第一篇:NXT机器人培训教案
第一课
搭建第一个NXT机器人
授课时间
参加教师
活动目的:
(一)分组1、3—4人一个组,选出组长、项目研究员、程序员、机械设计师;
2、为小组取一个组名。
(二)认识NXT核心元件
1、对9797套装进行分类;
2、认识NXT核心元件;
3、搭建蓝牙机器人9797套装8___24页; 活动过程:
一、LEGO NXT的几张酷图欣赏
二、认识乐高组件
1、轴、梁、轴套、半轴套、齿轮
2、传感器
3、控制器
三、了解乐高组件的基本搭建技巧。
1、搭建基本机器人
2、参照搭建手册搭建风车,了解齿轮的运用
共8页
第1页
第二课
让机器人动起来
授课时间
参加教师
活动目的:
(一)分组1、2人一组,选出组长
2、为小组取一个组名。
(二)内容
1、了解NXT编程软件界面
2、学习移动模块、电机模块,并在此基础上掌握计器人的前进、后退、转弯。
3、掌握机器人转弯的几种方法。教学过程
一:认识编程软件MINDSTORMS Edu NXT界面
1、启动MINDSTORMS Edu NXT
在桌面上点击:
2、界面的组成:编程区,面板区,学习区,菜单区、工具栏区、控制面板
二、任务:让机器人“倒车入库”
1、任务分析:
第一步:机器人前进;
第二步:机器人右转弯 第三步;机器人后退;
2、模块介绍
3、编程
共8页
第2页
4、学习练习
三、机器人转弯的三种情况
1、差速转弯:
2、一个电机正转,另一电机反转来实现转弯
3、一个电机不动,另一电机转动(推荐方式)
(1)使用移动模块,只选择一个电机
(2)使用电机模块
共8页
第3页
第三课
让机器人随着声音动起来
授课时间
参加教师
活动目的:
1、学习循环模块的使用
2、学习声音传感器的使用
3、学习分支模块的使用 活动过程 一:机、2、使用循环模块
二、、如何测定电机的运行时间
三、让机器人随着声音动起来
让机器人听到声音时开始运动,当机器人前方出面障碍物时,并后退转弯再前进。
共8页
第4页
1、介绍等待模块
共8页
第5页
第四课
巡线机器人
授课时间
参加教师
活动目的:
1、了解光电传感器的原理
2、初步掌握光电传感器对光的测量方法
3、了解单光电传感器巡线的原理
活动过程
一、光电传感器的原理
1、光电传感器由光电接收管和光电发射管组成。他能够接收外界光的强度,并把光的强度换算成0-100的值。
2、影响光电传感器的因素
颜色、距离、质地等三个因素,是影响光电传感器的主要因素。
实验
1、用光电传感器测量不同颜色的物质的值; 实验
2、用光电传感器测量同一物质在不同距离的值
将一白色的物质,从近到远,测出传感器的值的变化 实验
3、测量白色陶瓷片和白色的纸的反射值
3、光电传感器的用途
光电传感器的用途很多,比如识别颜色、判断距离等等。今天我们主要学习利用光电传感器让机器人巡线,即让机器人在场地顺着黑色运动。
二、机器人巡线的基本原理
光电传感器
单光电传感器的巡线原理:
光电传感器没有检测到黑线,就向黑色一方转,当光电传感器检测到黑线地,就向远离黑线的另一方转动。这样就可以让机器人顺着黑线前进。
共8页
第6页
第五课时
齿轮的使用
教学内容:
1、了解齿轮的相关术语
2、了解齿轮的加速和减速的关系及优缺点
3、了解不同齿轮的搭建方法
一:齿轮的相关术语
1、乐高的齿轮分类
普通齿轮、斜齿轮、双面斜齿轮、差速齿轮、涡轮
2、齿轮的单位和齿数
三、加速和减速的原理
它的每一个齿都与8齿的两个齿啮合的很好。当转动24齿,每一次在齿轮的接触面一个新齿取代前一个齿时,8齿也刚好转过一个齿,因此,大齿轮转过8个齿(24齿的齿轮)就可以让小齿轮转过一圈(360度)。当大齿轮再转过8个齿时,小齿轮又转了一圈。在你转动24齿齿轮的最后8个齿时,8齿齿轮转过第三圈。这也是两轴产生不同速度的原因:24齿齿轮转动一圈,8齿齿轮转动了三圈!我们用两个齿轮齿数之比来表示两者的关系:24比8。经过简化,得到3:1。从数字来看,24齿齿轮1转就相当与8齿齿轮的3转。
由此,我们得到一种加速的方法(从技术角度来将应称为角速度,而不是速度)。这时候你可能会想到在竞速小车上使用巨大的传动比。遗憾的是,在力学中有得必有失,获得了速度,同时就减少了扭矩,简单的说,就是在力量上的损失会转化为速度——速度越快,扭矩就越小。比率也相同:如果获得了三倍的角速度,你的扭矩会减小到原来的1/3。
什么时候应当加速或减速传动,经验会告诉你。总的来说,减速传动用的比加速传动要多,因为马达会产生很高的速度,但扭矩很小。在多数时候,常减小速度来提高扭矩,让小车能爬上斜坡,或者让机器人的手臂举起物体。在你不需要大扭矩时,可以减小速度来精确定位。
四、齿轮的搭建方式
共8页
第7页
第六课时
学习内容:
1、学习声音、等待、显示、声音传感器模块
2、编程技能练习:(1)停在桌子上
当机器人听到一个声音时,停下来;并发出一个提示声音;
(2)声音控制机器人
让机器人随着声音的大小而运动,声音越大,运动速度越快。
3、练习机器人的搭建
活动过程:
一:功能模块的学习投影
二、编程练习
1、停在桌子上
当机器人听到声音时,开始运动。
2、声音控制机器人
三、机器人搭建练习
进一步了解齿轮的组合使用。
共8页
第8页
第二篇:NT检查
在妈妈的再三催促下,很不情愿的7点从家准时出门直奔中心妇产。本以为我们来得很早了,7点26分到达医院大厅,各个诊区已经相当多的人在排队挂号了,我赶快让妈妈去一楼四诊区排队,我去充值。我们这个时间最后才排到12号,好在上午可以排上,仅仅就差几个人就要下午才能做呢,幸好幸好。
挂号时大夫说差不多11点半才能轮到我,不管怎么说挂上号就安心了,此时还不到8点,我和妈妈溜达出去吃早点,位置不熟,溜达了半天才找到一家貌似干净的饭馆,进去要了云吞和烧饼鸡蛋,不紧不慢的吃了,又歇了会才出来回到医院。这时候才不过9点过点,问了问刚出来的人刚刚第4号,我询问了一下检查流程和时间,据说检查的相当细致这个耗时差不多20分钟。我和妈妈百无聊赖的做在外面的椅子上等着,预估我11点差不多就能进去呢。
等待„„真是没啥意思,妈妈也很无聊和旁边的一对带孩子的年轻夫妇聊天,原来这对夫妇要的是第二胎,怀里抱着的是大儿子,身体不太好,是小脑发育不完全,导致身体协调能力差,容易疲惫,没力气。怀孕的时候所有的检查也都做了,但是还是没检查出有问题。哎,看着那孩子还真是可怜,所以生男生女都不重要,只要健康就行。
本以为会按时轮到我的,可是有几个人位置不太好,往返了几次就耽误时间了,期间,有对母女手里也没号也没排个,我一看就知道走后门了,只要不加我的塞就跟我没关系了,谁想,还没怎么着,第10号还没出来,这个女孩就进去了,还没等我说话,我前面的11号就义愤填膺的找到护士理论,我也紧跟着帮腔,毕竟我们都是很早就来排队的,加塞确实不合适,护士也很无奈让那个女孩出来继续等着,还不错。
终于轮到我啦,太不容易了。做NT检查的仪器有别于传统彩超,它的屏幕是对着孕妇的,也就是说,孕妇躺在床上,屏幕上所有显现的影像你是可以清清楚楚的看到的,有意思吧。
确实是很有意思的,我看见我的娃,脑袋冲着一个窝,玩命的打着挺的钻,小腿直蹬,还真好玩,第一次这么近距离活生生的看见我的娃,通过仪器我听到我娃“咚咚”十分有力好似小火车般的心跳声,此时特感动真是有想哭的冲动。这次检查会有很多相关数值的测量,其它数值很顺利的捕捉到,唯独NT值和宝宝的照片,因为他总是不老实,不给正脸,检测不到很好的角度,大夫震动了半天我的肚子,他在里面全然不管,只知道张牙舞爪的乱伸胳膊、乱蹬腿,就是不给正面。大夫说这样不行呀,不行你先溜达溜达,一会再测吧。没办法,只能继续溜达,我是连蹦带跳的没闲着。
上午一般只排到15号,我后面的3个人,做完后,我又进去了,可好,这次溜达过了,我宝累了改趴着了,又是一顿刺激,反正他就是不理你,真没辙,总之还是不行。后面还有加塞的2个人,其中一个也是趴着的,大夫费了半天劲做完了,轮来轮去,我变最后一个了,此时已经12点40了,真是无语。这次,我宝依然是趴着的,我是连咳嗽带拍肚子的,终于这位祖宗稍稍扭了点身子,我终于看清宝宝的脸,眼睛紧闭着,小嘴还撅着,做着吞咽的动作,大大的脑门,耳朵也很大,小肚子鼓鼓的,小腿和小胳膊一曲一伸的,是一个完全成型的小人啦,真好。大夫就和着赶快抓了两张照片,说实话不是很理想。NT值也测到了,终于完成了,千辛万苦真不容易呀。
大夫说赶快去旁边诊室抽血,要是没人了只能下午了,我赶快跑过去,人家屋里的消毒灯都亮了,现敲门把人家从屋里拎出来给我抽的血,当时真是不好意思。
此时,今天全部的检查才完毕,一看时间快1点了,退费收拾东西,准备回家,这一上午真是累呀,下周才能拿到检查报告,总体说没问题一切安好。这几次去中心妇产,有个非常深刻的感悟,一定要做好一天的准备,一定要早早的排队挂号。人真是太多了,即便是想加塞,你真的都不好意思。
第三篇:机器人教案
机器人教案
郑州市第三十一中学 芦文娜
韩晓铂
目 录
第一章 走进机器人世界
1.1 学前教育 1.2 触摸机器人
1.3 机器人的硬件构成 1.4 机器人的软件 第二章 机器人结构搭建
2.1 有“皮肤”的三轮车
2.2 有“眼睛”的自寻迹小车 2.3 有“手臂”的投篮机器人 2.4 履带战车
2.5 灵活转弯小车 2.6 娃娃学步 2.7 六足牛
第三章 机器人程序设计
3.1 三种灯光控制 3.2 避障 3.3 自寻迹 3.4 秒表 3.5 两地控制 3.6 判粗细
3.7 计数与判奇偶 3.8 多任务 3.9 事件控制 3.10 无线通信
第一章 走进机器人世界
1.1 学前教育
教学目标:理解本课程的意义,理顺教学秩序,认识课程目标。教学重点:理顺教学秩序 教学准备:学员须知30份 教时:1课时
课堂练习:参观校机器人实验室。教学内容与过程:
一、学员分组,选定班组长。
二、宣布课堂纪律、注意事项,介绍学习方法,三、公布学习总任务与学业评价。
四、参观校机器人实验室。
五、附件
《机器人制作》选修课学员须知
严格
协作
研究
一、严格
1、准时上下课。特殊情况事先向组长请假。
2、保管好器材,不遗失、不损坏。
3、保持环境安静、清洁,不得有粗鲁行为。
4、爱护电脑,禁玩游戏。
二、协作
1、每两人为一基本学习单位,合用一套器材,共同完成每个制作任务。要求:
⑴互相配合:交替进行各项操作,使人人都具有独立搭建与编程的能力。
⑵互相帮助:有困难时共同探讨,一起进步。
2、每四人合用一台电脑,充分利用电脑获取信息和练习程序设计。
3、每六人为一个小组,合用一个调试场地,三、研究
获取信息: 听课、利用电脑查阅资料和帮助文档、从互连网获取信息。
积极实践: 注重具体的结构搭建和编程练习,结累经验。 探索研究: 开拓思路,展开联想,用实验的方法证明自己的想法
四、评价
以上三条(严格、协作、研究)和机器人项目制作结果作为学习成绩的依据
成绩分四档:
A优秀
B良好
C合格
D不合格
五、理念
乐高机器人制作理念
做中学 玩中学 团结协作 祝同学们: 团队协作 学得愉快 技术进步 能力提高
班组长职责
管理班长:①填写出勤情况表
②协助组长处理管理上的难点 ③及时与教师沟通管理上的问题 技术班长:①技术上领先全班同学
②协助组长处理技术上的难点
③及时与教师沟通技术上的问题
组 长: ①技术上领先组内其他同学
②管理组内纪律,接受同学请假,③及时与二位班长协同工作
1.2 触摸机器人
教学目标:认识机器人的定义,了解机器人现状,激发学习兴趣。教学重点:机器人的定义 教学准备:录像与PPT课件 教时:1课时
课堂练习:观看录像资料 教学内容与过程:
一、讲解机器人的定义
二、讲解机器人现状
三、附件
1、机器人是什么
到目前为止人们对机器人还没有一个权威而又确切的定义,但“机器人是自动工作的机器”这种说法还是被人们广泛地接受。这样说来在我们身边到处都有机器人的存在。譬如:家中的电饭堡、洗衣机、各种防盗报警器,出租车的计价器等等。
既然机器人是自动工作的机器,那么利用机器人就可以为人们的生产、生活服务。当今,机器人的应用已经涉及到了工业、农业、家政、科研、军事实战等领域。机器人的足迹遍布陆地、海洋、天空,甚至在浩荡的宇宙太空上也能觅到它的芳踪,火星上的“勇气号控测器”向人们展示了它靓丽的风彩。机器人要按照人们的意图自动地工作,它就必需有存放程序的存储器;为获取工作环境的信息就要有传感器(输入设备);对获取的信息进行运算和处理,根据程序设计的工作步骤发出控制指令,这就要有CPU(中央处理器);经过处理的信息要转化成输出声音、图像或是动作,就需要执行机构(输出设备);再有,人们为完成某一特定的的任务,给机器人编写的操作系统和应用程序。这样看来机器人是一个完整的计算机系统。
当然,机器人是一个集多个学科的高科技产物,随着通信、网络、材料等各种高新技术的加入,使机器人变得越来越聪明,功能越来越强大。机器人技术给人们带来了巨大的利益,也成了衡量各国科技发展水平的标志。因此,机器人技术受到了各国政府的和重视,纷纷在机器人的研发、应用和教学普及中投入了巨大的人力、财力和物力。
2、图片资料
我国研制的工业机器人
日本索尼公司研制的娱乐机器人
美国研制的”角斗士”军事机器人
日本研制的家政机器人
水
下
排
雷
机
器
人
农业机器人
3、积木式机器人
积木式机器人是各大厂商专为广大青少年学习制作机器人而开发的,一般以套件的形式提供。套件中包括机器人控制器、输入输出部件、编程软件光盘、程序下载装置、机器人外形结构件、制作说明书等。厂商不同提供的套件也不同,有的结构件是整体不容易拆装和改形,有的结构件是散件,可以随心所欲自由拼凑,有些控制器是封闭的,有些是开放的,可以扩展一些输入输出端口。但它们都有一个共同的特点,这就是强大的直观的图形化编程平台,有了它,学习机器人程序的设计将变得轻松而愉快,当你学而有余时,也可以采用高级语言来编程。另外,套件中提供的各式各样易插易用且性能优越的传感器和小马达,省却了你诸多的烦恼。积木式机器人的确是机器人初学者得心应手的好帮手。
以下是国内常见的积木式机器人的图片资料。
乐乐高新款机器人
AM高
机
器
人
广茂达纳英特机器人
通用中鸣机器人
—Ⅱ机器人
教学机器人
1.3 机器人的硬件构成
教学目标:认识机器人控制器、输入、输出部件、积木构件。教学重点:RCX控制器
教学准备:硬件实物、图片,PPT课件。教时:1课时
课堂练习:整理硬件储物箱 教学内容与过程:
一、介绍RCX控制器
二、输入、输出部件
三、积木构件
四、按照9786核心套装图片,整理硬件储物箱
五、附件
乐高机器人控制器(RCX)
RCX与输入、输出部件的连接
乐高的输出部件:
a)9V迷你马达
b)9V高速马达
c)9V传动马d)微型马达
达
e)遥控赛车马达
小灯
蜂鸣器
乐高的输入部件
角度传感器 光线传感器 温度传感器 触动传感器
乐高的积木
图实 物
1.4 机器人的软件
教学目标:初识乐高编程软件《ROBOLAB》 教学重点:功能面板与工具面板的操作 教学准备:多媒体投影仪,电脑。教时:1课时
课堂练习:编一个最简单的程序 教学内容与过程:
内容——软件的启动与关闭;功能面板与工具面板的作用与操作;程序的下载与运行。
纸
第二章 机器人结构搭建
2.1 有“皮肤”的三轮车
教学目标:能按照结构分解图,完成本项作品的搭建,理解乐高积木的作用。
教学重点:乐高积木与图纸的匹配,教学准备:结构分解图,乐高结木,RCX一个,马达二个,触感一个。教时:1课时
课堂练习:用乐高积木搭建一个有“皮肤”的三轮车。教学内容与过程: 实践操作。
2.2 有“眼睛”的自寻迹小车
教学目标:能按照结构分解图,完成本项作品的搭建,理解乐高积木的作用。
教学重点:乐高积木与图纸的匹配,教学准备:结构分解图,乐高结木,RCX一个,马达二个,光感一个。教时:1课时
课堂练习:用乐高积木搭建一个有“眼睛”的自寻迹小车。教学内容与过程: 实践操作。
2.3 有“手臂”的投篮机器人
教学目标:能按照结构分解图,完成本项作品的搭建,理解乐高积木的作用。
教学重点:乐高积木与图纸的匹配,教学准备:结构分解图,乐高结木,RCX一个,马达二个。教时:1课时
课堂练习:用乐高积木搭建一个有“手臂”的投篮机器人。教学内容与过程: 实践操作。
2.4 履带战车
教学目标:能按照结构分解图,完成本项作品的搭建,理解乐高积木的作用。
教学重点:乐高积木与图纸的匹配,教学准备:结构分解图,乐高结木,RCX一个,马达二个,触感二个。教时:1课时
课堂练习:用乐高积木搭建一个履带战车。教学内容与过程: 实践操作。
2.5 灵活转弯小车
教学目标:能按照结构分解图,完成本项作品的搭建,理解乐高积木的作用。
教学重点:乐高积木与图纸的匹配,教学准备:结构分解图,乐高结木,RCX一个,马达二个,光感一个。教时:1课时
课堂练习:用乐高积木搭建一个灵活转弯小车。教学内容与过程: 实践操作。
2.6 娃娃学步
教学目标:能按照结构分解图,完成本项作品的搭建,理解乐高积木的作用。
教学重点:乐高积木与图纸的匹配,教学准备:结构总图,乐高结木,马达一个。,教时:1课时
课堂练习:用乐高积木搭建一个“娃娃学步”。教学内容与过程: 实践操作。
2.7 六足牛
教学目标:能按照结构分解图,完成本项作品的搭建,理解乐高积木的作用。
教学重点:乐高积木与图纸的匹配,教学准备:结构分解图,乐高结木,RCX一个,马达二个。教时:1课时
课堂练习:用乐高积木搭建一个“六足牛”。教学内容与过程: 实践操作。
第三章 机器人程序设计
3.1 三种灯光控制
教学目标:学习顺序结构、绝对跳转指令,完成三种不同灯光控制的编程。
教学重点:顺序结构与绝对跳转指令
教学准备:ROBOLAB软件,乐高积木,RCX一个,小灯一只,触感一个。
教时:1课时
课堂练习:ROBOLAB编程 教学内容与过程: 学习内容:
输入部件触感,输出部件小灯,停止图标,绝对跳转图标,开始与结束图标。
一、台灯控制程序
功能:按钮按下后,小灯亮,再次按下,小灯灭,可重复。
台灯控制程序
二、门口灯控制程序
功能:按钮按下后,小灯亮,延时2秒后,小灯灭,可重复。
门口灯控制程序
二、警灯控制程序
功能:程序启动后,小灯间隔1秒闪烁,始终循环。
警灯控制程序
3.2 避 障
教学目标:,马达图标与时间等待图标,完成“碰碰车”控制的编程。教学重点:马达图标与设置,时间等待图标与设置。
教学准备:ROBOLAB软件,乐高结木,RCX一个,马达二个,触感一个。
教时:1课时
课堂练习:硬件配置与ROBOLAB编程 教学内容与过程: 学习内容:
马达图标与设置,时间等待图标与设置。
“碰碰车”控制程序
功能:小车向前运行,遇到障碍,先后退0.2秒,再转弯0.5秒,然后继续前进
“碰碰车”控制程序
3.3 自寻迹
教学目标:学习光感的应用,选择结构的应用,完成“沿黑线走”控制的编程。
教学重点:选择结构的应用
教学准备:ROBOLAB软件,乐高结木,RCX一个,马达二个,光感一个。
教时:1课时
课堂练习:硬件配置与ROBOLAB编程 教学内容与过程: 学习内容: 光感的应用,选择结构的应用。
“沿黑线走”控制程序。
功能:小车自动沿黑线行驶,但不会停止。
“沿黑线走”控制程序
3.4 秒 表
教学目标:学习计时器、显示屏、容器、清零,完成“秒表”控制的编程。
教学重点:计时器、显示屏、容器、清零图标的应用。教学准备:ROBOLAB软件,RCXG一个,触感一个。教时:1课时
课堂练习:硬件配置与ROBOLAB编程 教学内容与过程:
计时器、显示屏、容器、清零图标的应用。
秒表控制程序
功能:按钮按下,开始计时,显示屏以0.1秒累加,再次按下,时间值固定。
3.5 两地控制
教学目标:学习容器清零,选择结构嵌套,完成“二个按钮控制一个灯”的编程。教学重点:选择结构嵌套
教学准备:ROBOLAB软件,RCX一个,小灯一个,触感二个。教时:1课时
课堂练习:硬件配置与ROBOLAB编程 教学内容与过程:
容器清零,选择结构嵌套。
“二个按钮控制一个灯”的程序
功能:两个按钮均可独立控制一个小灯。
3.6 判粗细
教学目标:会计算机器人经过某段距离的时间,完成“判断黑线粗细”的编程。
教学重点:怎样判定过了一段路程。
教学准备:ROBOLAB软件,乐高结木,RCX一个,光感一个,场地一个。
教时:1课时
课堂练习:硬件配置与ROBOLAB编程 教学内容与过程:
确定经过一段黑线的时间程序
“判断黑线粗细”的程序
功能:小车前进,过细黑线继续前进,过粗黑线后小车停止。
3.7 计数与判奇偶
教学目标:学习容器的运算,容器选择图标,完成计数与判奇偶的编程。
教学重点:容器的运算,容器选择图标。
教学准备:ROBOLAB软件,RCX一个,乐高结木,马达一个,光感一个。
教时:1课时
课堂练习:硬件配置与ROBOLAB编程 教学内容与过程:
机器人场地与“判粗细”程序相同
计数程序
功能:小车前进,过粗黑线后小车停止,显示经过的细黑线数目。
判奇偶程序 功能:小车前进,过粗黑线后小车停止,若经过的细黑线数目为奇数,机器人会亮一个灯。否则,若经过的细黑线数目为偶数,会亮两个灯。
3.8 多任务
教学目标:学习多任务编程、音阶图标,完成“边走边唱歌”的编程。教学重点:多任务编程
教学准备:ROBOLAB软件,RCX一个,乐高结木,马达二个,光感一个。
教时:1课时
课堂练习:硬件配置与ROBOLAB编程 教学内容与过程:
多任务“边沿黑线走边唱歌”的程序
3.9 事件控制
教学目标:学习事件控制应用、完成“任意时刻停止沿黑线走”控制的编程。
教学重点:事件控制应用 教学准备:ROBOLAB软件,RCX一个,触感一个,马达二个,光感一个。
教时:1课时
课堂练习:硬件配置与ROBOLAB编程 教学内容与过程:
“任意时刻停止沿黑线走”程序
3.10 无线通信
教学目标:学习无线通信应用、完成“双胞胎小车”控制的编程。教学重点:顺序结构与绝对跳转指令
教学准备:ROBOLAB软件,RCX二个,乐高结木,马达一个,角感二个。
教时:1课时
课堂练习:硬件配置与ROBOLAB编程 教学内容与过程:
“双胞胎小车”程序
“发信小车”程序
“收信小车”程序
第四篇:机器人教案
一. 激趣导入
1.同学们,今天老师给大家介绍一位新朋友,大家看看他是谁?
并且思考他有什么本领? 播放ppt 提问:大家来说说他是谁?有什么本领呢? 机器人具有许多本领,可以帮人类做很多事情,大家想不想做小小的科学家,自己设计一位机器人呢?跟随老师来学习机器人这一课。
二. 新课讲授
请大家猜一猜,世界第一台机器人出生在哪个国家?
世界上第一台机器人出生在美国,由机器人之父先生发明的,伯格先生一生都在致力于机器人的研究,设计出来很多机器人。第一台机器人身躯非常庞大,功能也极少。
经过科学的发展,在2000年中国自主研发了第一位机器人,他的名字叫做先行者,开启了中国研制机器人之路。同学们发现,他有什么外形特点?已经有了人类的外形特点,并且学会了走路。 2000年到2017年期间经过科学家坚持不懈的努力,创造出具有多种本领的机器人。请同学来说一些他们有什么本领?机器人多才多艺,这里还有一位会跳舞的机器人,请同学们一起来欣赏它优美的舞姿。
大家欣赏了这么多机器人,一起来找找他们和人类有什么相似之处,他们用什么来思考?来行走?来观察世界(头部、四肢)
老师带来了机器人的零件,请同学们一起来把他们组合成一个完整的机器人
通过组装,我们发现了它们的外形特点 机器人不仅有相同的外形特点,还有不同的功能 这几位机器人有什么功能?
板书外形特点的基础上再加上功能就组成了完整的机器人小伙伴
我们应该怎么设计机器人呢?请同学小组讨论,请同学来组合创作步骤。三. 教师演示
现在老师为大家演示怎样设计机器人(同学们准备好绘画工具)
先用笔画出它的外形特点:头部,身体,四肢,再给他加上细节,最后进行上色。由于时间关系,老师提前画好了范画,请同学们欣赏
接下来的时间交给大家自主创作,先来欣赏教科书上其他同学的作品,再自己动手设计。一会儿请同学们进行展示交流。注意构图饱满,撑满整个画面。四.展示交流
1.请五位同学进行展示,说一说你的机器人有什么本领
2.请同学来说说你最喜欢哪一幅作品,为什么 3.同学们的作品都十分优秀,本节课我们学习了艺术与科技相结合的一课,要养成爱学习、爱科学的好习惯,才能设计出世界最棒的机器人。4.老师要布置一个小小的作业,回家后搜集废旧材料,下节课我们让机器人动起来。
第五篇:机器人教案
第一课《认识机器人》
一、设计思想
本课的教学设计重点在于纠正学生对机器人概念认识的偏差,往往有学生会认为机器人就是像人形的,其实机器人的外形是千变万化的,但判断的标准只有一个,所以着手于机器人的判断标准来设计本课。
本课经过了两次试教在第一次试教时以教师讲解为主,一些概念都通过教师灌输给学生,学生没有真正意义上的实际操作.第二次试教时让学生自己来搜索相关的资料,渗透搜索的技巧,从而体现信息技术课堂的特殊性,使本课教学更具有学科特性。
本课出发点是站在机器人外部和历史的视角来认识机器人。主要任务是让学生获得对机器人的初步认识和了解。由“机器人的由来”、“机器人的种类”、“机器人的特征”和“机器人的发展”4部分内容组成。通过“机器人的由来”让学生了解机器人产生的时代背景、英文名字的来历及第一台机器人的知识,从历史角度对机器人有一个初步感受。“机器人的种类”主要是让学生了解一些具体的机器人,获得对机器人的特征的初步体会,并了解从应用领域来看,工业生产是最早也是目前最广泛的应用领域,其他的领域都是后面发展和拓展出来的。“机器人的特征”是建立在学生对大量具体机器人材料的感知基础上,对机器人特点进行概括,建构一个初步的机器人特征的概念。“机器人的发展”主要让学生了解机器人研究和发展的趋势。
学情分析
对学生而言听到机器人这样的词汇比较新鲜,兴趣也比较浓厚,在浓厚兴趣中去研究、探索就更加有意义。我们在日常生活中往往对机器人有着这样的概念:机器人就是长得像人、可以自己运动的机器。学生这样认为,老师们也会这样认为。学生平时了解机器人有着不同的途径:电视里看到的,听人家说的,科幻书中看到的等等。让学生利用本身所掌握的网络搜索技巧从网络中获取相关知识,了解掌握有关机器人的基础知识,对机器人的特征、结构、判别标准有一定的认识。
六年级的学生还存在着较为浓厚的竞争心理,总是要做最好的、最强的,同时他们对生活中的信息技术也比较感兴趣,在这样的前提下学习研究更加有意义,效率也会更高。
教学目标
1.认识机器人的真正含义,纠正学生对机器人认识的错误概念。
2.通过搜索了解机器人的发展历史,感受科技的飞速发展。
3.了解机器人的特点,收集有关机器人的资料,能进行编辑、分类整理。
4.利用电脑绘画,综合学生技能,培养学生研究机器人的兴趣。
教学重点、难点
教学重点:机器人的发展历史。
教学难点:机器人的特点,能较快地、有针对性地收集有关机器人的资料。
教学策略与手段 从学生熟悉的电视剧导入课堂,在真实的情境中体会机器人与我们的密切关系,引导学生从生活中去寻找相关的例子来说明机器人无处不在,体会机器人的强大功能,对机器人产生浓厚的兴趣。
以任务搜索为主线,让学生在搜索中不断认识重组机器人的概念,同时利用机器人的判断标准能准确地判断出什么是机器人。
采用问题发现式教学,整堂课围绕着“什么是机器人”这样一个中心问题展开研究讨论,利用网络资源,学生自主探究。
课前准备
机器人实物(机器狗、机器甲虫、机械手臂、积木机器人),多媒体课件、绘画软件。
案例描述
第一个环节:谈话导入、激发兴趣。(目的是激发学生对机器人的兴趣,同时了解学生对机器人的认识情况——摸底谈话。)
同学们,你们看过《快乐星球》这部电视剧吗?让你印象最深的是哪个人物?
埃克,最能耐的就是发明东西(机器人),而且都是为人类做好事的。我们今天也来看看这些小玩意儿。(出示机器人实物,演示机器狗体操。)
第二个环节:了解标准,落实概念。(教师通过机器人实物展示让学生质疑,在矛盾冲突中实现第一次网上搜索:机器人判断标准。)
你们认识它吗?——机器狗、机器甲虫„„
(出示足球机器人)你认识它吗?——机器人。
你为什么说它是机器人呢?
哦,你是这样判断的,那到底什么是机器人呢?
请你利用“google”或者“百度”来搜索一下,并且跟同伴交流你搜索到的结果。
(我国科学家对机器人的定义是:机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器。)
简而言之,机器人是一种自动化的机器,有感觉系统(传感器组成)、控制系统(单片机)、执行系统(机械结构、电机组成)。
为什么一下子就能找到?有没有什么技巧? 第三个环节:兴趣正浓时,引入发展史。(第二次搜索让学生体会关键词的重要性,同时渗透学生的爱国热情:机器人最早出现在中国。)
原来机器人的外形是可以五花八门的,只要符合机器人的判断标准都可以成为机器人。那么最早的机器人是在什么时候出现的呢?由谁发明的?后来又是怎样发展的呢?
请你利用“google”或者“百度”来搜索一下。
我们怎样搜索比较合理、准确?找到之后认真阅读并且归纳,然后用Word简单记录关键性的词语。
交流机器人的发展历史,小结:其实机器人的发展史,大致经历了三个成长阶段。第一
代为简单个体机器人,第二代为群体劳动机器人,第三代为类似人类的智能机器人。
第四个环节:以机器人的分类,引出机器人的应用领域。(第三次搜索学生对信息的处
理必须到位,体会归纳的重要性。)
科技飞速发展,机器人也越来越多了,根据机器人不同的分类标准,可以将机器人分成许多类别。那到底机器人是怎样分类的呢?
请你利用“google”或者“百度”来搜索一下:机器人的分类。找到之后,先用Word简单记录关键性的词语。
交流机器人的分类,小结:按应用领域分类:工用机器人,农用机器人,军用机器人„„
说得非常好,找到资料后你是怎样归纳的?有什么技巧?
第五个环节:同伴鼓舞,提升兴趣,总结畅想,科幻绘画。
1.看看同学们做的机器人。
2.说说生活中见到过的机器人。
(红绿灯、楼道灯、电子警察„„)
3.在你的心目中机器人是怎样的?能做哪些事情?请用“画图”程序画出你心目中的机器人。
4.交流绘画:你的机器人能做哪些事情?
第二课
走近机器人
教学目标: 知识目标: 1.了解机器人各部分的功能和组成。
2.知道什么是程序,熟悉机器人编程的环境。
技能目标:学习操作和控制机器人的一般过程。
情感目标:培养学生的想象能力和学习机器人的兴趣。教学重点:理解机器人的3个组成部分。教学难点:理解程序的概念。教学过程:
本课主要有两大部分内容:进一步深入了解和学习机器人基本的硬件特征和软件组成;掌握操作教学机器人的一般步骤。学生对机器人的硬件结构已经有了比较多的了解和学习,教师可以适当做一些演示和讲解,同时要引导学生认识到,光有硬件结构的机器人还是不能正常工作的,还需要有机器人能读懂的程序。展开介绍机器人配套软件的重要性、界面、图标等方面内容,再过渡到课堂教学机器人的一般操作过程和方法,这样综合起来,完成一个范例程序的下载、调试和运行。
根据不同的教学机器人和学生的信息技术水平情况,本节内容可以进行重新编写和整合。可以先在机房对机器人编程软件界面进行单独介绍和学习,尝试编写一段小程序,再进行机器人实践操作。也可以先讲解机器人的硬件结构,让学生有针对性地找一找,认一认
“机器人的控制器、传感器、执行器”等,学习机器人的编程软件。
本课要重点介绍教学机器人的操作步骤和方法,特别是在机器人软硬件的结合方面,应根据学生的信息技术能力基础,由简到难,逐步推进。一般可以让学生下载一段范例程序并尝试运行,观察学生的学习效果,有针对性地加以指导。
第三课 机器人邮递员
教学目标:
知识目标:1.通过机器人的组装,让学生进一步了解机器人。
2.初步学会顺序结构的程序设计方法。
技能目标:初步学会控制机器人,能让机器人走直线。
情感目标:通过动手操作机器人,感受操作机器人的乐趣。教学重点:进一步掌握机器人编程步骤,学会顺序结构的编程方法。教学难点:准确调试出“送信”的时间。教学过程:
本课的主要知识点是让学生掌握机器人直行一段直线距离,学习机器人编程中最简单的“顺序式”结构。重点是要指导学生如何把理论设想转化为实际可操作的方法,并在实践中不断积累经验。
“走线段”任务对刚接触机器人没多久的学生来说,是有很大的难度和挑战性,主要是由于学生不知道该从哪里入手,没有直接可以借鉴的学习经验。因此,教师在选择教学模式时也应该充分尊重学生的学习特点,顺应学生的年龄和心理特点,从儿童化、趣味化着手,投其所好,让学生沉浸到机器人学习任务的愉快氛围中,接受困难的挑战,从而学到新的知识,掌握新的技能。因此,教师在教学时,可以采用任务驱动方式,通过课内竞赛等方法来实施。
第一次主题任务活动,还要教给学生如何进行分工合作,互学互助,提高效率。
实际教学时可参考以下过程: 教师通过谈话引入,提出一个学生比较感兴趣,又有一定挑战性的任务,准备让学生尝试。分析该项任务的主要活动内容,教师和学生一起讨论,根据机器人邮递员的任务要求,可以归纳出:让机器人走一段距离。接下去让学生思考:如何才能让机器人走一段距离呢? 机器人硬件需要怎么组装设计?如何来编程呢?怎么控制机器人走的远近呢„„有针对性地来解决这些问题。教师可以重点讲解如何来编写程序:分析任务,画出流程图,编写程序,下载运行,修改调试等。让学生有一个明确的操作概念和步骤。
由于本次任务具有一定的难度和挑战性,可以小组为单位,开展组内合作、组间竞争,通过一些课内比赛,激发学生的学习热情和合作精神。
第四课
机器人导游
教学目标:
知识目标:1.理解机器人产生转弯的原理。
2.知道如何让机器人转弯和如何控制机器人转弯的方向。3.知道通过设置机器人转弯延时来控制转弯角度。
技能目标:学会编写机器人转弯的程序,能根据机器人运行情况,调试出转弯的准确时间。
情感目标:感受到用“模块化”解决问题的优点,体会将一个复杂的问题分解成几个问题分别来解决的思想方法。教学重点: 将复合任务分解成简单任务来实现。教学难点:机器人转弯的原理。教学过程:
本课的意图是让学生控制机器人完成一个比较复杂的动作——走折线。学生已经有了控制机器人走线段的经验,所以本课的目标首先是让学生体会如何把这个比较复杂的“走折线”问题分解成3个小问题:让机器人“走线段”→“转弯”→“走线段”。“转弯”是新的任务,因此,本课的重点和难点就是让学生理解机器人转弯的原理,会控制机器人转弯的方向和角度。机器人旅行场地
教师可以先进行机器人演示,让学生观察机器人导游的实际效果,感受到机器人导游的过程,引导学生对过程进行分析,分解成几个可以实际操作的小任务,并把问题聚焦在机器人转弯上。对转弯的原理的理解是学生能否有效完成本任务的关键,教师可以通过引导生活中的一些具体的事例,帮助学生理解和体会机器人转弯时轮子的状态,知道通过控制轮子转动的方向和持续的时间可以实现机器人转弯特定的角度。
第五课
机器人卫士
教学目标:
知识目标:1.了解循环的基本原理。
2.了解哪些情况下需要用循环。
技能目标:初步学会使用循环的方法解决实际问题,完成机器人巡逻一周和不停巡逻的任务。
情感目标:体会到循环结构程序的优点,激发学生进一步学习程序的兴趣。
教学重点:用循环方法编写程序。教学难点:理解什么是循环。教学过程:
本课实际上是要求控制机器人走正方形路线,教科书这样设计有两个意图。首先,机器人走正方形路线,学生可以实践“模块化”的方法,对任务进行分解。机器人沿大楼巡逻一周,实际上可以分解成8个动作:4个“前进”和4个“转弯90°”的交替过程,如果把“前进和转弯90°”看成一个小任务,那么巡逻一周就是执行4次小任务。这样分析以后,学生运用已有的知识就可以完成巡逻一周的任务了。其次,任务的要求是“不停地巡逻”,如果学生运用原有的方法和经验,也就是运用顺序结构编写程序,这样的程序势必会很长,会使学生充分感受到顺序结构程序的局限性,从机器人周而复始走正方形的具体事件来引出循环,方便学生理解循环,并从这个具体案例中体会和学习运用循环编写程序的方法。循环对学生来说是一个比较生僻的概念。采用讲解的方法,学生很难理解它的概念。教师可以先让学生采用已有的知识先完成机器人巡逻的任务,成功以后,再顺势提出新问题: 巡逻10周、100周怎么办?学生顺着这个思路想下去,就会发现,要写很长很长的程序。当学生对顺序方法设计程序质疑的时候,再提出循环的方法,这样能更好地帮助学生理解和体会循环的作用、好处。
初步理解循环以后,让学生找一找在从生活中有哪些循环的情况,教师可以简单地介绍循环的几种不同情况:不会停止的循环、规定次数的循环、不确定次数的循环等。
第六课
机器人避障
教学目标:
知识目标:1.认识机器人的传感器,初步了解机器人的传感器是如何工作的。
2.初步学会分支结构的程序设计方法。
技能目标:能把避障的实际问题转化成一个机器人信息处理的过程,能编写一个简单的程序来实现这个任务。
情感目标:体会到机器人的智能性,进一步培养对机器人学习的兴趣。教学重点:编写含有条件判断的程序。教学难点:传感器的工作原理。教学过程:
本课主要通过让机器人完成“避障”来学习有关传感器的基本知识,进一步感受机器人的“智能”特点。重点是让学生通过对传感器的认识,了解机器人中的传感器是如何发挥作用的,从而对机器人的智能处理过程有一个初步的感受。
本课通过机器人避障的任务,强调障碍物出现的地方是“不可预知”的。正因为不可预知,所以不能事先设定好固定的时间来躲避障碍,必须要机器人自己来发现障碍物,这样引出传感器,让学生对传感器的作用有一个感受。
通过介绍一些常用的传感器,让学生了解机器人的“感觉器官”也是多种多样的,有像人眼睛一样的“红外传感器”,有像皮肤一样的“触觉传感器”,有像耳朵一样的“声音传感器”
„„有了这些传感器,机器人就更“聪明”了。
由于使用了传感器,编写的就不再是顺序结构的机器人程序,这里可以让学生初步感受分支结构的机器人程序设计。
本课第一课时可以通过创设情境,引出主题任务,通过围绕机器人避障问题的探讨,体会到传感器的应用需求,从而引出传感器的知识。通过介绍多种具有传感器(如温度传感器、声音传感器、触觉传感器等)的机器人,让学生充分感受到传感器的作用。还可以让学生课后去收集有关传感器的知识,进行交流。
第二课时主要围绕运用红外传感器来解决避障问题。先让学生了解红外传感器的工作原理,教师可以通过演示的方法展示传感器的效果。运用传感器后,有些机器人编写程序需要运用分支结构,如纳英特机器人,这里需要给学生讲解清楚如何把检测传感器的过程用分支模块来编写程序。对于乐高机器人,由于对传感器功能进行了封装,每个传感器图标的实际意义是“保持前面的动作直到传感器的值匹配设定值”,如果直接使用传感器图标编写程序,使用方法和等待图标是类似的,不需要设置分支结构。当然,也可以使用分支图标来实现。