1、开源机器人初体验开源机器人初体验教学设计教学设计 -机械手机械手 一、一、教学内容及学情分析教学内容及学情分析 本节课程是在总结机械手机械结构和掌握直流电机驱动模块语句的基础上， 进行搭建和编程现实机械 手的各种功能，让学生们感知到机器人的魅力同时，了解编程机器人，同时了解红外传感器，是怎样通过 程序对机械手发出指令的。最终达到能自己能完成自己编程控制机械手的目标。 二、教学目标二、教学目标 知识目标： 1.学习实现红外遥控功能与“如果否则”语句的编程方法； 2. 认识机械手中连杆和蜗轮等机械结构； 3. 制作可以通过红外遥控控制的机械手。 情感目标 ： 尝试将自己设计的东西实际搭建成功，增强
2、自信心。 三、教学的重点和难点三、教学的重点和难点 教学重点：认识机械手中连杆和蜗轮等机械结构 教学难点：理解“如果否则”语句，并会嵌套使用。 四、教学流程设计四、教学流程设计 （一）兴趣感知 请学生分组展示收集到的关于机械手的资料。 通过观看一段工厂生产线上机械手的短视频，引出课题。孩子们首先感知就是机械手带给人们生活中 的便利，能有效提高工作效率，同时提高生产成品率。 机械手是一种能模仿人的手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动 装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人去做繁重的劳动以实现 生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作
3、以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、 轻工和原子能等部门。这节课就一起学学如何利用 ScratchPi 来制作遥控机械手吧！ （二）结构分析 观察示例机械手的的结构，其动作分为伸 缩和抓取。阅读所给的资料说一说在这个机械 手中用到了哪些机械结构，指出这个机械机构 在机械手中的位置，原理和作用。 例如：连杆结构。主动杆依次带动最终带 动动杆输出运动，控制机械手的伸缩。 蜗轮结构。传递两交错轴之间的运动和动 力，使力转变方向。 蜗杆作为主动转轮具有自锁性， 使 机械手有更大的力量。 平齿轮结构。 齿轮转动中转过的齿数是一样的， 小齿轮带动大齿轮为减速齿轮。 不仅仅局限于上述机械原理
4、。 （三）搭建过程 根据上述的机械结构，发挥自己的想像力创造出自己的机械手。 （如果活动时间短也可以将各部分拼装 好，课堂进行组装） （四）编程思路 1、认识模块 2、条件语句 对比这两图找出他们的不同，想一想为 什么老师会建议你使用第二种方式编写 程序呢？如果同时按下“上”和“下” 他们有什么不同反应吗？ 条件嵌套语句保证了程序的严谨性。 3、流程图 4、看微课编写语句 名称 图示 语句 作用 直流电机 驱动 使电机工作，为机械 手运作提供动力 红外收发 器 用以接收遥控器发出 的信号，控制机械手 工作 脚本功能 脚本实现 操作说明 初始化电 机停转 将电机停转控制模块添 加到“Arduin
5、o 初始化” 脚本区域 根据遥控 器状态控 制机械手 上下移动， 没有按键 操作则停 止 如果遥控器上移键按下， 控制电机驱动机械手上 移，如果下移键按下机械 手下移，没有对应按键按 下则停止 根据遥控 器状态控 制机械手 爪子的开 合， 没有按 键操作则 停止 如果遥控器左移键按下， 控制电机驱动机械手爪 子闭合，如果右移键按下 爪子张开，没有对应按键 则停止 5、最终程序 （五）思维拓展 1、机械手的抓握受外形限制，不能握细小的物体，你能改进一下吗？ 2、在生产线上的机械手，并非用遥控器控制，想一想你能设计一个符合生产线上，按一定规律工作的机械 手吗？ 五、教学反思与自我评价五、教学反思与
6、自我评价 在准备这节活动课的过程中，做为信息技术教师的我一直打算按任务驱动的方法去准备，在一次次的 准备和学习中我渐渐发现我错了，机器人教学不仅仅局限于结构拼搭也不仅仅是程序的编写，更不是计算 机语言的教学，它是集科学、工程、数学、技术于一体的综合学科。于是，我首先让孩子们从外观上入手 了解机械手结构的原理，将这机械结构引入到课堂中，并能在玩中体会感知，让知识不再是生硬冰冷。通 过这节活动课，学生们搭建出的机械手并非是千篇一律，一个个的小创客在这里有了更大的空间。 与其说教学生们活动，不如说是我和他们一起活动，走上工作岗位后常常是守在机房里，抱着主机拆 拆装装，而慢慢接触到机器人后才发现自己一路匆忙，丢失了很多，重新开始学电路，认识 arduino 板、面 包板、杜邦线、各种电子原件，和孩子一样玩乐高，自己乐在其中，也想把这种快乐与孩子们分享， 和他们共成长。 摒弃拼搭教学软件教学、的模式，回归在活动中进行的思维培养。
