全國青少年機器人考試一級第七課之烤肉架教學設(shè)計

全國青少年機器人考試一級第七課之烤肉架教學設(shè)計授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點授課時間教學內(nèi)容全國青少年機器人考試一級第七課之烤肉架教學設(shè)計，基于教材第七章“機器人結(jié)構(gòu)與運動”，本節(jié)課主要內(nèi)容包括：

1.烤肉架模型的搭建：學生通過搭建烤肉架模型，了解并掌握齒輪、杠桿等基礎(chǔ)機械原理。

2.編程控制烤肉架運動：學生學會使用機器人編程軟件，編寫程序控制烤肉架的旋轉(zhuǎn)和移動。

3.傳感器應(yīng)用：利用觸碰傳感器，實現(xiàn)烤肉架自動停止和啟動的功能。

4.機器人作品展示與評價：學生展示自己的烤肉架作品，進行自評、互評，教師點評并給予建議。

教學內(nèi)容與教材緊密關(guān)聯(lián)，注重實踐操作，培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新思維。核心素養(yǎng)目標1.科學探究與思維：通過烤肉架模型的搭建和編程，培養(yǎng)學生提出問題、分析問題、解決問題的能力，發(fā)展科學探究思維。

2.技術(shù)應(yīng)用與創(chuàng)新：使學生掌握機器人結(jié)構(gòu)與運動原理，運用傳感器和編程技術(shù)實現(xiàn)烤肉架功能，激發(fā)技術(shù)創(chuàng)新意識。

3.團隊合作與溝通：在小組合作過程中，培養(yǎng)學生分工合作、相互溝通、共同解決問題的團隊協(xié)作能力。

4.實踐操作與創(chuàng)新能力：鼓勵學生在實踐操作中勇于嘗試、不斷創(chuàng)新，提高動手操作能力和創(chuàng)新實踐能力。

5.評價與反思：通過作品展示與評價，培養(yǎng)學生自我評價、接受他人評價的能力，促進自我反思和成長。教學難點與重點1.教學重點

-烤肉架模型搭建：掌握齒輪、杠桿等基礎(chǔ)機械原理在烤肉架搭建中的應(yīng)用。

-編程控制：學會使用機器人編程軟件，編寫控制烤肉架旋轉(zhuǎn)和移動的程序。

-傳感器應(yīng)用：理解并運用觸碰傳感器實現(xiàn)烤肉架的自動停止和啟動。

2.教學難點

-模型搭建中的精確配合：學生在搭建烤肉架時，可能會遇到齒輪、杠桿等部件精確配合的難題，需要掌握如何調(diào)整和優(yōu)化結(jié)構(gòu)以達到理想效果。

-編程邏輯思維：編寫控制程序時，學生需理解并運用邏輯思維，正確設(shè)置運動參數(shù)，確?？救饧馨搭A(yù)期運動。

-傳感器與程序的協(xié)同：學生需要理解傳感器如何與程序協(xié)同工作，實現(xiàn)烤肉架的自動控制功能，這對理解程序與硬件的交互是一大挑戰(zhàn)。教學資源1.硬件資源：

-機器人套件：含齒輪、杠桿、觸碰傳感器等部件。

-計算機設(shè)備：用于編寫和運行程序。

-烤肉架模型搭建材料。

2.軟件資源：

-機器人編程軟件：用于編寫控制程序。

-課程相關(guān)教學PPT：展示教學流程和關(guān)鍵知識點。

3.課程平臺：

-在線教學平臺：提供教學視頻、示例程序等資源。

-實物操作平臺：用于學生搭建模型和調(diào)試程序。

4.信息化資源：

-電子教案：便于教師教學和學生預(yù)習。

-互動教學工具：提高課堂互動性和學生參與度。

5.教學手段：

-分組合作：培養(yǎng)學生團隊合作能力。

-互動問答：鞏固知識點，提高學生思考能力。

-實踐操作：加強學生對知識點的理解和應(yīng)用。教學過程1.導(dǎo)入新課

同學們，上一節(jié)課我們學習了機器人編程的基礎(chǔ)知識，今天我們將運用所學知識，結(jié)合齒輪、杠桿等基礎(chǔ)機械原理，來搭建一個有趣的烤肉架模型。首先，請大家打開教材第七章“機器人結(jié)構(gòu)與運動”，我們來回顧一下本章的重點內(nèi)容。

2.復(fù)習與引導(dǎo)

在上一章中，我們學習了機器人是如何通過結(jié)構(gòu)與運動實現(xiàn)各種功能的。那么，大家思考一下，一個烤肉架需要哪些結(jié)構(gòu)和運動來實現(xiàn)其基本功能呢？（學生回答）很好，我們需要齒輪、杠桿等機械原理來實現(xiàn)烤肉架的旋轉(zhuǎn)和移動。

3.知識探究

（1）烤肉架模型搭建

首先，我們來看一下烤肉架的模型搭建。請大家分組討論，如何利用齒輪、杠桿等部件搭建一個穩(wěn)固且能實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的烤肉架模型。（學生討論）

討論結(jié)束后，我會邀請幾組同學分享一下他們的搭建方案。通過這種方式，我們可以了解到不同的搭建方法，并從中選擇最佳方案。

（2）編程控制烤肉架運動

在編程過程中，我會巡回指導(dǎo)，解答同學們遇到的問題。同時，我會強調(diào)程序的邏輯思維和運動參數(shù)的設(shè)置，確?？救饧苣軌虬搭A(yù)期運動。

（3）傳感器應(yīng)用

現(xiàn)在，我們已經(jīng)實現(xiàn)了烤肉架的基本功能。但是，如何讓烤肉架在遇到觸碰時自動停止呢？這就需要運用到傳感器了。

請大家思考一下，如何利用觸碰傳感器實現(xiàn)這一功能？（學生思考）通過將觸碰傳感器與程序相結(jié)合，當烤肉架遇到觸碰時，程序會自動讓烤肉架停止運動。

4.實踐操作

在操作過程中，我會強調(diào)團隊合作，鼓勵同學們相互交流、共同解決問題。同時，我會關(guān)注學生的操作情況，及時給予指導(dǎo)和幫助。

5.作品展示與評價

實踐操作結(jié)束后，每個小組展示自己的烤肉架作品，并進行自評、互評。我會根據(jù)同學們的評價，給出我的建議和點評。

6.總結(jié)與拓展

最后，我們來總結(jié)一下今天的學習內(nèi)容。通過這節(jié)課的學習，我們掌握了齒輪、杠桿等基礎(chǔ)機械原理在烤肉架搭建中的應(yīng)用，學會了使用機器人編程軟件編寫控制程序，以及如何利用傳感器實現(xiàn)烤肉架的自動控制功能。

課后，請大家思考如何將這些知識應(yīng)用到其他機器人作品中，發(fā)揮自己的創(chuàng)新能力，為我們的生活帶來更多便利。下節(jié)課，我們將繼續(xù)深入學習機器人結(jié)構(gòu)與運動的相關(guān)知識，探索更多有趣的作品。學生學習效果1.掌握了齒輪、杠桿等基礎(chǔ)機械原理在烤肉架模型搭建中的應(yīng)用，能夠運用這些原理解決實際問題。

2.學會了使用機器人編程軟件，能夠編寫控制烤肉架旋轉(zhuǎn)和移動的程序，提高了編程能力。

3.理解并掌握了觸碰傳感器的工作原理，能夠?qū)鞲衅髋c程序相結(jié)合，實現(xiàn)烤肉架的自動停止和啟動功能。

4.培養(yǎng)了團隊合作精神和溝通能力，能夠在小組合作中發(fā)揮各自優(yōu)勢，共同解決問題。

5.通過作品展示與評價，學生學會了自我評價和接受他人評價，提高了自我反思和總結(jié)的能力。

6.激發(fā)了學生對機器人技術(shù)的興趣，培養(yǎng)了對科技創(chuàng)新的熱情，為今后深入學習機器人相關(guān)知識奠定了基礎(chǔ)。

1.烤肉架模型搭建：

學生能夠熟練運用齒輪、杠桿等機械原理，搭建出穩(wěn)固且能實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的烤肉架模型。在搭建過程中，學生掌握了如何調(diào)整和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，以達到理想效果。

2.編程控制烤肉架運動：

學生掌握了機器人編程軟件的基本操作，能夠編寫出控制烤肉架旋轉(zhuǎn)和移動的程序。在編程過程中，學生學會了設(shè)置運動參數(shù)，理解了邏輯思維在編程中的重要性。

3.傳感器應(yīng)用：

學生理解了觸碰傳感器的工作原理，能夠?qū)⑵渑c程序相結(jié)合，實現(xiàn)烤肉架的自動控制功能。通過這一過程，學生體會到了傳感器技術(shù)在機器人領(lǐng)域的重要作用。

4.團隊合作與溝通：

在小組合作過程中，學生學會了分工合作、相互溝通、共同解決問題。通過合作，學生提高了自己的團隊協(xié)作能力和溝通技巧。

5.作品展示與評價：

學生在作品展示環(huán)節(jié)，能夠清晰地表達自己的設(shè)計思路和創(chuàng)作過程。在評價過程中，學生能夠認真傾聽他人意見，吸收有益建議，提高自己的作品質(zhì)量。

6.拓展與創(chuàng)新：

學生在掌握基本知識的基礎(chǔ)上，能夠發(fā)揮自己的創(chuàng)新能力，思考如何將這些知識應(yīng)用到其他機器人作品中。這有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐能力。典型例題講解例題1：

設(shè)計一個程序，使烤肉架模型從初始位置開始，先順時針旋轉(zhuǎn)三圈，然后逆時針旋轉(zhuǎn)兩圈。

解答：

1.設(shè)置初始位置。

2.順時針旋轉(zhuǎn)命令：robot.turnClockwise(360*3)。

3.逆時針旋轉(zhuǎn)命令：robot.turnCounterClockwise(360*2)。

例題2：

如何利用觸碰傳感器，當烤肉架模型遇到障礙物時自動停止旋轉(zhuǎn)？

解答：

1.在程序中設(shè)置一個循環(huán)，使烤肉架持續(xù)旋轉(zhuǎn)。

2.在循環(huán)中添加一個條件判斷，判斷觸碰傳感器是否被觸發(fā)。

3.如果觸碰傳感器被觸發(fā)，執(zhí)行停止旋轉(zhuǎn)命令：robot.stop()。

例題3：

在烤肉架模型中，如何利用齒輪的傳動比來實現(xiàn)不同的旋轉(zhuǎn)速度？

解答：

1.選擇不同齒數(shù)的齒輪組合，如大齒輪與小齒輪的組合。

2.根據(jù)齒輪的傳動比公式（轉(zhuǎn)速比=驅(qū)動齒輪齒數(shù)/從動齒輪齒數(shù)），計算所需轉(zhuǎn)速比。

3.在程序中設(shè)置相應(yīng)轉(zhuǎn)速比的旋轉(zhuǎn)命令，實現(xiàn)不同速度的旋轉(zhuǎn)。

例題4：

如果烤肉架模型需要在一個特定的角度停止，如何利用編程實現(xiàn)？

解答：

1.在程序中設(shè)置一個變量，用于記錄當前旋轉(zhuǎn)角度。

2.在旋轉(zhuǎn)過程中，不斷更新該變量值。

3.當旋轉(zhuǎn)角度達到預(yù)設(shè)值時，執(zhí)行停止旋轉(zhuǎn)命令：robot.stop()。

例題5：

如何利用杠桿原理實現(xiàn)烤肉架模型的移動？

解答：

1.在烤肉架模型中添加一個杠桿，一端連接烤肉架，另一端連接一個動力源（如電機）。

2.通過編程控制動力源的旋轉(zhuǎn)，使杠桿運動，從而實現(xiàn)烤肉架的移動。

3.根據(jù)杠桿原理，調(diào)整杠桿長度和動力源旋轉(zhuǎn)角度，實現(xiàn)不同距離的移動。反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.在教學過程中，我嘗試將機器人編程與實際生活中的應(yīng)用場景相結(jié)合，如烤肉架模型，讓學生在動手實踐中更好地理解齒輪、杠桿等基礎(chǔ)機械原理。

2.采用分組合作的形式，鼓勵學生在團隊中相互交流、共同解決問題，提高了學生的團隊合作能力和溝通技巧。

（二）存在主要問題

1.在教學組織方面，我發(fā)現(xiàn)部分學生在實踐操作過程中，對齒輪、杠桿等機械原理的應(yīng)用還不夠熟練，需要我在教學中進一步強化指導(dǎo)。

2.在教學方法上，我發(fā)現(xiàn)部分學生對編程邏輯思維的理解還不夠深入，導(dǎo)致編程過程中出現(xiàn)問題。

（三）改進措施

1.針對學生在機械原理應(yīng)用方面的不足，我將在今后的教學中增加相關(guān)案例講解和實操演練，幫助學生更好地掌握這些基礎(chǔ)原理。

2.針對學生編程邏輯思維的理解問題，我將采用更加直觀的教學方法，如流程圖、實例分析等，幫助學生理清編程思路。

此外，我還將在教學評價方面進行改進，更加關(guān)注學生在課堂上的參與度和互動情況，及時給予反饋和鼓勵。同時，加強與企業(yè)的合作，引入更多實際案例，提高學生的學習興趣和動手能力。通過這些改進措施，我相信能夠提高教學效果，促進學生的全面發(fā)展。作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

1.根據(jù)本節(jié)課所學的齒輪、杠桿等基礎(chǔ)機械原理，設(shè)計并搭建一個簡單的機器人模型，要求能夠?qū)崿F(xiàn)至少兩種不同的運動方式。

2.編寫程序，使你的機器人模型能夠按照預(yù)設(shè)的動作順序執(zhí)行任務(wù)，并在遇到障礙物時自動停止。

3.結(jié)合觸碰傳感器，讓你的機器人模型在執(zhí)行任務(wù)過程中具備一定的交互功能。

作業(yè)反饋：

在批改學生作業(yè)時，我將關(guān)注以下幾個方面：

1.模型搭建的穩(wěn)固性和運動實現(xiàn)的效果，對存在問題的部分給出具體的改進建議。

2.程序編寫的邏輯性和執(zhí)行效率，針對編程中的錯誤或不合理之處，指導(dǎo)學生進行優(yōu)化。

3.傳感器應(yīng)用的合理