前言

随着《新一代人工智能发展规划》《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》《教育信息化2.0行动计划》等人工智能相关文件的颁布，人工智能逐渐走进中小学教育领域。近几年来，关于中小学人工智能的相关图书相继出版，为我国中小学人工智能教育事业添砖加瓦；另外，关于中小学生科普机器人相关的图书也如雨后春笋般涌现。

严格来说，机器人并不属于人工智能的范畴，然而它却与人工智能有着千丝万缕的联系，并且是人工智能技术重要的物理载体。尤其是在中小学人工智能教学过程中，机器人无论是在激发学生学习人工智能的兴趣，还是在培养学生动手操作能力甚至团队协作能力方面都发挥着重要的作用。

“人工智能+X”是我国的复合专业培养新模式，人工智能正在与不少学科专业进行交叉融合。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出了“加快数字化发展、建设数字中国”的任务。党的十九届五中全会也提出了要发展数字经济、推进数字产业化和产业数字化、推动数字经济和实体经济深度融合，打造具有国际竞争力的数字产业集群。在这样的背景下，人工智能与机器人的跨学科融合必将变得越发紧密。因此，从小培养机器人学习的兴趣，不仅增加了知识，也为进一步学习人工智能打下了良好基础。

无论是我国战国时期《列子·汤问》中记载的栩栩如生的机器歌舞艺人，还是古埃及的汽转球，抑或是现在“能歌善舞”的波士顿动力机器人，都充分说明了从古至今，人们对机器人无限的遐想从未停止。想象力是一切创新的源泉。在模块化机器人的搭建过程中，通过对一个个零件进行拼接，组成不同形状的机器人并完成一定的任务。

本书分为7章，其结构安排如下。

第1章机器人概论。主要介绍从古代到近代的机器人发展过程、现代机器人在不同领域的应用及未来可能的应用场景、教师和学生比较熟悉的用于教育和竞技的机器人。

第2章模块化机器人。主要介绍模块化机器人硬件、软件及基础的拼接方法。还向教师和学生提供了可参考的模型，旨在让教师和学生快速熟悉课堂教具，节约课堂搭建机器人的时间，使教师对知识的输出及学生对知识的吸收做到最大化。

第3章编程和顺序结构。主要介绍编程语言，使学生了解“计算机是怎样读懂人类想法的”；利用流程图介绍程序的三种基本结构（顺序结构、选择结构、循环结构）；使用模块化机器人及编程中的顺序结构实现想让机器人做出的动作。

第4章选择结构和传感器。主要介绍几种常见传感器的使用方法，使学生明白其基本的工作原理，并使用机器人和图形化编程完成课堂实例。还介绍了编程时常用到的关系运算符和逻辑运算符，通过实例让学生熟练掌握测距传感器的使用和编程知识。

第5章变量。主要介绍变量的概念、类型及其使用方法。通过4个变量编程实例介绍变量在程序中的几种常见用法。例如，实例1计数变量，将变量用作计数功能，使机器人的旋转度数与触碰机器人的次数相吻合；实例2状态变量，将变量用作记录机器人的状态，配合红外传感器的使用实现机器人每次接收信号都能改变自己的姿态。

第6章循环结构。主要介绍while循环语句、do...while循环语句，以及跳出循环语句（break语句、continue语句）的使用方法。

第7章机器人编程实例。主要介绍“有效开关”和“别离我太近”两个实例，综合应用前面章节的知识完成这两个实例，巩固前面所学的知识内容。

由于作者水平所限，书中难免存在一些疏漏和不足，希望同行和读者给予批评与指正。