機(jī)器人選修課教案

1、機(jī)器人 選修課教案目 錄第一章 走進(jìn)機(jī)器人世界1.1 學(xué)前教育1.2 觸摸機(jī)器人1.3 機(jī)器人的硬件構(gòu)成1.4 機(jī)器人的軟件第二章 機(jī)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(jī)器人2.4 履帶戰(zhàn)車2.5 靈活轉(zhuǎn)彎小車2.6 娃娃學(xué)步2.7 六足牛第三章 機(jī)器人程序設(shè)計(jì)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(xì)3.7 計(jì)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(jī)器人工程創(chuàng)意設(shè)計(jì)4.1 創(chuàng)意設(shè)計(jì)概述4.2 工廠流水線 4.3 程控鋸床4.4 長(zhǎng)頸鹿第一章 走進(jìn)機(jī)器人世界1

2、.1 學(xué)前教育教學(xué)目標(biāo)：理解本課程的意義，理順教學(xué)秩序，認(rèn)識(shí)課程目標(biāo)。教學(xué)重點(diǎn)：理順教學(xué)秩序教學(xué)準(zhǔn)備：學(xué)員須知30份教時(shí)：1課時(shí)課堂練習(xí)：參觀校機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室。教學(xué)內(nèi)容與過程：一、 學(xué)員分組，選定班組長(zhǎng)。二、 宣布課堂紀(jì)律、注意事項(xiàng)，介紹學(xué)習(xí)方法，三、 公布學(xué)習(xí)總?cè)蝿?wù)與學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)。四、 參觀校機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室。五、 附件機(jī)器人制作選修課學(xué)員須知嚴(yán)格 協(xié)作 研究一、嚴(yán)格1、 準(zhǔn)時(shí)上下課。特殊情況事先向組長(zhǎng)請(qǐng)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(hù)電腦，禁玩游戲。二、協(xié)作1、 每?jī)扇藶橐换緦W(xué)習(xí)單位，合用一套器材，共同完成每個(gè)制作任務(wù)。要求：互相配合：交替

3、進(jìn)行各項(xiàng)操作，使人人都具有獨(dú)立搭建與編程的能力。互相幫助：有困難時(shí)共同探討，一起進(jìn)步。2、每四人合用一臺(tái)電腦，充分利用電腦獲取信息和練習(xí)程序設(shè)計(jì)。3、每六人為一個(gè)小組，合用一個(gè)調(diào)試場(chǎng)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(shí)踐： 注重具體的結(jié)構(gòu)搭建和編程練習(xí)，結(jié)累經(jīng)驗(yàn)。u 探索研究： 開拓思路，展開聯(lián)想，用實(shí)驗(yàn)的方法證明自己的想法四、評(píng)價(jià)以上三條 ( 嚴(yán)格、協(xié)作、研究 ) 和機(jī)器人項(xiàng)目制作結(jié)果作為學(xué)習(xí)成績(jī)的依據(jù)成績(jī)分四檔： A優(yōu)秀 B良好 C合格 D不合格五、理念樂高機(jī)器人制作理念 做中學(xué) 玩中學(xué) 團(tuán)結(jié)協(xié)作 祝同學(xué)們： 團(tuán)隊(duì)協(xié)作 學(xué)得愉快 技術(shù)進(jìn)

4、步 能力提高班組長(zhǎng)職責(zé)管理班長(zhǎng)：填寫出勤情況表 協(xié)助組長(zhǎng)處理管理上的難點(diǎn) 及時(shí)與教師溝通管理上的問題技術(shù)班長(zhǎng)：技術(shù)上領(lǐng)先全班同學(xué) 協(xié)助組長(zhǎng)處理技術(shù)上的難點(diǎn)及時(shí)與教師溝通技術(shù)上的問題組 長(zhǎng)： 技術(shù)上領(lǐng)先組內(nèi)其他同學(xué) 管理組內(nèi)紀(jì)律，接受同學(xué)請(qǐng)假，及時(shí)與二位班長(zhǎng)協(xié)同工作1.2 觸摸機(jī)器人教學(xué)目標(biāo)：認(rèn)識(shí)機(jī)器人的定義，了解機(jī)器人現(xiàn)狀，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)重點(diǎn)：機(jī)器人的定義教學(xué)準(zhǔn)備：錄像與PPT課件教時(shí)：1課時(shí)課堂練習(xí)：觀看錄像資料教學(xué)內(nèi)容與過程：一、 講解機(jī)器人的定義二、 講解機(jī)器人現(xiàn)狀三、 附件1、機(jī)器人是什么到目前為止人們對(duì)機(jī)器人還沒有一個(gè)權(quán)威而又確切的定義，但“機(jī)器人是自動(dòng)工作的機(jī)器”這種說法還是被

5、人們廣泛地接受。這樣說來在我們身邊到處都有機(jī)器人的存在。譬如：家中的電飯堡、洗衣機(jī)、各種防盜報(bào)警器，出租車的計(jì)價(jià)器等等。既然機(jī)器人是自動(dòng)工作的機(jī)器，那么利用機(jī)器人就可以為人們的生產(chǎn)、生活服務(wù)。當(dāng)今，機(jī)器人的應(yīng)用已經(jīng)涉及到了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、家政、科研、軍事實(shí)戰(zhàn)等領(lǐng)域。機(jī)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(hào)控測(cè)器”向人們展示了它靚麗的風(fēng)彩。機(jī)器人要按照人們的意圖自動(dòng)地工作，它就必需有存放程序的存儲(chǔ)器；為獲取工作環(huán)境的信息就要有傳感器(輸入設(shè)備)；對(duì)獲取的信息進(jìn)行運(yùn)算和處理，根據(jù)程序設(shè)計(jì)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

6、息要轉(zhuǎn)化成輸出聲音、圖像或是動(dòng)作，就需要執(zhí)行機(jī)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(jī)器人編寫的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。這樣看來機(jī)器人是一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)然，機(jī)器人是一個(gè)集多個(gè)學(xué)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(jī)器人變得越來越聰明，功能越來越強(qiáng)大。機(jī)器人技術(shù)給人們帶來了巨大的利益，也成了衡量各國(guó)科技發(fā)展水平的標(biāo)志。因此，機(jī)器人技術(shù)受到了各國(guó)政府的和重視，紛紛在機(jī)器人的研發(fā)、應(yīng)用和教學(xué)普及中投入了巨大的人力、財(cái)力和物力。2、 圖片資料我國(guó)研制的工業(yè)機(jī)器人 日本索尼公司研制的娛樂機(jī)器人美國(guó)研制的”角斗士”軍事機(jī)器人 日本研制的家政機(jī)器人水下排雷機(jī)器人 農(nóng)

7、業(yè)機(jī)器人3、 積木式機(jī)器人積木式機(jī)器人是各大廠商專為廣大青少年學(xué)習(xí)制作機(jī)器人而開發(fā)的，一般以套件的形式提供。套件中包括機(jī)器人控制器、輸入輸出部件、編程軟件光盤、程序下載裝置、機(jī)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(kuò)展一些輸入輸出端口。但它們都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，這就是強(qiáng)大的直觀的圖形化編程平臺(tái)，有了它，學(xué)習(xí)機(jī)器人程序的設(shè)計(jì)將變得輕松而愉快，當(dāng)你學(xué)而有余時(shí)，也可以采用高級(jí)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(dá)，省卻了你諸多的煩惱。積木

8、式機(jī)器人的確是機(jī)器人初學(xué)者得心應(yīng)手的好幫手。以下是國(guó)內(nèi)常見的積木式機(jī)器人的圖片資料。樂高機(jī)器人 樂高新款機(jī)器人廣茂達(dá)AM機(jī)器人 納英特機(jī)器人通用教學(xué)機(jī)器人 中鳴機(jī)器人1.3 機(jī)器人的硬件構(gòu)成教學(xué)目標(biāo)：認(rèn)識(shí)機(jī)器人控制器、輸入、輸出部件、積木構(gòu)件。教學(xué)重點(diǎn)：RCX控制器教學(xué)準(zhǔn)備：硬件實(shí)物、圖片，PPT課件。教時(shí)：1課時(shí)課堂練習(xí)：整理硬件儲(chǔ)物箱教學(xué)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(chǔ)物箱五、 附件樂高機(jī)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(dá)b) 9V高速馬達(dá)c) 9V傳動(dòng)馬達(dá)d)微

9、型馬達(dá)e)遙控賽車馬達(dá)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(dòng)傳感器樂高的積木圖 紙 實(shí) 物1.4 機(jī)器人的軟件教學(xué)目標(biāo)：初識(shí)樂高編程軟件ROBOLAB教學(xué)重點(diǎn)：功能面板與工具面板的操作教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體投影儀，電腦。教時(shí)：1課時(shí)課堂練習(xí)：編一個(gè)最簡(jiǎn)單的程序教學(xué)內(nèi)容與過程：內(nèi)容軟件的啟動(dòng)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(yùn)行。第二章 機(jī)器人結(jié)構(gòu)搭建2.1 有“皮膚”的三輪車教學(xué)目標(biāo)：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項(xiàng)作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學(xué)重點(diǎn)：樂高積木與圖紙的匹配，教學(xué)準(zhǔn)備：結(jié)構(gòu)分解圖，樂高結(jié)木，RCX一個(gè)，馬達(dá)二個(gè)，觸感一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)課堂練

10、習(xí)：用樂高積木搭建一個(gè)有“皮膚”的三輪車。教學(xué)內(nèi)容與過程：實(shí)踐操作。2.2 有“眼睛”的自尋跡小車教學(xué)目標(biāo)：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項(xiàng)作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學(xué)重點(diǎn)：樂高積木與圖紙的匹配，教學(xué)準(zhǔn)備：結(jié)構(gòu)分解圖，樂高結(jié)木，RCX一個(gè)，馬達(dá)二個(gè)，光感一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)課堂練習(xí)：用樂高積木搭建一個(gè)有“眼睛”的自尋跡小車。教學(xué)內(nèi)容與過程：實(shí)踐操作。2.3 有“手臂”的投籃機(jī)器人教學(xué)目標(biāo)：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項(xiàng)作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學(xué)重點(diǎn)：樂高積木與圖紙的匹配，教學(xué)準(zhǔn)備：結(jié)構(gòu)分解圖，樂高結(jié)木，RCX一個(gè)，馬達(dá)二個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)課堂練習(xí)：用樂高積木搭建一個(gè)有“手臂”的投籃機(jī)器人。

11、教學(xué)內(nèi)容與過程：實(shí)踐操作。2.4 履帶戰(zhàn)車教學(xué)目標(biāo)：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項(xiàng)作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學(xué)重點(diǎn)：樂高積木與圖紙的匹配，教學(xué)準(zhǔn)備：結(jié)構(gòu)分解圖，樂高結(jié)木，RCX一個(gè)，馬達(dá)二個(gè)，觸感二個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)課堂練習(xí)：用樂高積木搭建一個(gè)履帶戰(zhàn)車。教學(xué)內(nèi)容與過程：實(shí)踐操作。2.5 靈活轉(zhuǎn)彎小車教學(xué)目標(biāo)：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項(xiàng)作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學(xué)重點(diǎn)：樂高積木與圖紙的匹配，教學(xué)準(zhǔn)備：結(jié)構(gòu)分解圖，樂高結(jié)木，RCX一個(gè)，馬達(dá)二個(gè)，光感一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)課堂練習(xí)：用樂高積木搭建一個(gè)靈活轉(zhuǎn)彎小車。教學(xué)內(nèi)容與過程：實(shí)踐操作。2.6 娃娃學(xué)步教學(xué)目標(biāo)：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項(xiàng)作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學(xué)重點(diǎn)：樂高積木與圖紙的匹配，教學(xué)準(zhǔn)備：結(jié)構(gòu)總圖