EV3
简单更简单--尘风
第一章 科技新生活
第一节 初学驾照
- 学习新知
- 程序：用来控制机器人运动，相当于人的思想
- 导线：用来传导机器人组织，相当于人的经络
- 积木：用来搭建机器人结构，相当于人的骨骼（框架、梁、轴、销）
- 电机：用来驱动机器人运动，相当于人的四肢，分为大型电机和中型电机
- 传感器：感知外界环境，相当于人的五感（视觉、嗅觉、味觉、听觉、触觉）
- EV3机器人：乐高第三代MINDSTORMS机器人，采用模块化编程与图形化编程
- EV3程序块：相当于人的大脑（输入端口、输出端口、PC、USB、SD、扬声器）
- 汽车构成：大型电机 + 轮胎（车辆驱动轮和导向轮）、EV3程序块（车辆重心）
- 问题探索
- 程序的作用是什么？
- 导线的作用是什么？
- 积木的作用是什么？
- 电机的作用是什么？
- 传感器的作用是什么？
- EV3机器人指的是什么？
- EV3程序块的作用是什么？组成结构为？
- 搭建汽车需要的硬件有哪些其对应的结构是什么？
- 硬件准备
- EV3程序块、大型电机、轮胎、连接线
- 代码思路
- 驱动大型电机进而带动车辆运行
- 代码编写
- 扩展阅读
第二节 路口转向
- 学习新知
- 圆心：指圆的中心且圆的定点就是圆心
- 圆：在一个平面内一动点以一定点为中心以一定长度旋转一周形成的封闭曲线
- 拐弯：转动一定角度改变轮胎方向（两轮相同=向前或向后、两轮相反=原地）
- 问题探索
- 圆心是什么？
- 圆又是什么？
- 拐弯的原理？
- 硬件准备
- EV3程序块、大型电机、轮胎、连接线
- 代码思路
- 启动 + 死循环 + 大型电机
- 代码编写
- 扩展阅读
第三节 倒车入库
- 学习新知
- 停车场（Parking Lot）：供停放车辆使用的场地（暖式、冷室、车棚、露天）
- 旋转角：旋转时的点与中心的旋转连线，旋转后的点与旋转中心的连线的夹角
- 问题探索
- 停车场是什么？
- 旋转角是什么？
- 硬件准备
- EV3程序块、大型电机、轮胎、连接线
- 代码思路
- 启动 + 大型电机
- 代码编写
graph LR A[启动]-->B[大型电机] - 扩展阅读
第四节 警车巡逻
- 学习新知
- 警灯：红和蓝交替变换，红是暖色系具有警示，而蓝是冷色系代表戒备与秩序
- 警察（Police）：具有武装性质的维护国家安全和社会治安秩序的国家公职人员
- 警车（Police car）：公安机关、国家安全机关等单位执行紧急职务的机动车辆
- 问题探索
- 警灯的颜色？
- 警察是什么？
- 警车是什么？
- 硬件准备
- EV3程序块、大型电机、轮胎、连接线
- 代码思路
- 启动 + + 死循环 + 大型电机 + 声音
- 代码编写
graph LR A[启动]-->B[死循环]-->C[大型电机]-->D[声音] - 扩展阅读
第五节 碰碰车
- 学习新知
- 碰碰车：一种游乐场的机动游戏设施，一般最多坐二人且有加速脚踏和方向盘
- 触动传感器：相当于人类的触觉，可检测到传感器的红色按钮何时发生了碰撞
- 碰撞：在物理学中表现为两粒子或物体间极短的相互作用，其速度、能量改变
- 问题探索
- 碰碰车是什么？
- 触动传感器是？
- 碰撞的物理解释？
- 硬件准备
- EV3程序块、大型电机、轮胎、触动传感器、连接线
- 代码思路
- 启动 + 死循环 + 大型电机 + 等待
- 代码编写
graph LR
A[启动]-->B[死循环]-->C[大型电机]-->D[等待的触动传感器模式]-->E[大型电机]
- 扩展阅读
第六节 抽大奖
- 学习新知
- 概率论和统计：指研究随机事件的数学工具
- 概率：亦称“或然率”，它反映了随机事件出现的可能性（likelihood)大小
- 随机事件：相同条件下可能出现或不出现的事件即随机发生（彩票、抛硬币）
- 问题探索
- 概率论是什么？
- 概率又是什么？
- 随机事件是什么？
- 硬件准备
- EV3程序块、大型电机、触动传感器、连接线、齿轮
- 代码思路
- 启动 + 死循环 + 等待 + 大型电机
- 代码编写
graph LR A[启动]-->B[死循环]-->C[等待的触动传感器模式]-->D[大型电机] - 扩展阅读
第七节 遥控车
- 学习新知
- 五感：形、声、闻、味、触（感觉器官：视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉）
- RC：Remote Control（无线电遥控器远距离控制的模型汽车简称为RC Car）
- 大型电机：用电流驱动实现转动，使得更加精准有力地去编排机器人的动作
- 触动传感器：模拟传感器，可检测到其红色按钮何时被按压或被松开（碰撞）
- 死循环：一直无限重复执行下去，直到外界条件改变导致循环被改变进而停止
- 问题探索
- 触动传感器靠什么进行触发？
- 遥控车的转动使用什么硬件？
- 玩具车向前需满足什么条件？
- 玩具车转向需满足什么条件？
- 玩具车要一直转动要怎么做？
- 硬件准备
- 大型电机、触动传感器、EV3程序块、连接线
- 代码思路
- 启动 + 死循环 + 等待 + 触动传感器 + 大型电机（双线并行）
- 代码编写
graph LR A[启动]-->B[等待的触动传感器按下模式]-->C[大型电机] - 扩展阅读
第八节 旋转拍照
- 学习新知
- 游乐场：指让儿童、市民自由自在玩耍的地方，例如：迪士尼乐园、欢乐谷
- 照相机：利用光学成像原理形成影像并用底片记录影像设备也是摄影的器械
- 圆周：数学名词，指在平面上动点运动了一周形成的轨迹，旋转一圈等于360°
- 回声：当声波碰到一个障碍物时反弹回被听见的声音，例如：蝙蝠的回声定位
- 问题探索
- 游乐场是什么？
- 照相机是什么？
- 圆周又是什么？
- 回声又是什么？
- 硬件准备
- 大型电机、超声波传感器、EV3程序块、连接线
- 代码思路
- 启动 + 死循环 + 等待 + 中型电机 + 声音
- 代码编写
graph LR A[启动]-->B[死循环]-->C[等待的超声波传感器模式]-->D[中型电机]-->E[声音] - 扩展阅读
第九节 猜拳游戏
- 学习新知
- 猜拳规则：二人同时用手做剪、石、布任一手势（剪赢布、布赢石、石赢剪）
- 随机性：相同条件下重复试验，每次结果未必相同即事前不可言未来不可测
- 知道唯一性：对于给定的答案中（明确地知道答案）有且只有一个标准答案
- 随机：通过代码产生伪随机数从而实现随机产生数字的效果，以便多条件执行
- 超声波传感器：数字传感器，可发射高频声波并测量声波被反射回的所需时间
- 超声波：频率高于20KHz（20000赫兹）的声波，可用来测量与物体的相隔距离
- 人耳：人耳的听觉范围为20Hz~20KHz，超出或低于此范围都不会被人耳所听见
- 声速：空气的声速约为340m/s（1个标压和15℃），且不同传播介质会影响声速
- 问题探索
- 猜拳的游戏规则是什么样的？怎么判断猜拳输赢？
- 相互出拳前能否猜到对方出什么且此现象叫什么？
- 相互出拳前能否出一个以上手势且此现象叫什么？
- 为什么要用随机？随机实现了什么样的控制流程？
- 使用超声波传感器能测量物体距离的原理是什么？
- 人耳的听觉范围是多少？人类能否感知到超声波？
- 在空气中声速的速度是多少？声速是否会被影响？
- 硬件准备
- 超声波传感器、大型电机、框架、右弯页面、EV3程序块、连接线
- 代码思路
- 启动 + 死循环 + 等待 + 随机 + 切换 + 大型电机（三线并行）
- 代码编写
graph LR A[启动]-->B[死循环]-->C[等待的超声波传感器模式]-->D[随机]-->E[切换]-->F[大型电机] - 扩展阅读
第十节 唱片机
- 学习新知
- 唱片机：又称留声机是用来放送唱片录音的电动设备
- 唱片机原理：通过唱针将旋转中的唱片信息读取出来
- 爱迪生：全名为托马斯·阿尔瓦·爱迪生，是来自美国的
- 爱迪生重要发明：电灯（钨丝灯）、留声机、有声电影
- 爱迪生的故事：用镜子反射光线为其母阑尾炎手术照明
- 爱迪生的名言：天才是百分之一的灵感加上 99% 的汗水
- 颜色传感器：数字传感器，用来识别颜色并测量光强（反射光和环境光强度）
- 颜色传感器的原理：通过检测到进入传感器表面小窗口的颜色或光强进行操作
- 颜色传感器模式：颜色模式（无色、黑、蓝、绿、黄、红、白、棕）、反射光强度模式（0 （极暗）~ 100（极亮））、环境光强度模式（0~100）
- 问题探索
- 唱片机作用是什么？
- 唱片机原理是什么？
- 爱迪生是谁？哪人？
- 爱迪生重要发明有？
- 爱迪生名言和故事？
- 颜色传感器是什么？
- 颜色传感器的原理？
- 颜色传感器的模式？
- 硬件准备
- 颜色传感器、EV3程序块、连接线、带颜色的纸片、大型电机
- 代码思路
- 启动 + 等待 + 声音 + 大型电机（双线并行）
- 代码编写
graph LR A[启动]-->B[大型电机]-->C[死循环]-->D[等待的颜色传感器模式]-->E[声音] - 扩展阅读
十一节 色彩识别
- 学习新知
- 人行道的含义：以人为本，行成于思，道法自然
- 人行道的作用：指道路中用护栏加以分隔专供行人通行，一般宽度为四米左右
- 交通信号灯：指挥交通运行的信号灯，由红绿黄组成（红停、绿行、黄警示）
- 道闸：又称挡车器，是专门用于道路上限制机动车行驶的通道出入口管理设备
- CMYK：在印刷使用的颜色模式，指青（C）、洋红（M）、黄（Y）、黑（K）
- 三原色：指不能再分解的三种基本颜色经其可混合所有颜色，分为两类三原色
- 色光三原色（RGB）：也叫叠加型原色，指红色（R）、绿色（G）、蓝色（B）
- 色光三原色（RGB）原理：红+绿=黄、蓝+绿=青、红+蓝=品红（又叫洋红色）
- 美术三原色：被叫减消型原色，指青（不是蓝，因为蓝是混合色）、品红、黄
- 声音（sound)：由物体振动产生的声波，最初发出振动（震动）的物体叫声源
- 像素：即组成图像的最小单位，每个像素都可以由RGB颜色模式进行颜色的叠加
- 问题探索
- 人行道为什么被叫做人行道？
- 人行道的作用是用来干什么？
- 交通信号灯的作用及组成是？
- 道闸作用和应用范围是什么？
- CMYK是什么？应用场景是？
- 三原色是什么？它的分类有？
- 色光三原色是什么？别名叫？
- 美术三原色是什么？别名叫？
- 声音是什么？声源又是什么？
- 像素是什么？像素的作用是？
- 硬件准备
- 颜色传感器、EV3程序块、连接线、梁、框架、大型电机
- 代码思路
- 启动 + 等待 + 声音 + 大型电机（双线并行）
- 代码编写
graph LR A[启动]-->B[死循环]-->C[等待的颜色传感器模式]-->D[大型电机]-->E[声音] - 扩展阅读
十二节 曲线行驶
- 学习新知
- 颜色：肉眼受到电磁波辐射能刺激后所引起的视觉神经感觉，由波长范围很窄的电磁波产生
- 光照强度：指单位面积上所接受可见光的光通量，它对生物的光合作用影响大（合成淀粉）
- 四则运算：数学中的基本运算，即：加、减、乘、除，乘方
- 计算模块：加、减、乘、除、指数（乘方）、平方根（开方）、绝对值、高级（三角函数、反三角函数）
- 问题探索
- 硬件准备
- 颜色传感器、EV3程序块、连接线、轮胎、梁、框架、大型电机
- 代码思路
- 代码编写
- 扩展阅读
第二章 创想医疗室
第五节 显微镜
- 学习新知
- 显微镜镜头：指物镜、目镜（物镜是得到放大实像，目镜是将实像进一步放大后形成虚像）
- 显微镜：由一个透镜或几个透镜组合构成的一种光学仪器用于放大微小物体，由目镜和物镜组成
- 显微镜的放大倍数公式：放大倍数=目镜倍数x物镜倍数（目镜10倍，物镜40倍，则放大400倍）
- 显微镜的改进者：指“光学显微镜之父”列文虎克（1632年-1723年），它是荷兰的亚麻织品商人
- 显微镜的分类：主要分为光学显微镜、电子显微镜（两者相似，光学采用光，电子采用电子流）
- 物镜：显微镜镜头之一，指最靠近物体的光学元件，作用是得到物体放大实像并将其反射到目镜
- 目镜：显微镜镜头之一，指最靠近人眼或传感器的光学元件，作用是将实像进一步放大形成虚像
- 细菌（学名：Bacteria）：生物的主要类群之一，它有好（抗生素制造）有坏（疾病的病原体）
- 病毒：是个体微小、结构简单、只含一种核酸（DNA或RNA）且在活细胞内寄生的非细胞型生物
- 问题探索
- 显微镜是什么？其组成？
- 显微镜的倍数？改进者？
- 物镜和目镜分别是什么？
- 细菌的好坏分别是什么？
- 病毒是什么？其特点是？
- 硬件准备
- 颜色传感器、EV3程序块、连接线、梁、框架、大型电机、齿轮、触动传感器
- 代码思路
- 启动 + 死循环 + 触动传感器 + 大型电机 + 颜色传感器 + 声音 （四线并行）
- 代码编写
graph LR A[启动]-->B[死循环]-->C[等待的颜色传感器模式]-->D[声音] - 扩展阅读
第四章 神奇生物链
第一节 青蛙跳水
- 学习新知
- 青蛙：两栖动物卵产于水中孵化成蝌蚪用鳃呼吸，变异成青蛙，成体主要用肺呼吸兼用皮肤呼吸
- 青蛙栖息地：稻田、池塘、水沟、河流沿岸的草丛中、水里，一般是夜晚捕食主要以昆虫为主食
- 青蛙的好处：可吃掉绝大部分的农业害虫（也取食一些田螺、蜗牛、小虾、小鱼等），保护农业
- 青蛙身体结构：青蛙的腿前短后长以便其跳跃、爬行，青蛙的脚趾间有蹼以便其在水中进行游泳
- 青蛙跳跃的数学：青蛙跳跃时后腿发力形成抛物线的运动轨迹（速度先递减到0再递增到最大）
- 问题探索
- 青蛙是不是两栖动物？
- 青蛙的幼体叫做什么？
- 青蛙呼吸器官有哪些？
- 青蛙的栖息地有哪些？
- 青蛙对农业有无好处？
- 青蛙身体结构是什么？
- 青蛙跳跃轨迹是什么？
- 硬件准备
- 超声波传感器、EV3程序块、连接线、轮胎、梁、框架、大型电机
- 代码思路
- 启动 + 死循环 + 移动转向 + 超声波传感器 + 声音 （双线并行）
- 代码编写
graph LR A[启动]-->B[死循环]-->C[移动转向]-->D[超声波传感器]-->E[声音] - 扩展阅读
第二节 飞蛾扑火
- 学习新知
- 飞蛾：一种会飞与蝴蝶有亲近关系的昆虫，静止时多数将翅膀摊开，翅膀有吓阻敌人的似眼花纹
- 飞蛾食物：幼虫以植物叶子为食，成虫因无法咀嚼食物以类似吸管的长型口器吮吸树汁、花蜜等
- 飞蛾生活习性：多在夜间活动，常有趋光性（生物对光刺激的趋向性也就是生物倾向于追逐光）
- 飞蛾中的语文：飞蛾扑火自烧身，比喻自取灭亡（类似成语有自投罗网、作茧自缚、作法自毙）
- 飞蛾扑火的原因：飞蛾是头晕进而搞不清楚方向而围绕着明亮的物体进行盘旋而不是被光所吸引
- 区间：在数学里中区间通常是指这样的一类实数集合：例如：15是在10到20这个区间里（范围）
- 问题探索
- 飞蛾是什么及食物是？
- 飞蛾生活习性是什么？
- 飞蛾扑火寓意是什么？
- 飞蛾扑火的真正原因？
- 什么是区间及其作用？
- 硬件准备
- 超声波传感器、EV3程序块、连接线、轮胎、梁、框架、大型电机、中型电机、齿轮、插销
- 代码思路
- 启动 + 死循环 + 超声波传感器 + 移动转向 + 中型电机（双线并行）
- 代码编写
- 扩展阅读
第三节 剧毒蜘蛛
- 学习新知
- 蜘蛛是一种节肢动物，不是昆虫，有螯牙且螯牙尖端有毒腺开口；一般有8个眼；有八条长腿
- 蜘蛛的食物来源：大多以昆虫、其他蜘蛛、多足类为食，部分蜘蛛也会以小型动物作为食源
- 蜘蛛的进食方式：通过蜘蛛网来捆绑猎物，然后注入毒液会帮助消化猎物（部分蜘蛛有毒性）
- 平行四边形：一种四边形，相对于三角形来讲具有可变性，并其可变性是有一定的规律可寻
- 问题探索
- 蜘蛛是不是昆虫呢？
- 蜘蛛的食物来源是？
- 蜘蛛的进食方式是？
- 平行四边形是什么？
- 硬件准备
- 超声波传感器、EV3程序块、连接线、齿轮、梁、框架、大型电机、中型电机
- 代码思路
- 启动 + 死循环 + 超声波传感器 + 大型电机 + 中型电机（双线并行）
- 代码编写
- 扩展阅读
第四节 如鱼得水
- 学习新知
- 鱼的分类：根据生活环境不同可以分为淡水鱼和咸水鱼（淡水鱼活在江河湖泊咸水鱼活在海洋）
- 鱼的特性：鱼大部分是冷血动物极少数为温血动物（恒温动物），用鳃呼吸经鱼鳍摆动而游动
- 鱼的尾鳍：既能使得身体保持稳定又能把握运动方向，同时又能同尾部一起产生前进的推动力
- 流线型：指一种特殊的形状，大大地减低了流体对它的阻力，其广泛应用于飞机、潜艇、汽车
- 问题探索
- 鱼可分为哪两种？
- 鱼是什么动物呢？
- 鱼的尾鳍的作用？
- 流线型的作用是？
- 硬件准备
- 超声波传感器、EV3程序块、连接线、齿轮、梁、框架、中型电机
- 代码思路
- 鱼在可视范围内看见食物后进行游动且速度越来越慢，看见非食物静止不动
- 代码编写
- 扩展阅读
第五节 自由翱翔
- 学习新知
- 飞翔的机器：飞机（客机、货机）、直升机、滑翔机、飞行器、扑翼机、蝙蝠机器人、无人机
- 机器飞行的原理：通过高速转动切割空气产生向下气流和向上升力，当升力大于重力时实现上升
- 飞行的动物：麻雀、鸽子、蜂鸟、燕子、画眉、啄木鸟、金丝雀、知更鸟、翠鸟、猫头鹰、蚊子
- 动物飞行的原理：宽阔的翅膀加流线型身体及控制翅膀挥动的强有力肌肉加较轻体重和中空骨骼
- 鸟儿飞行时翅膀的扇动：鸟飞行时向下和向上拍打翅膀，由于空气的惯性在翅膀上下形成了压差
- 问题探索
- 可飞翔的机器有？
- 机器飞行原理是？
- 可飞翔的动物有？
- 动物飞行原理是？
- 鸟儿如何扇翅膀？
- 硬件准备
- 代码思路
- 代码编写
- 扩展阅读
