機器人選修課教案.doc

機器人 選修課教案目 錄第一章 走進機器人世界1.1 學前教育1.2 觸摸機器人1.3 機器人的硬件構(gòu)成1.4 機器人的軟件第二章 機器人結(jié)構(gòu)搭建 2.1 有“皮膚”的三輪車2.2 有“眼睛”的自尋跡小車2.3 有“手臂”的投籃機器人2.4 履帶戰(zhàn)車2.5 靈活轉(zhuǎn)彎小車2.6 娃娃學步2.7 六足牛第三章 機器人程序設(shè)計3.1 三種燈光控制3.2 避障3.3 自尋跡3.4 秒表3.5 兩地控制3.6 判粗細3.7 計數(shù)與判奇偶 3.8 多任務(wù)3.9 事件控制3.10 無線通信第四章 機器人工程創(chuàng)意設(shè)計4.1 創(chuàng)意設(shè)計概述4.2 工廠流水線 4.3 程控鋸床4.4 長頸鹿第一章 走進機器人世界1.1 學前教育教學目標：理解本課程的意義，理順教學秩序，認識課程目標。教學重點：理順教學秩序教學準備：學員須知30份教時：1課時課堂練習：參觀校機器人實驗室。教學內(nèi)容與過程：一、 學員分組，選定班組長。二、 宣布課堂紀律、注意事項，介紹學習方法，三、 公布學習總?cè)蝿?wù)與學業(yè)評價。四、 參觀校機器人實驗室。五、 附件機器人制作選修課學員須知嚴格 協(xié)作 研究一、嚴格1、 準時上下課。特殊情況事先向組長請假。2、 保管好器材，不遺失、不損壞。3、 保持環(huán)境安靜、清潔，不得有粗魯行為。4、 愛護電腦，禁玩游戲。二、協(xié)作1、 每兩人為一基本學習單位，合用一套器材，共同完成每個制作任務(wù)。要求：互相配合：交替進行各項操作，使人人都具有獨立搭建與編程的能力。互相幫助：有困難時共同探討，一起進步。2、每四人合用一臺電腦，充分利用電腦獲取信息和練習程序設(shè)計。3、每六人為一個小組，合用一個調(diào)試場地，三、研究u 獲取信息： 聽課、利用電腦查閱資料和幫助文檔、從互連網(wǎng)獲取信息。u 積極實踐： 注重具體的結(jié)構(gòu)搭建和編程練習，結(jié)累經(jīng)驗。u 探索研究： 開拓思路，展開聯(lián)想，用實驗的方法證明自己的想法四、評價以上三條 ( 嚴格、協(xié)作、研究 ) 和機器人項目制作結(jié)果作為學習成績的依據(jù)成績分四檔： A優(yōu)秀 B良好 C合格 D不合格五、理念樂高機器人制作理念 做中學 玩中學 團結(jié)協(xié)作 祝同學們： 團隊協(xié)作 學得愉快 技術(shù)進步 能力提高班組長職責管理班長：填寫出勤情況表 協(xié)助組長處理管理上的難點 及時與教師溝通管理上的問題技術(shù)班長：技術(shù)上領(lǐng)先全班同學 協(xié)助組長處理技術(shù)上的難點及時與教師溝通技術(shù)上的問題組 長： 技術(shù)上領(lǐng)先組內(nèi)其他同學 管理組內(nèi)紀律，接受同學請假，及時與二位班長協(xié)同工作1.2 觸摸機器人教學目標：認識機器人的定義，了解機器人現(xiàn)狀，激發(fā)學習興趣。教學重點：機器人的定義教學準備：錄像與PPT課件教時：1課時課堂練習：觀看錄像資料教學內(nèi)容與過程：一、 講解機器人的定義二、 講解機器人現(xiàn)狀三、 附件1、機器人是什么到目前為止人們對機器人還沒有一個權(quán)威而又確切的定義，但“機器人是自動工作的機器”這種說法還是被人們廣泛地接受。這樣說來在我們身邊到處都有機器人的存在。譬如：家中的電飯堡、洗衣機、各種防盜報警器，出租車的計價器等等。既然機器人是自動工作的機器，那么利用機器人就可以為人們的生產(chǎn)、生活服務(wù)。當今，機器人的應用已經(jīng)涉及到了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、家政、科研、軍事實戰(zhàn)等領(lǐng)域。機器人的足跡遍布陸地、海洋、天空，甚至在浩蕩的宇宙太空上也能覓到它的芳蹤，火星上的“勇氣號控測器”向人們展示了它靚麗的風彩。機器人要按照人們的意圖自動地工作，它就必需有存放程序的存儲器；為獲取工作環(huán)境的信息就要有傳感器(輸入設(shè)備)；對獲取的信息進行運算和處理，根據(jù)程序設(shè)計的工作步驟發(fā)出控制指令，這就要有CPU(中央處理器)；經(jīng)過處理的信息要轉(zhuǎn)化成輸出聲音、圖像或是動作，就需要執(zhí)行機構(gòu)(輸出設(shè)備)；再有，人們?yōu)橥瓿赡骋惶囟ǖ牡娜蝿?wù)，給機器人編寫的操作系統(tǒng)和應用程序。這樣看來機器人是一個完整的計算機系統(tǒng)。當然，機器人是一個集多個學科的高科技產(chǎn)物，隨著通信、網(wǎng)絡(luò)、材料等各種高新技術(shù)的加入，使機器人變得越來越聰明，功能越來越強大。機器人技術(shù)給人們帶來了巨大的利益，也成了衡量各國科技發(fā)展水平的標志。因此，機器人技術(shù)受到了各國政府的和重視，紛紛在機器人的研發(fā)、應用和教學普及中投入了巨大的人力、財力和物力。2、 圖片資料我國研制的工業(yè)機器人 日本索尼公司研制的娛樂機器人美國研制的”角斗士”軍事機器人 日本研制的家政機器人水下排雷機器人 農(nóng)業(yè)機器人3、 積木式機器人積木式機器人是各大廠商專為廣大青少年學習制作機器人而開發(fā)的，一般以套件的形式提供。套件中包括機器人控制器、輸入輸出部件、編程軟件光盤、程序下載裝置、機器人外形結(jié)構(gòu)件、制作說明書等。廠商不同提供的套件也不同，有的結(jié)構(gòu)件是整體不容易拆裝和改形，有的結(jié)構(gòu)件是散件，可以隨心所欲自由拼湊，有些控制器是封閉的,有些是開放的，可以擴展一些輸入輸出端口。但它們都有一個共同的特點，這就是強大的直觀的圖形化編程平臺，有了它，學習機器人程序的設(shè)計將變得輕松而愉快，當你學而有余時，也可以采用高級語言來編程。另外，套件中提供的各式各樣易插易用且性能優(yōu)越的傳感器和小馬達，省卻了你諸多的煩惱。積木式機器人的確是機器人初學者得心應手的好幫手。以下是國內(nèi)常見的積木式機器人的圖片資料。樂高機器人 樂高新款機器人廣茂達AM機器人 納英特機器人通用教學機器人 中鳴機器人1.3 機器人的硬件構(gòu)成教學目標：認識機器人控制器、輸入、輸出部件、積木構(gòu)件。教學重點：RCX控制器教學準備：硬件實物、圖片，PPT課件。教時：1課時課堂練習：整理硬件儲物箱教學內(nèi)容與過程：一、 介紹RCX控制器二、 輸入、輸出部件三、 積木構(gòu)件四、 按照9786核心套裝圖片，整理硬件儲物箱五、 附件樂高機器人控制器(RCX) RCX與輸入、輸出部件的連接樂高的輸出部件：a) 9V迷你馬達b) 9V高速馬達c) 9V傳動馬達d)微型馬達e)遙控賽車馬達小燈 蜂鳴器樂高的輸入部件角度傳感器 光線傳感器 溫度傳感器 觸動傳感器樂高的積木圖 紙 實 物1.4 機器人的軟件教學目標：初識樂高編程軟件ROBOLAB教學重點：功能面板與工具面板的操作教學準備：多媒體投影儀，電腦。教時：1課時課堂練習：編一個最簡單的程序教學內(nèi)容與過程：內(nèi)容軟件的啟動與關(guān)閉；功能面板與工具面板的作用與操作；程序的下載與運行。第二章 機器人結(jié)構(gòu)搭建2.1 有“皮膚”的三輪車教學目標：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學重點：樂高積木與圖紙的匹配，教學準備：結(jié)構(gòu)分解圖，樂高結(jié)木，RCX一個，馬達二個，觸感一個。教時：1課時課堂練習：用樂高積木搭建一個有“皮膚”的三輪車。教學內(nèi)容與過程：實踐操作。2.2 有“眼睛”的自尋跡小車教學目標：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學重點：樂高積木與圖紙的匹配，教學準備：結(jié)構(gòu)分解圖，樂高結(jié)木，RCX一個，馬達二個，光感一個。教時：1課時課堂練習：用樂高積木搭建一個有“眼睛”的自尋跡小車。教學內(nèi)容與過程：實踐操作。2.3 有“手臂”的投籃機器人教學目標：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學重點：樂高積木與圖紙的匹配，教學準備：結(jié)構(gòu)分解圖，樂高結(jié)木，RCX一個，馬達二個。教時：1課時課堂練習：用樂高積木搭建一個有“手臂”的投籃機器人。教學內(nèi)容與過程：實踐操作。2.4 履帶戰(zhàn)車教學目標：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學重點：樂高積木與圖紙的匹配，教學準備：結(jié)構(gòu)分解圖，樂高結(jié)木，RCX一個，馬達二個，觸感二個。教時：1課時課堂練習：用樂高積木搭建一個履帶戰(zhàn)車。教學內(nèi)容與過程：實踐操作。2.5 靈活轉(zhuǎn)彎小車教學目標：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學重點：樂高積木與圖紙的匹配，教學準備：結(jié)構(gòu)分解圖，樂高結(jié)木，RCX一個，馬達二個，光感一個。教時：1課時課堂練習：用樂高積木搭建一個靈活轉(zhuǎn)彎小車。教學內(nèi)容與過程：實踐操作。2.6 娃娃學步教學目標：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學重點：樂高積木與圖紙的匹配，教學準備：結(jié)構(gòu)總圖