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营歌金曲

活动指南

活动时间:07月07日 至 07月13日

活动主题:青少年高校科学营东北大学分营

活动内容:

NEU_Robo机器人设计大赛

一、活动目的

  随着机器人技术的发展,机器人教育对科技社会发展的巨大作用和影响已经引起了美国、欧洲、日本等发达国家和地区的高度重视,他们不断加强机器人教育相关理论和技术研究,探索机器人教育的关键技术和教育形式,在中小学、高等院校的信息技术中都有不同程度的对学生进行机器人教育。我国的机器人教育起步相对较晚,目前的发展也并不完善。

  东北大学机器人科普基地作为辽宁省科普基地,根据2017年青少年科学营的要求,结合东北大学学科优势与科普基地的教育职能,特此开展“机器人设计大赛”活动,使学生了解和掌握机器人的基本知识,对机器人及其控制系统有一个完整的理解。在动手设计机器人的过程中,激发学生对机器人的兴趣与爱好。

二、活动背景

  由于宇宙探索机器人的造价昂贵且零件精密复杂,为避免在任务执行过程中出现意想不到的技术故障,和不必要的损失,东北大学决定现在地面进行模拟实验,及时发现问题,记录各项数据这要由少年工程师们进行完成,少年们首先进行机器人组装,然后进行模拟任务。期待你们在任务中有所成果!

三、比赛时间及地点

1、机器人特遣队探索任务模拟——NEU_Robo机器人设计大赛宣讲及分组

2017年7月8日18:00-21:00活动中心多功能厅

2、机器人特遣队探索任务模拟——NEU_Robo机器人设计大赛备赛演练

2017年7月9日18:00-21:00活动中心多功能厅

3、机器人特遣队探索任务模拟——NEU_Robo机器人设计大赛备赛演练

2017年7月10日18:00-21:00

4、机器人特遣队探索任务模拟——NEU_Robo机器人设计大赛决赛

2017年7月11日18:30-21:00活动中心多功能厅

四、比赛简介

  本比赛是一项青少年机器人竞技项目。项目要求参加的学生组建参赛团队,使用比赛规定的设备,自行设计、制作机器人并进行编程。参赛的机器人可在特定的竞技场地上,按照一定规则进行比赛。

五、比赛设备

(1)乐高套件:比赛使用LEGO EV3 套件,其中包括45544一箱和45560一箱;

(2)比赛场地:地图一份,用于比赛场地图;

(3)其他设备:计算机一台,用于编程;

以上设备均有东北大学统一提供和配备。

六、比赛任务

  本次比赛分为机器人创意设计、任务实现、机器人搬运比赛三个阶段任务:

(1)机器人创意设计:根据机器人需要执行的任务,在规定的时间内,各小组利用现有的机器人的零件,进行机器人组装。组装结束后进行机器人创意评比,评比规则:各组对除本组外的其他组机器人的外形设计进行打分,满分100分,最终得分为平均分,计入总成绩。

(2)任务实现:在完成机器人组装之后,各参赛团队对机器人进行编程,使机器人可以自主完成任务。任务概述:机器人将货物按照比赛场地图纸指定的线路(巡线)避开障碍物运输到指定区域。

(3)机器人搬运比赛:各参赛队以自主设计的机器人围绕比赛任务展开搬运比赛。规定时间内运输的数量最多,或者同等数量用时最少的团队获胜,每个货物记为10分,碰到障碍物减5分,最终得分按百分制折算后计入总成绩。

七、导师介绍及分组

  本次机器人设计比赛为2017年青少年高校科学营东北大学分营主体活动之一。为了确保比赛实效,东北大学将针对全体营员分组组建比赛团队,并为每个比赛团队配备导师,具体如下:

(1)导师配备:每组分配两位导师,一位编程导师、一位机械结构导师,导师选自东北大学《机器人创新设计》课程的优秀学员。

(2)分组建队:对全体科学营的营员进行分组,预计每组10人,具体人数根据实际营员数量确定。

八、比赛奖励

比赛总成绩最终由两部分组成:机器人外形创意设计(40%)、机器人搬运比赛(60%)。

比赛最终产生冠军、亚军和季军,评选最佳创意设计奖各1名,对获奖者颁发证书和奖品。

创新创意科普比赛方案

一、活动目的

  随着环境问题的日益严重,环保问题逐渐受到关注。本次比赛为同学们提供一个平台,通过真实的体验与接触增强同学们对于生态平衡与自然和谐的认识,让大家通过简单生动的方式从宏观尺度上了解生命世界,同时提高同学们的审美情趣,进一步认识到大自然的美丽,增加大家对于环境问题与生态文明建设的认识与关注。

二、活动背景

  在机器人的研发过程中,科学家们从一本流传的笔记中发现一种设计方式可以使机器人性能大幅提升。然而由于这个设计历时过久,图纸在世间难以找到。东北大学将寻找图纸的任务安排给了少年工程师们。这次任务注定艰难坎坷,经过一番寻找,终于找到了图纸所在地,这里是一位海盗的藏宝地。目标近在咫尺,但是藏宝地的大门需要一块已经失传的生态能源结晶才能打开,少年工程师要如何用自己的智慧打开的藏宝地的大门呢?

三、参加对象

2017年东北大学科学营全体营员

四、活动时间

2017年7月 9日上午8:00-10:00

五、活动内容

(一)活动简介

1. 活动地点:大学生活动中心110

2. 活动时间:总计约2小时

3. 活动要求:各队以景观瓶、小型水底植物、沙石、小摆件等为材料,通过设计构思,现 场制作具有自主物质循环和能量流动的“微型生态系统”——生态瓶。

(二)活动安排

1.发放材料:工作人员分发制作生态瓶用品,包括玻璃瓶,支架,轻石,苔藓,营养土,摆    件,绿植,水等材料。

2.制作讲解:工作人员用幻灯片展示制作的步骤图,供大家参考。

3.制作与互评:制作完成后,各队写好对作品设计理念的介绍,就可以参观其他组的成果,并给其他小组投票。在互评环节大家可以互相交流,分享每个小组的设计理念。每队可对除自己队伍外的任意两支队伍投票,且不能两票重复投给一支队伍,最后根据票数评选出一、二、三等奖。

寻找遗失图纸“罗盘的传说”

——定向越野跑

一、活动目的

  本次素拓活动的目的在于通过独特的富有思想性、挑战性和趣味性的户外活动,培训同学们们积极进取的人生态度和团队合作精神。增进同学们之间的友谊,强化个人身体、心理素质,增强团队凝聚力。

二、活动背景:

  在机器人的研发过程中,科学家们从一本流传的笔记中发现一种设计方式可以使机器人性能大幅提升。然而由于这个设计历时过久,图纸在世间难以找到。东北大学将寻找图纸的任务安排给了少年工程师们。传说中的指向心中最想要的东西的罗盘已经找到并为少年工程师们指明了方向但是道路注定不会一帆风顺,少年工程师们,不要害怕,相信自己,剑锋所指,所向披靡!

三、活动时间:

2017年7月8日14:00-16:00

四、活动简介

1.活动地点:东北大学校园内

2.活动时间:大约2小时

3活动要求:各队配有一张地图,地图上有固定标记,须在标记地点完成任务并获得认证,然后前往下一标记处。各队伍根据自己的地图制定出最优方案,到达终点,用时最短者取胜。

五、活动安排

1.发放材料:工作人员分发各队伍地图 

2.规则讲解:工作人员向各队伍讲解活动的规则

3.成绩评定:以各队伍到达终点的时间为评定标准,按照所用时间长短排名得出一、二、三等奖。

物理实验方案

一、活动目的

  物理学是一门实验科学,物理教学必需以实验为基础。人们对客观世界的认识始于观察与实验,构成物理学完整体系的基本概念和规律,都是建立在对物质世界的观察和实验的基础上,因此,实验是物理教学的重要基础。

  在物理教学中,学生通过对实验项目的参观和自己动手实验,能够学习主动获取物理知识,有助于促进学生科学品质和世界观的形成;同时,通过学生的观察实验,使学生掌握实验的基础知识和基本方法,培养他们的实验能力。

  通过物理实验的参观和学习,学生能够提高对物理的兴趣和好奇心,“兴趣是最好的老师”,本次物理实验科学营旨在培养学生兴趣,引发学生对物理学习的好奇心,这是激发学生学习物理知识不可多得的契机,此外,本次科学营还能够普及科学知识,拓宽学生思路,激发学生的创新思维。

二、活动背景

  在机器人的研发过程中,科学家们从一本流传的笔记中发现一种设计方式可以使机器人性能大幅提升。然而由于这个设计历时过久,图纸在世间难以找到。东北大学将寻找图纸的任务安排给了少年工程师们。现在终于拿到图纸了,然而少年工程师们并没有开心起来,眼前的图纸如一堆乱码,破解密码的关键就隐藏在我们的身边,就藏在我们平时没有注意到的一些奇妙物理现象中,少年工程师们,就要成功了!

三、活动对象

2017年东北大学科学营全体营员

四、活动时间

2017年7月10日8:30-10:00

五、活动内容

(一)活动简介

1. 活动地点:物理实验教学中心(东北大学建筑馆)

2. 活动时间:总计1.5小时

3. 活动设备:

(1)演示实验:人造火焰、纳米磁液、黑体辐射、伽尔顿板演示仪器

(2)动手实验:纸杯、胶带、橡皮筋、偏振膜、透明塑料桶、乒乓球等

以上设备均有物理实验教学中心提供,制作过程需要消耗实验材料,预计100元/人。

4. 教师情况:一名主讲教师、配备5名助课教师

(二)活动安排

1、演示实验

  演示实验是教师表演和自主参观相结合,旨在培养学生对物理学的兴趣,引发学生的好奇心,从而提高学生对物理知识的探索精神。实验项目如下:

(1)人造火焰

  演示光的反射、漫反射以及色散的应用。,在“木炭”上跳动着一束束栩栩如生的火焰,可谓“假作真时真亦假”。 演示光的反射、漫反射以及色散的应用。

(2)纳米磁液

  纳米磁液是一种新型材料,它既具有固体的磁性,又具有液体的流动性。在外加磁场的作用下,纳米磁液显示磁性,并顺着磁力线方向显示出针状,外加磁场强度越强,这种针状越明显。

(3)黑体辐射

  验证黑体辐射的规律—基尔霍夫定律。在同一温度下的黑色球比白色球具有更强的吸收本领;同一温度下的热源,黑色表面比白色表面更具有辐射本领。它们之间的对比通过连接的U形管中的液面差来显示。

(4)伽尔顿板演示

  伽尔顿板实验演示了大量偶然事件的统计规律和涨落现象,阐述了物理学中统计与分布的概念。伽尔顿板演示实验是个理想模型,可以演示单个粒子随机性,也可以演示大量粒子的统计规律。

2、动手实验

  动手实验将物理学理论与实践有机地结合到一起,让学生自己动手验证物理学原理,亲身感受物理实验的乐趣。动手实验由教师指导,讲解原理,自制物理原理清晰的小制作,完成后可带走。以下实验项目二选一。

(1)自制马格努斯滑翔机

  当一个旋转物体的旋转角速度矢量与物体飞行速度矢量不重合时,在与旋转角速度矢量和平动速度矢量组成的平面相垂直的方向上将产生一个横向力。在这个横向力的作用下物体飞行轨迹发生偏转的现象称作马格努斯效应。

  马格努斯效应可以用来解释乒乓球中的弧线球、足球中的香蕉球等现象。利用马格努斯效应还设计出了带旋转的飞艇,这种飞艇通过旋转可以增加、调节飞艇的升力,是飞艇设计中一种很有趣的设计方式。

(2)“穿墙而过”实验

  在本实利用了光的偏振原理,一根透明有机玻璃管,在中间二分之一的管内一边贴有垂直偏振薄膜,另一边贴有水平偏振薄膜,那么在管外看到管中部有一不透光的隔层。当上下转动偏振光筒时,由于二种偏振光在交接处看起来有一层“中间隔层”,感觉小球在穿“墙“而过,所以人们形成球在管内能自由通过阻”挡板“的视觉错误现象。

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