1、 听话的机器人教学详案听话的机器人教学详案 一、教学目标 【价值体认】 通过亲历调试机器人的过程，体验到成功不是一蹴而就的；体验合作交流带来的思维碰 撞，树立团队精神，形成集体荣誉感。 【责任担当】 通过机器人的学习和情景任务的实践操作，形成严谨的科学态度，树立科学精神；能够 积极主动进行小组交流和合作，正确评价自己和他人，肯定自身价值。 【问题解决】 联系学生已有对机器人的认识，提出问题，形成课题；在了解机器人硬件的基础上，根 据情景任务设计方案；在具体编程过程中，修改完成方案；并能够在操作过程中，提出新想 法，生成新问题。 【创意物化】 了解机器人的结构，学会控制机器人的基本技能 ；熟悉编
2、写程序的基本思路，能够编 写简单程序。 二、教学重难点 教学重点：编写简单程序，学会通过程序控制机器人。 教学难点：根据机器人动作表现，修改、完善程序，调试机器人。 三、教学器材 乐高 9797 机器人套材、局域网、计算机、windows xp 操作系统、极域电子教室软件、 NXT-G 软件、课件。 四、教学准备（5 分钟） 媒体调试：信息化教室、极域电子教室软件、NXT-G 软件、课件等调试。 学生分组：学生三四人一组，男女搭配，组成研究性小组。 器材分发：讲解学生用机器人的注意事项。轻拿轻放，不要掉地上，不要互相撞击，做 到人人参与。 安全教育： 室内安全 熟悉紧急情况下的逃生路线（在老师
3、的带领下，从东楼梯迅速下到操场空旷地方）；教 室里的任何器材，未经老师允许，不要乱动；用电脑时的安全注意事项，不要动电源插排， 不要随便删除电脑里的文件，未经允许，不要开关机。 室外安全： 操场、教室不要疯跑闹；上下楼梯右侧通行；不要出校门；不要靠近东边水池；不要攀 爬赛道；远离西侧挡土墙；9:50 播放安全幻灯片。 【德育教育】教师强化活动注意事项，强调安全在任何时候都是第一位的，要保护自己 和他人。 五、教学过程（约 180 分钟） 导课激趣阶段：（10 分钟） 【设计意图】机器人对学生来说是一个全新的领域，学生充满着好奇，有着强烈的探究 欲。老师的主要任务是引导学生走入这个领域，走进机器
4、人的世界。学生通过与机器人互 动，能使学生快速入境。 1、视频导入 播放鸟叔版的骑马舞视频，请同学说出视频作品名称。 2、师生互动 今天我们的活动室来了一位特殊的朋友要和鸟叔 pk 骑马舞。播放机器人版的骑马舞视 频，邀请同学们与机器人互动。 3、活动内容确立 我们在和谁 pk 骑马舞？引出“机器人”主题。 4、师生互动小结 列举常见的机器人。（生活服务：扫地机器人、跳舞机器人等；医疗建设：纳米机器 人、医疗机器人等；军事战争：机器人战车、大狗机器人等；工业科研：机器人手臂、月球 探测车等） 【德育教育】教师鼓励学生与机器人竞技互动，增强参与意识，树立自信心，形成集体 荣誉感。 问题探究阶段：
5、（100 分钟） 【设计意图】通过和机器人互动，学生很高兴，并且对机器人的兴趣更加浓厚，此时学 生最想做的是自己动手操控机器人。在问题探究阶段中，学生组成研究小组作为活动主体， 教师通过任务驱动主导课堂，通过双边互动的形式，使学生通过对机器人硬件的探究可以熟 悉操作机器人；通过软件的编程，可以控制机器人。 （一）硬件部分 展示互动：蝎子机器人。 机器人可以和外界“交流”吗？它是怎么完成的呢？请学生与“毒蝎子”机器人进行互 动，看看他们有什么出乎意料的表现！ 了解认识：机器人的三大结构：控制器、感应器、制动器。 当学生靠近“毒蝎子”机器人时，它好像有感觉，迅速伸出长长的“尾巴”，准备 “蜇” 人
6、。学生带着问题观察、体会并回答问题。 师生互动小结：机器人的所有这些动作，都是由机器人的传感器，控制器和制动器综 合来完成的。传感器相当于人类的五官，可以感知周围的环境；控制器相当于人的大脑，能 够做出一定的分析；制动器相当于人类的四肢，可以根据控制器的分析，做出一定的动作。 熟悉掌握：NXT 机器人控制器各按键功能。 学生通过 PPT 课件认识控制器各部分的名称及作用，快速查找马达、微控制器（机器人 大脑）及 A、B、C、USB、1、2、3、4 端口、导线，结合拿到的机器人，并与实物关联起 来。 师生小结： 、4 个输入端口的功能是一样的，注意用连接传感器的端口控制传感器。 、 3 个输出端
7、口的作用一样，用来向制动器传递指令，控制马达的状态。注意连接 马达的端口。 、按键的作用： 红色按键：开关键 功能：确认 浅灰按键：导航 功能：选择 深灰按键：返回 功能：返回、暂停、 （二）软件部分 【设计意图】通过电子教室的广播功能，认识 NXT-G 软件，能利用它编写简单程序，实 现程序的下载，根据机器人动作表现，修改，调试机器人。 过渡引申：我们已经认识了机器人的身体，怎么才能让它具备“思维”做一名听话的 机器人，完成我们交给的任务呢？ 教师引导启发，学生归纳出程序控制。下面我们一起来认识一下，可以给机器人编写 程序的 NXT-G 软件软件。 1、认识软件及软件中各部分的名称和基本作用
8、。 （信息化多媒体教学：电子教室边演示边讲解，学生观看电脑演示，听老师讲解。） 双击图标进入软件 “开始新程序”，点击“go”进入程序编写界面。 让学生认识以下功能面板：“模块面板”“编程区面板”“控制面板”“参数设置面 板”的位置。 2、程序编译 猜测初探：以移动模块为例，学生以研究性小组为单位猜测参数设置面板中各参数的作 用及意义，尝试编写让机器人向前直行 4 秒的程序。 3、下载程序 中转传输：将数据线和 USB 接口链接起来，将机器人开机，机器人屏幕左上角显示出 USB 时，点击控制面板的下载，将程序下载到机器人里。 4、调试程序 实践检验：下载完成后，数据线拔下来后，在教室中间桌子上
9、调试机器人，看机器人 运行的是否正确。 完善修改：如果正确，说明我们的程序编写的是成功的，如果运行的和我们预想的不 一样，就说明我们的程序编写的有问题，需要重新编写程序，继续调试，达到我们想要的效 果。 5、情景实践 【设计意图】任务驱动是我们常用的教学方法，在这里我们将常规的任务情景化，学生 在真实的情境中体验，发挥主体地位，将生冷的理论知识转化为竞技赛场挑战自我的自信和 从容，从而实现知识的巩固强化与迁移。 学生已经学会了机器人的简单编程。如何根据实际情况运用呢？教师通过情景任务 链，检验和巩固学生所学的知识，及培养学生灵活运用的技能。任务的设置由易到难，让学 生有跳一跳就能够到的感觉。任
10、务的设计由扶到放，让学生从被动拄拐棍到主动丢拐棍。通 过任务驱动的方式，让学生去体验编写程序控制机器人。 情景任务链一：运动场上展风采机器人定点赛。 【任务内容】机器人从比赛场地的起始端跑到终止端停止，强调精准。 【任务难度】较低，单移动模块的模拟任务。 【注意事项】参照物：机器人轮子 【设计生成】学生以研究行小组为单位，讨论交流设计解决方案，根据设计方案编写程 序，下载到场地调试，根据机器人动作表现，再修改程序、再调试，通过这样的实践过程达 到任务要求。（教师巡视，有针对性的适时指导，鼓励学生间、研究小组间的合作交流） 情景任务链二：变形金刚以点为中心的转 90 度 【任务内容】同学们，看过
11、电影变形金刚？电影里的机器人可以根据需求变形，那 你能让你的机器人以一点为中心转个 90 度，成为一名真正的变形金刚？ 【任务难度】中，单移动模块的单马达探究任务。 【注意事项】时间参数单位建议圈数或角度。 【设计生成】学生以研究性小组为单位，讨论交流设计解决方案，根据设计方案编写程 序，下载到场地调试，根据机器人动作表现，再修改程序、再调试，通过这样的实践过程达 终止端终止端 起始端起始端 任务链一：机器人定点任务链一：机器人定点 噻噻 到任务要求。（教师巡视，有针对性的适时指导，鼓励学生间、研究小组间的合作交流） 情景任务链三：疯狂赛车倒车入库 【任务内容】机器人从起始端倒车停进车库。 【
12、任务难度】中，多移动模块的探究任务。 【注意事项】起始端参照物：机器人轮子 【设计生成】学生以研究行小组为单位，讨论交流设计解决方案，根据设计方案编写程 序，下载到场地调试，根据机器人动作表现，再修改程序、再调试，通过这样的实践过程达 到任务要求。（教师巡视，有针对性的适时指导，鼓励学生间、研究小组间的合作交流） 情景任务链四：激情多米诺方形驱动 【任务内容】让机器人将多米诺推倒。（方型驱动） 【任务难度】中，多模块（移动模块、循环模块）的探究任务。 【注意事项】反复出现的模块建议选用循环模块解决。 【设计生成】学生以研究行小组为单位，讨论交流设计解决方案，根据设计方案编写程 序，下载到场地调
13、试，根据机器人动作表现，再修改程序、再调试，通过这样的实践过程达 到任务要求。（教师巡视，有针对性的适时指导，鼓励学生间、研究小组间的合作交流） 师生小结：选取不同的模块，改变不同的参数，机器人将会表现出不同的运行状态。 【德育教育】在整个探究过程的各个环节中适时、适时进行德育教育，主要通过合作的 力量（讨论、倾听、辩驳、协助、监督等），学生建立合作交流的意识，形成严谨的科学态 度，树立科学精神。 升华总结阶段：（60 分钟） 1、活动成果展示 【设计意图】【设计意图】学生已经学会了机器人的简单编程。如何根据实际情况运用呢？老师布置 稍微复杂的任务让学生来完成，检验和巩固学生所学的知识，及培养
14、学生灵活运用的技能。 同时，在完成任务的过程中，可以发挥学生的自主创新能力以及团队合作精神。 任务超市：任务超市（NXT-G软件自带20个程序库）分必选任务和自选任务，让学生以 车库车库 起始端起始端 任务链三：疯狂赛车任务链三：疯狂赛车 任务链四：激情多米诺任务链四：激情多米诺 研究小组为单位，小组在完成基础必选任务（任务库中的任务十停车间档、任务十七循迹机 器人）的基础上，根据兴趣爱好自选任务，小组合作设计比赛方案，调试实施。 组织实施：下面我们来进行一场展示。在展示比赛程序的时候，需要你们小组，充分体 现团队合作精神。以小组为单位，群策群力。不断的调试机器人，最终完成任务。 竞技展演：学
15、生以小组为单位展示任务完成情况竞技比赛。 【德育教育】在互相交流中，学生才能发现自身的闪光点，感受成功的喜悦，发现自身 的价值，建立自信心。 2、活动体味评价（阶段性评价） 同学们，比赛不是目的，不要在意成绩的好坏，只要你动脑参与、动手实践这就是收 获。今天你学到了什么知识？比赛中哪个小组的机器人给你的印象最深？刚才的机器人比赛 你收获了什么？活动中成功的秘诀是什么？失败了也没关系，找找原因！ 你学到了什么知识？（学会简单编程，控制机器人。） 谈谈你有什么收获?体验?（动手实践能力、自身价值的升华：机器人并不神秘，自己也 可以编写程序，控制机器人。） 评价总结：比赛的情况进行评价，评价是为了提
16、升，只有不断总结，才能不断进步。让 同学们畅谈收获、体会和感悟。一枝独秀不是春，百花齐放春满园。在活动中，只要你动手 了，动脑了，老师就认为你是最成功的。 【德育教育】教师引导和鼓励学生能够客观、公正的评价自己和他人，正确认识自我和 他人，懂得欣赏和鼓励他人。通过合作式学习，激发创造精神、增强主体意识、陶冶社会责 任感和使命感，学会收集与处理信息、学习体验科学研究、学会人际交往养成合作精神、提 高思维与表达能力等。 思维延伸阶段（5 分钟） 【设计意图】【设计意图】本次的机器人活动课是要激起了学生共同创造的火花，也让他们体会到 如何对待一个研究课题。让学生带着问题课后研究，问题探究没有终止。探
17、究没有终止，思 维拓展，由教师引导的探究式学习转为课后学生自主选择的研究性学习，体现了综合实践活 动的发展性与开放性。 思维延伸：先让学生提出自己感兴趣的问题，教师鼓励学生多了解机器人知识，拓宽 知识面。 主题建议：我们该怎样利用传感器使机器人更加听话？然后同学们可以尝试完成下面的 任务：机器人听到拍手声，停止前进；机器人踩到黑线，就退回来；机器人听到拍手声启 动，延既定黑线轨迹运行一周后，碰到桌子边缘停止，开始唱歌。 参考网站： 【德育教育】在完成任务的过程中，可以发挥学生的自主创新能力以及团队合作精神。 能够正确评价自己和他人，肯定自身价值，建立自信心。 教学评价阶段（5 分钟） 综合实践
18、活动突出评价对学生的发展价值，充分肯定学生获得结果的体验过程和问题解 决策略的多样性，鼓励学生间的合作交流和经验分享。 （一）过程性评价 过程性评价是对学生活动过程表现的及时的肯定；是积极的引导；是深度的挖掘；是正 向的传播。 （二）总结性评价 借助于活动手册中的评价表格对学生活动成果从评价内容、评价方式和评价等级等方面 进行评价。 评价方法: 学生自评、互评、师评。 评价内容:价值体认、责任担当、问题解决、创意物化四维目标。 评价等级：加油、良好、优秀。 新纲要要求我们将过程评价中的变现和总结评价中的结果兼顾起来，即以过程性评价作 为有“源”之水，以总结性评价作为有“本”之木，进行综合性的整体评价。 【德育教育】机器人还有更多的知识需要学生自己去探索，并以此激发学生不断发现， 不断探索科学的精神。
