)劃；2、項(xiàng)目制訂和項(xiàng)目中報(bào)；實(shí)施階段2012年3月收集信息、確定研究項(xiàng)目力條2011年4月1、確定無(wú)人駕駛智能車方案；2、確定項(xiàng)目實(shí)施方案；2012年

11、5-6月1、智能機(jī)器人制作活動(dòng)；2、智能機(jī)器人制作校本教材編寫；3、撰寫無(wú)人駕駛智能車研究才艮告；2012年9-11月1、無(wú)人駕駛智能車制作活動(dòng)；2、撰寫無(wú)人駕駛智能車研究告；3、撰寫無(wú)人駕駛智能車挑戰(zhàn)賽規(guī)則；2012年12月1、舉辦首屆5Z(1111)無(wú)人駕駛智能車挑戰(zhàn)賽；2、項(xiàng)目公開展覽、展示；總結(jié)驗(yàn)收2013年1-3月1、收集整理活動(dòng)、競(jìng)賽、成果資料；2、編輯科技創(chuàng)新競(jìng)賽研究項(xiàng)目文集；3、項(xiàng)目驗(yàn)收；(5)利用的各類科技教育資源(場(chǎng)所、資料、器材等)深化青少年機(jī)器人教育管理體系實(shí)行“統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，條塊結(jié)合，形成合力”的原則。由校長(zhǎng)掛帥，分管領(lǐng)導(dǎo)負(fù)責(zé)牽頭，各處室互相支持、協(xié)調(diào)，成立機(jī)器人教育領(lǐng)導(dǎo)

12、小組，構(gòu)建機(jī)器人教育管理體系，制定校園機(jī)器人教育建設(shè)規(guī)劃，保障機(jī)器人教育項(xiàng)目、崗位、陣地、教師和物資的落實(shí)，保證機(jī)器人教育活動(dòng)的扎實(shí)開展。充實(shí)青少年機(jī)器人教育骨干隊(duì)伍加強(qiáng)教師的科技知識(shí)和技能培訓(xùn)，聘請(qǐng)學(xué)有特長(zhǎng)、熱愛科技的老師，擔(dān)任學(xué)校的科技教育輔導(dǎo)員，以點(diǎn)帶面，提高教師科技教育的整體素質(zhì)；并聘請(qǐng)校外科技界的專家擔(dān)任學(xué)?？萍碱檰柡洼o導(dǎo)員。增加青少年機(jī)器人教學(xué)硬件配置要執(zhí)行無(wú)人駕駛智能車競(jìng)賽活動(dòng)方案，機(jī)器人教學(xué)配置方案是一個(gè)很重要的問題。如果沒有足夠的這方面的基礎(chǔ)，任何教學(xué)設(shè)計(jì)方案都是紙上談兵，無(wú)米之炊。首先機(jī)器人的軟、硬件建設(shè)是取得教學(xué)成績(jī)的前提和保障。現(xiàn)有1間標(biāo)準(zhǔn)教室作為機(jī)器人小組活動(dòng)室，內(nèi)有

13、“中鳴”機(jī)器人三套，電腦一臺(tái)；還有2間“科教合作”的啟蒙機(jī)器人工作室，里面有8套教育機(jī)器人,8臺(tái)電腦，這些配置為開展機(jī)器人教學(xué)提供了較好的實(shí)驗(yàn)條件。當(dāng)然還要配置的機(jī)器人設(shè)備和機(jī)器人競(jìng)賽場(chǎng)地及電腦等配備還不足，出外參加無(wú)人駕駛智能車競(jìng)賽，筆記本電腦也是必需的。其次是合理安排機(jī)器人活動(dòng)時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。機(jī)器人活動(dòng)的開展，機(jī)器人興趣小組的競(jìng)賽訓(xùn)練，參加無(wú)人駕駛智能車競(jìng)賽是需要時(shí)間的保障及經(jīng)費(fèi)來(lái)支持。(5)可能出現(xiàn)的問題及解決預(yù)案主觀上的初中生的機(jī)器人專業(yè)知識(shí)不足和整個(gè)社會(huì)普遍對(duì)科技創(chuàng)新觀念落后和客觀上學(xué)校機(jī)器人教育條件限制是本活動(dòng)開展過程中主要會(huì)出現(xiàn)的問題。解決的策略是不斷加強(qiáng)自身的專業(yè)學(xué)習(xí)，提高駕馭青少

14、年科技創(chuàng)新活動(dòng)的能力，并多學(xué)生家長(zhǎng)聯(lián)系，多與學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)溝通，提供好的意見建議，把開展無(wú)人駕駛智能車競(jìng)賽的活動(dòng)，提高科技創(chuàng)新能力作為學(xué)校教育工作的一個(gè)重點(diǎn)，予以大力支持。(6)預(yù)期效果與呈現(xiàn)方式1、學(xué)生優(yōu)秀設(shè)計(jì)成果、活動(dòng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，無(wú)人駕駛智能車設(shè)計(jì)方案專輯；2、學(xué)生無(wú)人駕駛智能車作品展示及參加各類科技競(jìng)賽成績(jī)，形成科技小論文、小發(fā)明、小創(chuàng)造成果、參賽心得體會(huì)集；3、充實(shí)完善青少年機(jī)器人教育綜合實(shí)踐活動(dòng)校本課程和學(xué)科滲透科技教育實(shí)施理論。(7)效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與方式(1)過程性評(píng)價(jià)：教師評(píng)價(jià)與生生評(píng)價(jià)相結(jié)合。每次活動(dòng)結(jié)束前，教師評(píng)價(jià)學(xué)生們的表現(xiàn)，鼓勵(lì)為主，指出問題，表?yè)P(yáng)最突出者。每個(gè)小組學(xué)生自行選出一個(gè)最優(yōu)者并說明理由。(2)對(duì)無(wú)人駕駛智能車設(shè)計(jì)競(jìng)賽成績(jī)的評(píng)價(jià)：由師生共同組成的評(píng)價(jià)小組來(lái)打分。無(wú)人駕駛智能車是通過競(jìng)賽的方式來(lái)評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)除了有“用時(shí)短者為勝”，還從“參賽者之間的團(tuán)結(jié)配合程度、重在參與的態(tài)度、外形設(shè)計(jì)的創(chuàng)意和機(jī)械傳動(dòng)方式的創(chuàng)意”等方面來(lái)評(píng)價(jià)。(8)對(duì)青少年“益智、養(yǎng)德”等方面的作用本活動(dòng)方案