机器人选修课教案共27页.doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 凤翔县西街中学科技活动课程讲义机器人 凤翔县西街中学科技活动室 2015年3月20日目 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.

2、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。机器人制作学员须知严格 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：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。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

3、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u 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。u 积极实践： 注重具体的结构搭建和编程练习，结累经验。u 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：填写出勤情况表 协助组长处理管理上的难点 及时与教师沟通管理上的问题技术班

4、长：技术上领先全班同学 协助组长处理技术上的难点及时与教师沟通技术上的问题组 长： 技术上领先组内其他同学 管理组内纪律，接受同学请假，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

5、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

6、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

7、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。乐高机器人 乐高新款机

8、器人广茂达AM机器人 纳英特机器人通用教学机器人 中鸣机器人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传动马达d)微型马达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

9、 纸 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。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

10、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

11、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

12、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

13、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，

14、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

15、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

16、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。场地图纸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

17、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”程序专心-专注-专业