2023暑期营｜清澜IT：多重维度 创造非凡

时值盛夏，炎炎烈日，阵阵蝉鸣，清澜暑期主题营也是这个季节独有的美丽风景，层出不穷，缤纷多彩，堪比繁花。莘莘学子朝气蓬勃、求知不倦地活跃于清澜课堂之上，清风拂面，习得知识，醍醐灌顶。

课程范围的选择不止于艺术、运动、文学、科学等主题，既能满足强健体魄，又能开拓视野。在这个夏日里收获颇丰，尝试更多可能！

名额有限，报名截止日期为6月5日。

2023暑期清澜IT营欢迎你加入!

多重维度  创造非凡

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思考的声音有多少分贝？

科技真的距离我们很遥远吗？

这个暑期，清澜山IT组特别策划IT主题夏令营

机甲大师与无人机、乐高机器人、智能交互艺术

从多个维度去感受科技的魅力

加入我们

让我们尽情地在这个奇思妙想的夏天

创造非凡

我们的课程将会探究：

☑ 全向驾驶技术

☑ 视觉识别技术

☑ 碰撞检测系统

☑ 武器发射系统

☑ 机械组装与改装

☑ 无人机飞行技术

☑ 无人机航线规划与飞行编队

☑ 无人机避障

☑ 人工智能基础与实践

☑ 工程设计方法与实践

☑ 图形化编程或代码编程知识

☑ 设计思维方法

……

通过课程学习，学生们将收获：

☑ 几何学学科知识，空间抽象思维能力

☑ 领导力与团队协作

☑ 超越学科综合学习，拓宽眼界

☑ 不同场景综合知识应用能力

☑ 硬核的编程知识与能力

☑ 机械理论知识与动手能力

☑ 可迁移的软实力培养

☑ 批判性及突破性思维能力训练

……

营期设置

Week1 7.10-7.14	G3-G8 Robomaster机甲大师与无人机营
Week2 7.17-7.21	G1-G6 LEGO乐高搭建与机器人编程营
Week3 7.24-7.28	G4-G9 智能交互艺术营
Week4 7.31-8.4	编程马拉松（另行发布）

注：

1、接受校内外同学报名。

2、根据学生年龄和基础分层教学。不要求编程基础，欢迎零基础也适合报名。

授课老师

孙成伟

清澜山学校IT教师、班主任。毕业于清华大学汽车工程系；曾任百造学堂联合创始人，产品总监，合伙人，团队曾获哈佛大学创新实验室创业第二名，清华大学互联网+创业比赛十强；主导多个 STEAM 课程，IT 类课程和设计类课程的课程研发与教学，也主导过包括清澜山科学空间在内的多个教育空间的设计和施工。所授课程包括steam课程，创客课程，IT课程及信息学竞赛课程等，曾带领学生参加多种国内外竞赛获奖并获得优秀指导老师的称号。曾为哈佛大学pre-text教学机构、清华大学基础工业训练中心、清华大学工业工程系、清华大学建筑学院、北京四中、北京五中、北京师范大学亚太实验学校、探月学院等国内外院校设计课程并参与授课。 

陈林

清澜山学校IT教师，创客空间指导导师、信息学奥林匹克课程指导老师、未来之城和未来太空学者大会特等奖和国际金奖指导老师。毕业至今一直从事STEAM教育，是一位有实战经验的STEM教师。他性格外向，既心细又有耐心，课堂松弛有度，让学生在快乐的氛围中学到知识，常引导同学们以探索的方式主动学习。他喜欢计算机、运动和音乐。曾两次作为指导老师带领清澜山未来之城团队获得全国特等奖、全球五强的成绩并创造中国参赛队伍的历史最佳成绩。

吴萍

清澜山学校IT教师。华中师范大学信息技术系硕士毕业。曾在世界五百强IT外企甲骨文（Oracle）研发中心深圳分公司担任高级软件开发工程师7年，负责云计算平台服务器端功能接口的开发及数据库优化。然后在深圳某双语学校担任中小学信息技术教师四年，有IT/PBL/STEAM相关课程设计经验。编程课程案例获省级一等奖。曾获深圳市龙华区优秀教师、”教育达人“提名及深圳市电脑机器人活动优秀指导教师等荣誉称号，指导学生参加科创类比赛获奖人数几十人。申报成功区级及省级科创类课题两项。热爱教育，希望学生能够理解学科的底层逻辑，并保持对学科持续的好奇心和兴趣。

课程咨询微信

孙成伟老师

吴萍老师

关于人数与年级

夏令营严格控制人数。每期上限30人。其中机甲大师与无人机面向G3-G8的同学，乐高搭建与机器人营面向G1-G6的同学，智能交互艺术面向G4-G9的同学。每期营都有三位主讲老师。学员会根据年龄和程度的不同分到不同的班型学习。

Week 1

Robomaster机甲大师

与无人机营

RoboMaster机甲大师与无人机营，针对机器人、无人机、编程、人工智能的跨学科学习进行开发，使充实、生动、有趣的理论知识与高自由度的动手实践项目深度融合。机器人与无人机可以为学生直观地反馈编程成果，也支持学生结合任务目标进行改装，或开发技能进行对战，实现对理论知识的充分利用和验证。

日程安排

DAY 1

你好机器人

夏令营的第一天我们将学习机器人基础知识、云台介绍、云模拟器使用、云台旋转等。我们会学习组装和改装机器人，并在模拟器中编写第一个程序。我们会学会用程序设置机器人速率和轨迹运行。

DAY 2

初识无人机

第二天的课程将从飞行原理入手，进而推进到无人机的操作与控制。我们会通过用编程的方式去控制无人机的航线，并通过程序去实现无人机的避障与跟随功能。

DAY 3

听令行事

第三天我们将学习视觉标签基础知识、应用场景及相关编程模块、识别视觉标签并让机器人或者无人机完成相应动作。我们也将学习机械臂和机械爪的基础知识，了解舵机原理、控制机械臂移动到指定坐标，结合LED灯效和机械臂完成指定任务。

DAY 4

智能感应

第四天学习红外深度传感器的基础知识及应用，通过使用红外深度传感器测距，让机器人自主移动到指定距离并控制完成任务。我们也会学习更多的传感器原理并结合前面学过的知识完成更复杂的任务。

DAY 5

战队出动

结合前面的任务，完成机甲军团出击任务，包括闪电走位、扭腰反击、回马枪、2V2对战。复习回顾整个夏令营的学习生活，聊聊感想，展望未来。

授课内容

机器人组装技术

阅读安装图纸，学会辨认正视图与俯视图；认识各个安装部件；测量与分类数据线和不同型号的螺丝，理解螺丝、起子与手柄之间的对应关系，通过不断动手尝试完成机器人组装与改装。

全向驾驶技术

了解力的合成与分解，探究麦克纳姆轮运动的原理。同时理解“顺序执行”和“循环执行”程序逻辑，通过动手组装和程序输入控制机器人大师向任意方向移动。

装甲反击系统

了解声音与震动之间的关系，理解“触发事件”和“判断条件”程序逻辑，通过事件监测和反馈系统控制机器人大师对不同方向飞来的子弹进行识别和反击。

武器发射系统

了解航向轴和俯仰轴，认识三维坐标系，理解“程序阻塞”程序逻辑，控制机器人大师进行定点瞄准和发射子弹。学习几何学学科知识，锻炼空间抽象思维能力。

图像识别技术 

了解反射率，认识光的组成，理解“重复直到”编程逻辑，通过使用人工智能图像识别模块，控制机器人大师识别出隐藏在“人群”中的信息 。

PID控制系统

    了解微积分初步理论，运用PID控制系统，控制机器人大师根据检测到的数据不断修正自己的运行模式，实现全智能，全自动功能模块。

无人机避障

利用TOF测距传感器与图像传感器编程来实现自主避障，使无人机在遇到障碍物时转向、侧飞、掉头或返航。

Week 2

Lego搭建

与机器人编程营

乐高，一个风靡全球的智能玩具制造商，旗下拥有众多教育产品，EV3作为结构学习最佳的入门套件之一，加之其强大的控制器处理能力，使其几乎可以完成生活中绝大多数的物品搭建。我们正是基于这款教具，来实现本次研学的系列课程。无论你之前是否接触过EV3，你都会在接触到它的那刻起，感受到乐高那拥有无穷可能的魅力。你无需拥有任何的编程和搭建基础，我们将从杆件的认识到简单的陀螺发射器，从齿轮传动到最后完成整个乐高挖掘机项目。从零开始，从无到有，快来感受乐高无所不能的魅力吧！

日程安排

DAY 1

走进机器人世界

夏令营的第一天我们将学习机器人基础知识、了解机器人的历史，拓宽科技视野，了解编程流程，并熟悉虚拟搭建软件。我们会了解机械构造，并呈现创意想法。

DAY 2

机器人动起来

第二天的课程我们会熟悉运动原理，掌握编程方法。我们会应用机械原理实践机械传动。我们会学习齿轮、连杆、蜗轮蜗杆等机械传动结构，同时我们还会进行陀螺发射器制作挑战并参与角逐最持久的陀螺。

DAY 3

传感器应用

第三天我们会接触到各种各样的传感器，并学会其编程应用。我们会接触到诸如超声波传感器、红外传感器、温度传感器、压力传感器等多种传感器。同时我们还将要进行毛毛虫和自行车的作品设计。

DAY 4

综合应用

第四天我们会以机械臂作为综合应用的学习载体，将前几天所学的知识结合起来，为学习和综合掌握机器人设计，从模仿到创意的过程积累更丰富的经验。同时我们会举行机械抓手抓瓶子或乒乓球的竞赛。

DAY 5

战车挑战

最后一天是全能挑战的环节，我们会完成乐高履带战车的搭建，同时我们会带领大家体验一次完整的战车擂台挑战赛。最后我们会进行竞赛分析与学习总结分享会。

授课内容

乐高机械结构

乐高机械结构零件包括齿轮、连杆、皮带等等，有数千种结构零件。乐高科技零件和机械结构设计之间建立一座桥梁，为机械原理的物化表现提供一套解决方案。

图形化编程

系统学习ev3或wedo的操控语言-图形化编程。基于计算机技术的学习平台，将机械传动与主控器的应用有机组合，不断完善机器人的设计和编程，提升综合能力。

乐高传感器

传感器是机器人用来接受外界信息的工具。我们会接触到诸如超声波传感器、红外传感器、温度传感器、压力传感器等多种传感器，并通过传感器实现机器人与外界的交互。

工程项目管理

一个工程项目是复杂且综合的。我们的同学将在解决问题的过程中培养出项目策划、资源分配等基本的项目管理能力。同时，能够针对不同的问题，充分发挥创造能力，理解问题并考虑解决问题的多种可能性，进而在其中找到最优解。

Week 3

智能艺术交互营

我们的课程模式源于工程与艺术设计学习中非常成熟的工作室项目模式，为学生制定丰富的研究项目。

我们的学员将在解决问题的过程中培养出项目策划、资源分配等基本的项目管理能力。同时，学员能够针对不同的问题，充分发挥创造能力，理解问题并考虑解决问题的多种可能性，进而在其中找到最优解。

课程计划

第一步

工具要素 · 嵌入式系统

教学目标

1. 熟悉单片机使用方法

2. 扩展工程学知识外延

3. 理解微观世界的运行规则

技术学习

1.掌握基础的电子电路知识

2.了解不同电子元件的特点与使用方法

3.通过编程实现不同模块的控制方法

4.学习不同模块之间的数据传输方法

5.完成简易的控制电路设计与制作

人文认知

科学与工程学对于推动社会发展、改善人们生活的重要意义

第二步

故事要素 · 主题设计

教学目标

1.将自身的需求与工具特点结合，思考改进方法

2.用所学到的知识解决实际的生活问题

3.结合工具特点，丰富故事的呈现形式

技术学习

1.用嵌入式系统改良周边的物件

2.智能化场景设计

3.主题故事设计与表达

人文认知

1.用所学到的知识改进周边事物

2.理解故事发生的背景

3.想象与表达能力

第三步

实体要素 · 动力结构

教学目标

1.学习经典机械结构，熟悉结构特点与动力学特点

2.通过使用折纸结构实现角色的结构与动作

技术学习

1.基础的动力学知识

2.折纸结构的机械原理与实践

3.选取故事中的不同角色进行结构设计

4.选取故事中的不同角色进行动力设计

人文认知

在实践设计的过程中不断发现身边问题，思考问题出现的成因，评估问题的影响，寻找解决问题的方法

第四步

联结要素 · 交互与智能

教学目标

1.深入理解人的动作行为与目标行为之间的交互方式

2.将嵌入系统与制作的结构体有机结合，实现整个场景的工程设计

3.通过目标不断从环境中采集数据，通过算法改进动力学模型，使其更好的适应环境

技术学习

1.为每个角色设计不同的嵌入式系统

2.为场景与故事线制作互动界面

3.制作控制器并编写程序丰富不同要素的交互方式

4.改进算法使系统更加智能

人文认知

从宏观与微观的角度全面理解系统串联整合不同资源的能力沟通能力；团队合作能力

▽

授课内容

结构设计

结构支撑起了创想。很多时候，结构更成为了工程形式设计的出发点。结构不仅仅是力学问题，同时也是美学问题。精巧地考虑了结构问题的工程设计才能达到理想的结果。

机械设计

孩子对于复杂的机械有着天生的好奇。我们提供丰富的机械设计的组建，孩子们同时也有更高的设计自由度。

智能交互

传感器与代码都是人类与机器交流的媒介。这部分的初衷是让学生感受到设计并操控机械的乐趣。这部分内容涉及到设计原理、电路原理，以简单的程序应用，追求设计与技术的融合，通过传感器、造型设计、发光及其他元件的组合，学生可以创造出有互动属性的结构装置。

设计思维方法

基于Stanford的D.School的学习流程理论，我们发展出了更加适宜于中国青少年学习的“思维六步法”，经过多年的实践证明，能有效地激发学生学习的主动性以及他们的创造能力。

经过这样的思维训练的流程，学生能更加清楚自己未来的人生规划想要什么，自己希望往哪个领域做更为深入的探索，希望在哪个方向做出不一样的事业。

技术工具

为了实现创意，学生需要花费一定的时间掌握基本的技术和工具。在这过程中，难度过于高的工具，将会由导师协助完成。

有很多时候，对工具的熟练度和认知度高，是能反向地促进创意的产生的。

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