1、 - 1 - 机器人教案机器人教案 案例标题：案例标题：乐高机器人我是小小编程师 涉及标准：涉及标准： （一）（一） 机器人硬件结构：机器人硬件结构： （1）描述机器人的基本特征及结构，了解马达及控制器的功能。 例：例：具有控制系统，控制机器前进或者后退，转弯或者转圈。 （2）能够根据任务要求，对机器人进行改装并完成指定的编程任务。 （二）（二） 编程控制：编程控制： （1）了解机器人编程的平台并熟悉基本操作方法。 例：例：学会使用 NXT 语言编写程序。 （2）了解编程模块的功能。 例：例：马达的编程模块为移动模块，调节哪些数据可以完成前进、后退、转圈等动 作。 （3）感知程序设计语言，理解
2、程序的基本结构、编排顺序，建立编程思路。 例：例：通过任务地图，设计模块个数与相应模块的功能，编写程序与机器人交流， 利用程序控制机器人。 （4）编制小程序控制机器人完成指定动作。 例：例：设计一个程序，让机器人行走指定的距离 （5）根据运行结果对程序进行必要的调试 教学目标：教学目标： 1、知识与技能 （1）了解机器人的基本组成，知道机器人的基本特征。 （2）明确机器人控制器的作用，熟悉机器人控制器上各按键的功能。 2、过程与方法 通过自己动手实践，学会操作机器人，并能够完成程序的编写。 3、情感态度与价值观 - 2 - （1）通过学习和动手操作，形成严谨的科学态度，树立科学精神。 （2）建
3、立合作交流意识，树立团队精神，形成集体荣誉感。 （3）能够正确评价自己和他人，肯定自身价值，建立自信心。 教学重点：教学重点：改装机器人，操作 NXT 控制器，编程软件的使用。 教学难点：教学难点：如何按照机器人的动作表现，修改、完善程序，调试机器人。 教学器材：教学器材：乐高机器人套材、计算机、电子教室、NXT2.0 编程软件。 教学时间：教学时间：2 课时 教学过程：教学过程： 一、一、教学任务教学任务： 设计意图：设计意图： 本节课的任务是在上节课的基础上让学生懂得如何实现机器人的智能。 以学 生为主体，让他们亲自的参与、切身的体会，学习掌握初级机器人智能编程的思 路及调试的方法并能根据
4、具体情况加以应用。 分为几步骤： 1、 了解自己使用的机器人功能、结构。 2、 使用 NXT 软件编程 二、激趣导入二、激趣导入 设计意图：设计意图： 课程要激发学生兴趣，让学生从心理上喜欢机器人，乐于探索机器人，同时 打破机器人的神秘感，让学生感觉到机器人的可操作性，可研究性。 师：师： 欢迎大家来到机器人课堂， 本节课我们每一名同学都是一名小小编程师， 我会给大家布置相应的编程任务， 同学们根据任务自主编程， 最后进行程序展示。 师：首先我们来认识一下这节课所用到的器材有哪些。工具箱、LEGO 机器 人、下载线、传输线、电脑。 师：师：首先我们将机器人拿起来，仔细观察，中间的叫做控制器，你
5、们所编写 的程序就将下载到控制器当中，运行控制器，执行相应的程序，机器人就会动起 来。下面连着轮子的零件叫做马达，是机器人的动力系统，控制器与马达需要用 传输线将它们连接起来。 我们一起来连接一下： 将控制器的 B 端口与左边的马达 相连，C 端口与右边的马达相连，这样，控制器就可以带动马达，让轮子转起来 了。 - 3 - 在学生对机器人产生兴趣之后，老师要创设宽松的探究情境，引导学生有目 的探究问题。 三、课程传授探究三、课程传授探究 设计意图：设计意图：通过动手，让学生进一步了解机器人，进入机器人的世界。 1 1、介绍控制器的功能：介绍控制器的功能： 了解控制器的操作界面及每个按钮的功能。
6、 师：师：控制器上一共有四个按钮。橙色的按钮是“确定、开机”；三角形按钮 是“左右选择”；灰色的按钮是“返回，停止程序”。 师：师：具体操作过程我们一起来学习一下，首先按确定开机，开机之后边摁两 次橙色的按钮，就可以打开程序文件夹（当前所看到的就是老师编写的程序，同 学们自己编写的程序下载到控制器中的时候，会默认把老师的程序覆盖掉）。看 到程序之后，再摁一次确认，将文件夹打开，就可以运行程序了。 2 2、布置第一个程序任务：、布置第一个程序任务： 任务一：机器人走直线任务一：机器人走直线 运用圈数或者秒数从起点走到终点， 并保证两个前轮正好压在终点的红色线 上。（黄色线区间内为可允许的误差范围
7、） 规则介绍：规则介绍： （1）轮子正好压在红色线上得 2 分 （2）轮子在误差范围内得 1 分 （3）其余情况得 0 分 3 3、介绍、介绍 NXT2.0NXT2.0 软件：软件： 通过大屏幕投影为学生介绍乐高 NXTG2.0 编程软件的界面及如何进入。 模块 功能分步讲解，与学生同步，加深学生理解。 - 4 - 介绍模块： 师：师：模块上面的 B/C 分别代表了控制器的 B 端口与 C 端口，对应控制的就是两个 马达。 师：模块可修改的数据都在操作界面的下方。 了解马达的功能及如何编程，为接下来的指定任务做准备。 分数统计： 一 二 三 四 五 六 七 八 通过第一个编程任务能够让学生了解
8、到不同数据的修改会让机器人达到一 个什么样的效果，马达与数据之间的关系是怎样的，想要完成编程任务，需要如 何调试程序。 4 4、 布置第二个编程任务：布置第二个编程任务： 任务二：推障碍物任务二：推障碍物 场地图： - 5 - 任务要求：任务要求：从 A 点出发经过 B 点，再到达 C 点，C 点前方有一障碍物，需要用手 中的机器人将障碍物推到 D 区域，即为完成程序。 规则介绍：规则介绍： （1）到达 B/C 两个区域各 1 分 （2）将障碍物推到 D 区域得 1 分 （3）成功完成程序格外得 2 分 师：师：完成这个程序一共需要多少个模块？刚刚我们学习了直行的编程方法，那么 在 B 区域和
9、 C 区域范围内需要有转弯这个动作， 转弯的数据该如何设置？如何能 确保到达 C 点之后，机器人正好能够正对着障碍物？ 师：师：想要完成这个程序，我们还需要将手中的机器人进行改装，在机器人前方安 置一个推手，让推手能够推动障碍物到达 D 区域。注意改装只能在原有基础上进 行零件的添加，推手必须牢固方可推动障碍物。改装时间为十分钟。 分数统计： 一 二 三 四 五 六 七 八 四、四、发散思维发散思维 当学生完成固定任务之后，教师播放有关机器人传感器的编程视频（足球机 - 6 - 器人） 。 问：问：看了刚才的视频， 大家想不想让自己的机器人也踢一场足球呢？那么在 下节课，老师会带领大家一起来学习一下如何给光电传感器进行编程。 五、总结五、总结 在课程结束之前， 请同学谈谈收获和体会， 并对于下一次的实践有哪些想法， 想学会什么，想让机器人做到哪些功能。对于学生的动手能力和实践创新给予肯 定。鼓励学生在日后的生活中，继续研究和探索机器人。 在这堂课中，我们对机器人有了初步的了解，感受到了科技的力量，并且自 己也动手搭建了机器人， 在组装过程中， 同学们相互帮助， 相互促进， 勇于思考， 善于分析问题的优点也要融入到日常生活中。
