机器人教案郑州市第三十一中学芦文娜韩晓

机器人教案郑州市第三十一中学 芦文娜 韩晓铂 第一章 1.1 1.2 1.3 1.4 第二章 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 第三章 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 走进机器人世界 学前教育 触摸机器人 机器人的硬件构成 机器人的工具 机器人结构打造 有“皮肤”的三轮车 有“眼睛”的自寻迹小车 有“手臂”的投篮机器人 履带装甲 灵活转弯车辆 娃娃学步 六足牛 机器人程序设计 三种灯光控制 避障 自寻迹 秒表 两地控制 判粗细 计数与判奇偶 多任务 事件控制 无线通讯第一章走进机器人世界1.1 学前教育 教学目标：理解本课程的涵义，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 课堂练习：参观校机器人实验室。 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， 三、 公布学习总任务与学业评价。 四、 参观校机器人实验室。 五、 附件《机器人制作》选修课学员须知严格 协作 研究 一、严格 1、 准时上下课。特殊状况事先向组长请假。

2、 保管好器材，不丢失、不受损。 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、 每一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： ⑴互相配合：交替进行各项操作，使人人都带有独立建立与编程 的能力。 ⑵互相帮助：有困难时一同讨论，一起进步。 2、每四人合用一台电脑，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 ? 获取信息： 听课、利用电脑查阅资料跟帮助文档、从互连网 获取信息。 ? 积极实践： 注重具体的构架搭建和编程练习，结累经验。 ? 探索研究： 开拓思路，展开联想，用实验的方式证明自己的 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成为学 习成绩的根据 成绩分四档： A 优秀 B 良好 C 合格 D 不合格 五、理念 乐高机器人制作模式 做中学 玩中学 团结协作祝同学们：团队协作学得愉快 技术进步能力提升班经理职能 管理科长：①填写出勤情况表 ②协助主管处理管控上的难点 ③及时与学生沟通管理上的难题 技术班长：①技术上领先全班同学 ②协助校长处理技术上的难点 ③及时与教师沟通技术上的难题 组 长： ①技术上领先组内其它同学 ②管理组内纪律，接受同事请假， ③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、机器人是哪个 到现今为止他们对机器人还没有一个权威而又准确的定义，但 “机器人是手动工作的机器”这种表述还是被他们广泛地接受。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，出租车的计价器等等。 既然机器人是手动工作的机器， 那么运用机器人就可以为他们的 生产、生活服务。当今，机器人的应用尚未涵盖到了工业、农业、家 政、科研、军事实战等领域。机器人的足迹遍及陆地、海洋、天空， 甚至在浩荡的地球月球上也可寻到它的芳踪，火星上的“勇气号控测 器”向他们展现了它美丽的风彩。机器人要根据他们的动机自动地工作， 它就必需有保存程序的存 储器；为获得工作环境的信息还要有传感器(输入设施)；对获得的信 息进行运算跟处理，根据程序设计的工作流程发出控制指令，这还要 有 CPU(中央处理器)；经过处理的信息应转换成输出声音、图像或是 动作，就必须执行机构(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 完整的计算机平台。 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、 材料等诸多高新技术的加入，使机器人变得越来越聪明，功能越来越 强大。机器人技术帮他们带给了很大的利益，也成了考量日本技术发 展水平的标志。因此，机器人技术得到了日本政府的跟重视机器人教案模板，纷纷在 机器人的开发、应用跟教学普及中投入了很大的人力、财力和物力。 2、 图片资料我国研发的工业机器人 司研制的娱乐机器人日本索尼公国外研制的”角斗士”军事机器人日本研发的家政机器人水 农业机器人下排雷机器人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研发 的，一般以套件的方式提供。套件中包含机器人控制器、输入输出部 件、编程工具光盘、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，可以扩充一些输入输出端口。但他们都有一个共 同的特征，这就是强大的直观的图形化编程系统，有了它，学习机器 人程序的设计将更加轻松而愉悦，当你学而有余时，也可以运用高级 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，省却了你很多的苦恼。积木式机器人的确是机器人初 学者得心应手的好帮手。 以下是中国常用的积木式机器人的照片资料。乐 乐高新款机器人高机器人广 纳英特机器人达AM—Ⅱ机器人通 中鸣机器人用教机器人1.3 机器人的软件构成 教学目标：认识机器人控制器、输入、输出组件、积木构件。 教学重点：RCX 控制器 教学准备：硬件实物、图片机器人教案模板，PPT 课件。 教时：1 课时 课堂练习：整理软件储物箱 教学内容与过程： 一、 介绍 RCX 控制器 二、 输入、输出组件 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) 的连接 乐高的输出组件：RCX 与输入、 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 乐高的输入部件蜂鸣器角度传感器 动继电器光线传感器温度传感器触乐高的拼图图 实 物1.4 机器人的硬件 教学目标：初识乐高编程工具《ROBOLAB》 教学重点：功能面板与软件面板的操作 教学准备：多媒体投影仪，电脑。

教时：1 课时 课堂练习：编一个最简洁的程序 教学内容与过程： 内容——软件的开启与关闭；功能面板与软件面板的作用与操作；程 序的下载与运行。第二章机器人结构打造2.1 有“皮肤”的三轮车 教学目标：能根据结构分解图，完成本项作品的建立，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：能根据结构分解图，完成本项作品的建立，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：能根据结构分解图，完成本项作品的建立，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：能根据结构分解图，完成本项作品的建立，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，触感二个。 教时：1 课时 课堂练习：用乐高积木搭建一个履带装甲。 教学内容与过程： 实践操作。2.5 灵活转弯车辆 教学目标：能根据结构分解图，完成本项作品的建立，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车辆。 教学内容与过程： 实践操作。2.6 娃娃学步 教学目标：能根据结构分解图，完成本项作品的建立，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：能根据结构分解图，完成本项作品的建立，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： 输入部件触感，输出组件小灯，停止按钮，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：程序开启后，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： ，马达图标与时间期待图标，完成“碰碰车”控制的编程。 教学重点：马达图标与设定，时间期待图标与设定。 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： 马达图标与设定，时间期待图标与设定。

“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,再掉头 0.5 秒,然 后再次前进“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、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：怎样判断过了一段路程。 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。3.7 计数与判奇偶 教学目标：学习容器的运算，容器选择界面，完成计数与判奇偶的编 程。 教学重点：容器的运算，容器选择界面。 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 教学内容与过程： 机器人场地与“判粗细”程序同样计数程序 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、音阶按钮，完成“边跑边跳舞”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