機(jī)器人教案

科技活動(dòng)教課教案項(xiàng)目： 機(jī)器人主講教師： *授課時(shí)間：11月7日學(xué)時(shí)數(shù)：1學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)1 使學(xué)生初步了解機(jī)器人概念、特征；2 使學(xué)生了解中鳴、樂高機(jī)器人工作原理。教學(xué)重點(diǎn)機(jī)器人原理的介紹教學(xué)步驟1 導(dǎo)入機(jī)器人誕生、機(jī)器人的發(fā)展2 概念講解智能機(jī)器人的構(gòu)成3 基本工具初識(shí)馬達(dá)、機(jī)械部件組織形式小組為單位活動(dòng)教學(xué)內(nèi)容機(jī)器人發(fā)展歷史及簡單結(jié)構(gòu)拼裝1、機(jī)器人誕生 教師：用幻燈片展示自己的總結(jié)中國的科學(xué)家們把機(jī)器人定義為“機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，而且其具備一些人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力、協(xié)同能力等，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器。” 2、機(jī)器人的發(fā)展教師：用幻燈片展示自己的總結(jié)第一代機(jī)器人屬于示教再現(xiàn)型第二代則具備了感覺能力第三代機(jī)器人是智能機(jī)器人 3、智能機(jī)器人的構(gòu)成 它不僅具有感覺能力，而且還具有獨(dú)立判斷和行動(dòng)的能力，并具有記憶、推理和決策的能力，因而能夠完成更加復(fù)雜的動(dòng)作。中央電腦控制手臂和行走裝置，使機(jī)器人的手完成作業(yè)，腳完成移動(dòng)，機(jī)器人能夠用自然語言與人對(duì)話。 具有機(jī)械部件（例如：木板、金屬板、塑料板、有機(jī)玻璃板，還有螺絲、螺帽等各種五金緊固件。） 具有感應(yīng)和動(dòng)作電子部件（光源傳感器、聲音傳感器、氣體傳感器、溫度傳感器等。） 具有機(jī)器人的大腦（RCU） 具有機(jī)器人的思想（編程實(shí)現(xiàn)）教師：對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行補(bǔ)充。學(xué)生活動(dòng)：熟悉樂高機(jī)器人的零件結(jié)構(gòu)，拼插簡單的機(jī)器人積木塊垂直結(jié)構(gòu)的搭建，馬達(dá)能量分為15級(jí)，按照馬達(dá)的功率，進(jìn)行速度的調(diào)整。本課小結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)智能機(jī)器人有一定的了解。 科技活動(dòng)教課教案項(xiàng)目： 機(jī)器人主講教師： 宋遠(yuǎn)授課時(shí)間：11月8日學(xué)時(shí)數(shù)：1學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo) 1使學(xué)生初步了解機(jī)器人編程環(huán)境2使學(xué)生學(xué)會(huì)安裝機(jī)器人編程環(huán)境，會(huì)下載一些簡單的程序。教學(xué)重點(diǎn)1.機(jī)器人編程環(huán)境（樂高編程簡單介紹）2.下載工具的使用教學(xué)步驟1 導(dǎo)入2 概念講解3學(xué)生活動(dòng)（馬達(dá)的使用）活動(dòng)方式小組為單位活動(dòng)教學(xué)內(nèi)容樂高機(jī)器人編程環(huán)境介紹（一）一、導(dǎo)入（5分鐘）教師：展示機(jī)器人編程界面，介紹一些概念二、概念講解1、機(jī)器人防火墻的用途 教師：防火墻對(duì)于機(jī)器人的意義防火墻是樂高機(jī)器人承載程序的界面，如果沒有防火墻，樂高機(jī)器人無法完成程序傳輸，所以在使用樂高機(jī)器人的過程中，一定要注意先下載防火墻，安裝完畢后，就可以發(fā)出一個(gè)聲音，確認(rèn)防火墻已經(jīng)下載好。 學(xué)生：下載樂高機(jī)器人防火墻 教師：如何檢測防火墻下載成功 學(xué)生： 連好通信設(shè)備，給機(jī)器人下載防火墻，檢測通信。 2、機(jī)器人防火墻下載過程遇到問題 教師：用幻燈片展示自己的總結(jié)1、電腦中是否使用USB口傳輸數(shù)據(jù)2、是否把機(jī)器人RCX的傳輸口對(duì)準(zhǔn)與電腦相連的傳輸口3、機(jī)器人電池是否充足。 3、機(jī)器人簡單程序的搭建教師：講解馬達(dá)、等機(jī)器人的輸出部件。 機(jī)器人的輸出口分別為A,B,C。每個(gè)輸出口只能連接一個(gè)輸出傳感器，如：馬達(dá)、觸碰、燈光等。 三、學(xué)生活動(dòng)在上節(jié)課拼插好機(jī)器人的基礎(chǔ)上，為機(jī)器人編制馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的程序。如前進(jìn)、轉(zhuǎn)彎等。樂高機(jī)器人編程起始狀態(tài)為綠燈標(biāo)志，結(jié)束狀態(tài)為紅燈。中間使用粉色線相連，如果連接過程中出現(xiàn)灰色，程序無法完成下載。本課小結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)智能機(jī)器人馬達(dá)部件有深刻地了解。熟悉程序界面模塊的使用。 科技活動(dòng)教課教案項(xiàng)目： 機(jī)器人主講教師： 宋遠(yuǎn)授課時(shí)間：11月14日學(xué)時(shí)數(shù)：1學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)使學(xué)生學(xué)會(huì)觸碰傳感器和光電傳感器的綜合應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)使學(xué)生學(xué)會(huì)觸碰傳感器和光電傳感器的綜合應(yīng)用。教學(xué)步驟1 導(dǎo)入2 概念講解3學(xué)生活動(dòng)活動(dòng)方式小組為單位活動(dòng)教學(xué)內(nèi)容樂高機(jī)器人編程環(huán)境介紹（三）一、導(dǎo)入（5分鐘）教師：介紹機(jī)器人程序和機(jī)器人編程環(huán)境。二、概念講解1、機(jī)器人程序四講解1. 教師：光電傳感器和觸碰傳感器的綜合應(yīng)用2. 學(xué)生：修改光電傳感器的光值，看看機(jī)器人運(yùn)行的效果。 2、機(jī)器人程序講解 教師：講解機(jī)器人找球的過程 可以用左中右三個(gè)傳感器，看發(fā)光球的位置，若在機(jī)器人左邊，機(jī)器人將向左轉(zhuǎn)，當(dāng)機(jī)器人中間傳感器發(fā)現(xiàn)光的時(shí)候，機(jī)器人前沖，右邊有傳感器，機(jī)器人右轉(zhuǎn)。 學(xué)生：依據(jù)教師講解確立足球機(jī)器人找球方法。 任務(wù)一：按照設(shè)想的方法搭建足球機(jī)器人任務(wù)二：運(yùn)用馬達(dá)、光電傳感器編寫足球機(jī)器人找球程序。本課小結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生熟悉機(jī)器人足球找球原理和方法。 科技活動(dòng)教課教案項(xiàng)目： 機(jī)器人主講教師： 宋遠(yuǎn)授課時(shí)間：11月15日學(xué)時(shí)數(shù)：1學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)1 使學(xué)生理解足球進(jìn)攻機(jī)器人的行走路線；2 使學(xué)生學(xué)會(huì)觸碰傳感器和光電傳感器的綜合應(yīng)用。3學(xué)生編寫足球機(jī)器人進(jìn)攻程序。教學(xué)重點(diǎn)1. 機(jī)器人進(jìn)攻路線2. 進(jìn)攻射門方法的確定。教學(xué)步驟1導(dǎo)入介紹機(jī)器人進(jìn)攻行走路線。2概念講解機(jī)器人進(jìn)攻路線講解利用光電傳感器辨別己方和敵方位置。3學(xué)生活動(dòng)（足球機(jī)器人進(jìn)攻方法的確立與研究）程序結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，分支結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。找球事件過程的創(chuàng)立。在樂高中，事件過程采用“鑰匙”這個(gè)控件實(shí)現(xiàn)，有紅、黃、藍(lán)色三種鑰匙事件過程。分別控制三種事件。活動(dòng)方式小組為單位活動(dòng)教學(xué)內(nèi)容樂高足球機(jī)器人制作（二）一、導(dǎo)入（5分鐘）教師：介紹機(jī)器人進(jìn)攻行走路線。二、概念講解1、機(jī)器人進(jìn)攻路線講解教師：利用光電傳感器辨別己方和敵方位置。 這里可以使用指南針傳感器或者光電傳感器，因?yàn)樽闱驁龅貫楹诎诐u變的場地，所以在進(jìn)攻一剎那間可以檢測地面的光值，由光值的大小判定機(jī)器人所處的進(jìn)攻方向。學(xué)生：搭建光電傳感器于合適位置判斷進(jìn)攻方向。 2、機(jī)器人進(jìn)攻程序講解教師：講解機(jī)器人進(jìn)攻的過程，完成一次進(jìn)攻的光值測量。機(jī)器人中間傳感器光值最大，機(jī)器人則前沖一段時(shí)間。學(xué)生：依據(jù)教師講解編寫出射門的程序。任務(wù)一：按照設(shè)想的方法搭建足球機(jī)器人辨別球門的傳感器可以在底部搭建一個(gè)傳感器，可以搭建兩個(gè)傳感器。任務(wù)二：運(yùn)用馬達(dá)、光電傳感器編寫足球機(jī)器人射門程序。任務(wù)三：把進(jìn)攻程序和找球程序結(jié)合起來，初步完成機(jī)器人進(jìn)攻程序編寫。本課小結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生熟悉機(jī)器人足球進(jìn)攻原理和方法。 科技活動(dòng)教課教案項(xiàng)目： 機(jī)器人主講教師： 宋遠(yuǎn)授課時(shí)間：11月21日學(xué)時(shí)數(shù)：1學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)1使學(xué)生理解足球進(jìn)攻機(jī)器人異常處理；2使學(xué)生學(xué)會(huì)觸碰傳感器和光電傳感器的綜合應(yīng)用。3學(xué)生編寫足球機(jī)器人監(jiān)控程序。4學(xué)生學(xué)會(huì)事件過程的代碼編寫。教學(xué)重點(diǎn)1.機(jī)器人進(jìn)攻的異常情況判定2.足球程序進(jìn)攻監(jiān)控防卡死方法的確定3.事件任務(wù)的代碼實(shí)現(xiàn)方法教學(xué)步驟1導(dǎo)入2概念講解3學(xué)生活動(dòng)（足球機(jī)器人擺脫方法的確立與研究）活動(dòng)方式小組為單位活動(dòng)教學(xué)內(nèi)容樂高足球機(jī)器人制作（三）一、導(dǎo)入（5分鐘）教師：機(jī)器人在激烈的對(duì)抗中，可能會(huì)互相卡在一起，或卡在某個(gè)角落里，而沒有動(dòng)作，這就需要機(jī)器人在卡死的狀態(tài)下擺脫。二、概念講解1、機(jī)器人進(jìn)攻異常情況講解教師：利用觸碰傳感器進(jìn)行監(jiān)控。若裝到墻上，則可以擺脫這種狀態(tài)。監(jiān)控裝置一般搭到機(jī)器人的前方。學(xué)生：搭建觸碰傳感器于合適位置判斷卡死狀態(tài)。 2、機(jī)器人監(jiān)控程序講解 教師：講解機(jī)器人進(jìn)攻的過程，以及如何監(jiān)控死球狀態(tài)。 建立一個(gè)監(jiān)控事件過程，然后在監(jiān)控程序里編寫擺脫死鎖狀態(tài)的程序。學(xué)生：依據(jù)教師講解編寫出監(jiān)控的程序。任務(wù)一：按照設(shè)想的方法搭建足球機(jī)器人監(jiān)控卡死狀態(tài)的傳感器 監(jiān)控傳感器于機(jī)器人前方。任務(wù)二：運(yùn)用觸碰傳感器編寫足球機(jī)器人監(jiān)控程序。 循環(huán)程序跳轉(zhuǎn)的過程使用。任務(wù)三：把監(jiān)控程序添加到以前制作的進(jìn)攻足球機(jī)器人程序中，完成機(jī)器人進(jìn)攻程序編寫。本課小結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生熟悉機(jī)器人足球進(jìn)攻監(jiān)控原理和方法，并對(duì)機(jī)器人程序中的異常處理有了較深刻地認(rèn)識(shí)。 科技活動(dòng)教課教案項(xiàng)目： 機(jī)器人主講教師： 宋遠(yuǎn)授課時(shí)間：11月27日學(xué)時(shí)數(shù)：1學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)1使學(xué)生理解足球防守原理；2使學(xué)生學(xué)會(huì)搭建防守型機(jī)器人；教學(xué)重點(diǎn)1 機(jī)器人防守原理2 防守機(jī)器人搭建教學(xué)步驟1導(dǎo)入2概念講解3學(xué)生活動(dòng)（足球機(jī)器人防守方法的確立與實(shí)現(xiàn)）活動(dòng)方式小組為單位活動(dòng)教學(xué)內(nèi)容樂高足球機(jī)器人制作（四）一、導(dǎo)入（5分鐘）教師：在中學(xué)組2對(duì)2的比賽中，防守機(jī)器人至關(guān)重要，今天我們就學(xué)習(xí)一下防守機(jī)器人制作方法。 二、概念講解1、機(jī)器人防守狀態(tài)分析教師：利用光電傳感器進(jìn)行監(jiān)控。守門機(jī)器人的主要任務(wù)是在門前檢測前方是否有足球，如果有機(jī)器人向有球的方向運(yùn)行，把球擋出去。這里主要用到光電傳感器進(jìn)行檢測。方法利用兩個(gè)光電傳感器進(jìn)行比較，哪邊的光值大，機(jī)器人就應(yīng)該往哪個(gè)方向運(yùn)行。學(xué)生：搭建光電傳感器于合適位置判斷來球方向。 2、機(jī)器人防守監(jiān)控原理講解 教師：講解機(jī)器人防守的過程，以及如何監(jiān)控來球狀態(tài)。 機(jī)器人是在球門前方進(jìn)行守門，機(jī)器人不能完全把門讓開，所以在機(jī)器人身后安裝了2個(gè)光電傳感器，用它檢測機(jī)器人是否離開了球門。方法用光電傳感器檢測球門和邊框的光值差來判斷機(jī)器人的方向。這里用到了事件圖標(biāo)，具體的使用參看編程指南。學(xué)生：依據(jù)教師講解搭建防守機(jī)器人。任務(wù)一：按照設(shè)想的方法搭建防守足球機(jī)器人監(jiān)控狀態(tài)的傳感器任務(wù)二：搭建防守型機(jī)器人結(jié)構(gòu)，使機(jī)器人能夠前后左右移動(dòng)，不能僅僅在一個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)。本課小結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生熟悉機(jī)器人足球防守原理和方法。 科技活動(dòng)教課教案項(xiàng)目： 機(jī)器人主講教師： 宋遠(yuǎn)授課時(shí)間：11月28日學(xué)時(shí)數(shù)：1學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)1使學(xué)生熟練掌握三種程序結(jié)構(gòu)2使學(xué)生理解足球防守程序；教學(xué)重點(diǎn)1機(jī)器人選擇結(jié)構(gòu)2機(jī)器人循環(huán)結(jié)構(gòu)3防守機(jī)器人程序編寫教學(xué)步驟1導(dǎo)入2概念講解3學(xué)生活動(dòng)（足球機(jī)器人防守程序的實(shí)現(xiàn)）活動(dòng)方式小組為單位活動(dòng)教學(xué)內(nèi)容樂高足球機(jī)器人制作（四）一、導(dǎo)入（5分鐘）教師：結(jié)構(gòu)化程序的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)者按照一定的結(jié)構(gòu)形式來設(shè)計(jì)和編寫程序，使程序易于閱讀，易理解、易修改，能提高程序設(shè)計(jì)和維護(hù)的效率。 二、概念講解1、序列結(jié)構(gòu)入口出口AB 2、選擇結(jié)構(gòu)Ap入口出口選擇結(jié)構(gòu)是一種常見的分支結(jié)構(gòu)，利用這種結(jié)構(gòu)可以根據(jù)不同的情況做出不同的反應(yīng)。3、循環(huán)結(jié)構(gòu)Ap入口出口循環(huán)結(jié)構(gòu)是一種高效率的程序結(jié)構(gòu)，它能使程序反復(fù)不斷的重復(fù)進(jìn)行，使用這種結(jié)構(gòu)可以大大簡化程序。4、防守程序編寫注意a)用接在1和3端口的光電傳感器進(jìn)行比較，3端口采集的數(shù)值大于1端口，A馬達(dá)轉(zhuǎn)，C馬達(dá)停。b)如果1端口采集數(shù)值大于3端口，C馬達(dá)轉(zhuǎn)，A馬達(dá)停。注意a)這里把機(jī)器人左邊是否有球的光電傳感器和檢測左邊墻壁的光電傳感器并聯(lián)在1端口，3端口同樣。b)用兩個(gè)光電傳感器監(jiān)測，當(dāng)傳感器檢測到球門外的墻壁時(shí)，事件被觸發(fā)。c)用1端口的光電傳感器檢測機(jī)器人左邊的墻壁，用3端口的光電傳感器檢測機(jī)器人右邊的墻壁。d)當(dāng)1端口檢測到墻壁，藍(lán)色事件被觸發(fā)，紅色容器中數(shù)值為2，機(jī)器人向右運(yùn)行。當(dāng)3端口檢測到墻壁，紅色事件被觸發(fā)，紅色容器中數(shù)值為1，機(jī)器人向左運(yùn)行本課小結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生熟悉機(jī)器人足球防守原理和方法。第 15 頁 共 15 頁