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1、首届全国中小学机器人教学展示活动教学设计2013年4月26-27日 北京景山学校目录火星探险任务之到达岩石取样点2机器人游北京3智能交通系统小车前进与倒车7给机器人装“眼睛”看物体17机器人智能行走规避22制作六足机器人25机器人走任意图形-循环结构33机器人的行为控制马达36认识传感器39初识机器人41机器人初体验45搭建“狗拉雪橇”与NXT简单编程48火星探险任务之到达岩石取样点湖北省武汉市硚口区崇仁路小学李鸿翱一、教学目标（一）知识目标1.通过亲身体验了解机器人转弯的原理，并能通过调整机器人马达的速度和时间来改变转弯角度的大小。2.掌握通过机器人程序的参数设置来改变机器人运动的路线。（二
2、）能力目标1.培养学生的自主学习能力和综合运用知识的能力。2.培养学生的探究学习能力、动手实践能力和创新思维能力。3.培养学生的协作学习能力。（三）情感目标1.激发学生的学习兴趣，培养学生勇于尝试的精神。2.培养学生互帮互助的团队精神。二、教学重、难点和研究问题 1.教学重点：了解机器人转弯的原理，并能通过调整机器人马达的速度和时间来改变转弯角度的大小。2.教学难点：通过亲身体验了解机器人转弯的原理。三、研究问题：引导学生用机器人程序编写系统编写和调试程序，指挥机器人安全地从着陆点到达采集点。四、教学工具 机器人教学实验室、机器人程序编写系统、智能机器人（5台）、教学课件和视频资料。 五、教学
3、安排1课时。六、教学策略与教法创设情境引入新课，讨论分析领悟新知，合作探究提高效率，实践操作理解实质，讨论交流共同提高。七、教学过程 （一）创设情境、导入新课1、提出问题，观看视频引导学生带着问题观看关于火星探险的视频。2、明确任务，出示课题今天的任务就是引导机器人到达岩石取样点。（二）亲身体验、获取新知1、出示地形，明确条件老师这里有张“好奇号”着陆点与采样点的地形示意图，大家仔细看看有哪些地方是我们在制定路线图需要注意避开的地方？2、动手实践，体会转弯要求动手学生尝试完成任务3、学生汇报，集体探讨请会转弯的小组展示编写的程序，分析左右马达的参数设置4、游戏引导，了解原理指导学生做两个小游戏
4、，通过身体的转弯来体会转弯的原理是左右马达速度不一致造成的（三）运用新知，完成任务1、小组活动，完成任务通过编写程序来调试机器人完成任务，注意记录机器人行走的线路，2、全班交流，精确转弯请小组上来展示编写的程序，分析转弯程序后的延时图标的参数设置（四）分层实践、拓展延伸各小组根据本小组的完成情况，选择完成附加任务。（五）小结回顾这节课小车转弯的原理以及如何通过编写程序来实现的。提示下节课学习任务。附件：组火星探险之到达岩石取样点地形示意图机器人游北京执教：成都市鼓楼小学 刘蓓指导：成都市青羊区信息技术教研员 王梅一、教材分析：本课教学内容是四川省信息技术实验教材六年级下册第十课。本册为小学高段
5、综合能力培养阶段，教学内容包括LOGO语言和智能机器人两部分，前七课以LOGO语言为载体学习计算机语言的基本知识和设计思想，从第八课开始进入机器人教学部分，旨在依托机器人活动，培养学生对智能机器人的兴趣，了解现代机器人的发展趋势，了解和掌握智能机器人的传感器和驱动装置的作用。本课是在学生已经了解和认识了机器人的基础上，学习如何给机器人发布命令，让机器人按照我们的意愿工作。这是进入机器人编程环境的第一课，教材分为三部分：了解与机器人交流需要有“翻译”软件，进入通用机器人的仿真环境命令机器人走正方形，在ROLBLAB虚拟环境开展探究活动。由于学生初次接触机器人仿真编程环境，教材中介绍了两种机器人语
6、言环境，在设计教学方案时，我们只使用了学生较为熟悉的通用机器人LOGO语言环境开展学习活动。我将本课的学习重点放在学生应用数学中的有关缩略图的知识，模拟现实生活中的场景，体验如何为机器人规划任务，并学习设计算法，编写程序，使机器人能按我们的意愿工作。二、学情分析：教学对象：6年级学生。六年级的学生思维能力增强，愿意独立思考问题。在本课的学习中，通过让学生完成为机器人规划行走路线、设计算法、编写程序，进一步培养学生的思考能力和设计感。针对学生的独立意识强的特点，我们有意识的使学生个体的独立思考与小组协作相结合，通过独立思考、小组讨论、独立操作、交流共享的学习流程，既维护了学生的个性学习需求，又通
7、过合作学习增强了学习效率。三、教学目标：1.知识性目标：1）通过教师引导和阅读教材，使学生知道仿真环境下如何把LOGO语言中的步数与长度单位厘米进行转换。2）通过参与讨论，使学生学会为机器人规划任务，把单纯的程序设计与实际生活中的任务规划相结合，初步理解算法思想。2.技能性目标： 1）通过共同完成去天安门的任务，使学生理解如何优化设计方案，设计算法，并掌握如何将自然语言翻译成程序语言，完成任务。2）通过实践按任务编写程序，使学生能理解生活中长度单位、角度与通用机器人环境下数值的转换，并能根据实际需要进行换算。3）通过进行小组合作，使学生在生生互助中尽快掌握规划任务的能力。通过独立设计算法，使学
8、生在操作中进一步掌握编写程序、调试程序的能力。3.情感性目标：1）本课无论是在教材文本中获取知识，还是在完成任务中探究，都体现任务规划的思路，力求让学生自主学习，培养他们获取知识的能力和分析问题、解决问题的能力。2）在编写和修改程序的过程中，巩固模块化的程序设计思想，培养学生的逻辑思维能力。3）针对六年级学生个性独立的情况，以2人小组统一的方案设计，个性化的程序设计，帮助学生在个性张扬和团结协作中找到平衡，并在交流共享中培养团结协作的能力。四、教学重点、难点：重点：引导学生根据任务设计算法，把自然语言翻译成程序语言，指挥机器人按我们的意愿完成任务。难点：如何引导学生在编写程序时建立模块化思想。
9、五、教学环境及资源准备1、教学环境：通用机器人仿真运行环境2、资源准备：ppt演示课件、投影仪、实物展示台，路线设计题单（学生）。六、教学策略的选择与设计运用全新思维的六感设计思想，着重体现意义感和设计感，以任务驱动的教学策略开展教学活动。七、教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图模拟演示激发热情1、言语引入：我们的首都北京有许多值得游览的景点。我们一起去看一看。2、等一等，我们的小机器海龟也想游北京。课件演示：小机器海龟游微缩景观（师让小海龟走到天安门）。3、揭示课题观看ppt。观看微缩景观图。激发学习热情，知晓学习任务。把握目标学习新知1、师引导：你们想让机器小海龟去哪里？任务描述。
10、1、聆听讲述，融入事情节。师描述任务一：为小海龟选择目标景点。以生活需求创设学习情景，以故事情节营造学习氛围。2、引导讨论：共同完成机器海龟去天安门的任务（引导学生选择路线）。2、分析机器人的行走路线，用自然语言描述。培养学生分析能力。3、 指导设计算法。1步的距离是0.5厘米旋转1就是1度。引导思考换算过程。3、讨论如何把自然语言翻译为程序语言。掌握如何把LOGO语言中的步数与长度单位厘米进行转换。引导学生初步感受设计算法的思维方法，感受学习的意义感。4、 指导学生交流。4、讨论换算方法，根据讨论和自主学习结果完成程序5、引导学生分析程序：1）师提示命令过程的格式。2）参数计算合理5、思考、
11、模仿。小组规划自主设计1、引导组织小组讨论。（让学生选择指定的目的地）1、 小组讨论，规划机器人的任务（最优路线）。小组合作规划机器人的任务，培养学生的合作能力，提高学习效率；根据规划独立设计算法、编写程序，保护学生学习的独立性和个性化。2、 指导学生操作。2、 根据小组讨论结果，独立设计算法，编写程序、调试程序。头脑风暴交流共享组织交流，聆听；指导学习评价。演示汇报：1） 选择目的地2） 线路设计描述（为什么这样选？）3） 程序演示4） 集体分享经验、修订程序。学习任务回归生活需求，注重学习的意义；通过加强交流沟通，检验学习成果，强化学习的意义感。反思小结结束学习师生共同回顾，小结本课学习。
12、8、 板书设计机器人游北京规划任务设计线路编写程序运行调试自然语言程序语言（LOGO）前进 0.6米 FD 120右转 90度 RT 90前进 0.8米 FD 1801、去天安门1、宾馆博物馆2、博物馆天安门智能交通系统小车前进与倒车西安交通大学附属小学向金教学目标：掌握机器人仿真的基本流程；初步掌握机器人图形化编程方式，掌握直流电机相关模块和延时模块；掌握四轮小车机器人直行的实现。教学重点：初步掌握机器人图形化编程方式。教学难点：掌握四轮小车机器人直行、后退等动作的实现方式。教学准备：漫游金字塔的场景、机器人、程序等文件服务器上加载漫游金字塔、训练前进的场景文件；有条件允许的话，准备四轮小车
13、机器人的实物或模型；教学过程： 复习旧知，演示仿真过程，激发兴趣教师：上节课我们学习了萝卜圈的仿真流程，以仿真“漫游金字塔”为案例，请大家自己复习一下如何进行仿真。老师请一位同学上台来进行演示。学生复习萝卜圈机器人仿真的基本流程：本地模式：1、在“本地模式”点击“开始仿真”，进入到快速仿真界面，选择“新建仿真”进入到“仿真导航”界面。如下图：2、仿真导航：（1）、“选择任务”选择本次的任务“漫游金字塔”。（2）、“选择机器人”选择我们刚保存的漫游金字塔的机器人。（3）、“选择程序”选择我们刚保存的漫游金字塔的程序。如下图：凯创天瑞自然语言程序语言（LOGO）前进 0.6米 FD 120右转 9
14、0度 RT 90前进 0.8米 FD 180（4）、仿真导航完毕后，您可以选择“保存后进入”也可以选择“直接进入”。保存后的仿真包，下次可以直接快速进入。给仿真包命名后才可以保存。师生合作，探究学习：（1） 演示任务：任务描述：要求机器人从起点出发，在规定时间内，穿过拱门，到达有目标区（目标区上空有一些上升的绿色离子）。如图：天伦松鹤目标区（2） 任务分析：机器人要完成任务需要三步个步骤：向前直行延时等待到达目标区停止。（3） 认识可视化编程界面“VPL程序编辑”A、进入编程环境“VPL程序编辑”1. 在本地模式下点击“编写程序”，进入到编程界面；2. 单击“新建”，弹出对话框，需要先进行机器
15、人的选择，也就是先告诉电脑是给哪一个机器人编写程序。我们选择第十课保存的机器人，然后确定进入到机器人编程界面。如图：B、图形化编写程序方法1. 将鼠标移动到图标下面的半圆出口连接点，如下图：2. 在半圆下方红色区域按着鼠标左键拖动鼠标到空白区域松开鼠标，自动弹出“拖拉菜单”3. 选择“驱动”中的“多直流电机驱动”4. 设置电机参数，选中电机就会弹出“属性”设置窗口：对勾代表选中该电机状态选择数字代表电机的速度（数字越大速度越快）师生合作，分析讨论编程：完成场景任务（1） 分析任务，演示编程： 教师：从演示的仿真效果和分析场景任务规则，可以把整个场景任务分了三个步骤：A.向前直行等待到达终点停止
16、前进。 A、机器人直行程序编写停止延时直走 电机属性设置直行8000毫秒后停止 延时8000毫秒B、保存程序。编写完程序一定要保存，以便仿真的时候使用 1、点击工具栏上的“保存”按钮。 2、在弹出来的对话框中输入文件名“前进程序”，点击“确定”按钮。C、进行仿真：9、 选择任务为“训练_前进”；10、 选择机器人为上节课保存的机器人；11、 选择程序为本节课编写并保存的“前进程序”；12、 保存仿真包名称为“训练_前进”；13、 点击“保存进入”。D、如果出现下面界面，则表示我们完成任务。如果没有，则需要时机器人完成出现的问题，利用仿真窗口的工具栏上的工具修改程序或者机器人，直至出现仿真成功界
17、面。工具栏（2） 、学生编程、完成任务。拓展训练：（一）、在线仿真、提交自己的成绩：1、 进入在线仿真；2、 选择任务：在任务栏中选择“训练任务”“训练_陕人教_前进”；3、 选择机器人：点击“未选择机器人按钮”，进入到机器人选择界面，选择前几节课制作的“智能机器人小车”。如图：4、 选择程序：点击“未选程序按钮”，进入到程序选择界面，选择前几节课编写的“直走”程序。如图：5、 选择仿真的房间并进入仿真。“仿真大厅”中的房间编号里面的为“？”，则表示该房间没有被人使用，这时候单击“？”，便可以进入到房间，并开始仿真，如图：6、 提交成绩和查看成绩：仿真完成任务后，会出现一个对话框，在这里可以提
18、交成绩和成绩查询等相关操作。如图：注意：只有点击“提交成绩”，仿真平台才会记录下我们的成绩。（二）、尝试训练_后退、训练_左转、训练_右转任务小结：本节课我们学习了萝卜圈机器人可视化编程、在线仿真。通过学习大家一定已经体验到了萝卜圈的强大功能。如果你喜欢，想继续学习，可以课后来领取学习资料光盘。相关学习软件和课程在光盘上有。给机器人装“眼睛”看物体广东省深圳市罗湖区红岭小学万濮瑜一、 教学内容分析本课是深圳版信息技术五年级上册第课的内容，它是在学生了解了机器人基本原理、学习了简单编程后，第一次用到实物机器人的一节课。本课主要知识点有：红外避障传感器的组成和工作原理，永久循环模块的应用，条件判断
19、模块及编程。仿真测试和实物机器人实验。本课的重点暨难点是：利用条件判断这样一个分支结构编写指挥机器人躲避障碍物程序。本课的知识点较多，重难点也比较突出，如何设计好每个教学环节，引领学生在完成任务的同时突破难点，掌握这些知识点是本节课的关键。本课为课时。二、 学生情况分析由于景山学校五年级的学生之前未从学习过机器人知识，对机器人的功能、结构模块、机器人的拼装及编写程序都不是很了解。但他们综合素质高，对上机器人课充满着向往，学习兴趣浓厚，对于控制机器人活动更是深感新奇，同学们的好奇心和学习兴趣是学好本课的有利因素。在任务安排方面，作业难度宜偏低。三、 教学目标目标维度行为目标知识与技能（1）了解机
20、器人是如何“看”到障碍物的。（2）掌握红外避障传感器的工作原理。（3）学会应用条件判断模块编写机器人避障程序。（4）理解永久循环模块的涵义。（5）能够进行仿真实验和实物机器人测试。过程与方法（1）通过观察实验，掌握红外避障传感器的工作原理。（2）通过与学生的讨论，完成避障机器人程序的编写。（3）通过分组协作，进行实物机器人的测试，完成本课任务。情感与价值（1）培养自主探索新知的好习惯。（2）学会与同学的合作学习。四、 重点难点重点：（）了解红外避障传感器的工作原理；（）应用条件判断模块及永久循环模块编写避障程序。难点：（）条件判断模块的理解和应用；（）红外避障变量的理解。五、 教学过程阶段教师
21、活动学生活动设计意图导入给学生做机器人现场演示，让机器人在一个四周有障碍物的区域内运行，第一次机器人安装红外避障传感器，第二次拆下红外避障传感器再运行。提示学生边看边思考，看完后老师提问：你们发现了什么？展示课题：机器人的眼睛-红外避障传感器。观看机器人表演。回答1：第一次演示中，机器人遇到障碍物能绕过障碍物行走，而第二次演示时，机器人则不会避让障碍物。回答2：说明机器人也需要“眼睛”。回答3：红外避障传感器充当了机器人的眼睛。通过观看机器人表演引入本课主题，让学生产生兴趣，为下面新知识的学习打下基础。新授展示红外避障传感器外部组成图片，向学生介绍各组成部分的名称：发射管，接收管，指示灯，可调
22、电阻，连接线。老师实验一：机器人见到障碍物就停下来。让学生观察并思考红外避障传感器工作原理。播放红外避障传感器工作原理的FLASH动画，让学生观察后陈述红外避障传感器工作原理。让学生设计一个能够避开障碍物的机器人。老师实验二：找一台没有下载过程序的机器人，接上红外避障传感器，用手代替障碍物，在讲台测试。让学生明白，机器人的智能来源于程序，没有程序，机器人无法完成任务。引导学生小组讨论：机器人会遇到哪几种情况？分别应该怎么处理？展示流程图。结合诺宝软件，引导学生编程，向学生讲解：永久循环模块，红外避障传感器模块，条件判断模块，转向及高速电机模块的应用。介绍红外避障变量1=1的含义（1表示有障碍物
23、，0表示无障碍物）。解释仿真的功能（检验程序的正确性），演示添加障碍物及停止和退出仿真的方法。巡视学生，个别指导。演示程序编译下载的操作方法，提醒学生实验时的注意事项。下发机器人，让学生下载程序并实验，学会根据实验情况，决定是否调整程序。进行个别化辅导。朗读并了解红外避障传感器的组成。观老师的实验，小组讨论并推理红外避障传感器工作原理。观看动画，讲述红外避障传感器工作原理。回答1：可以。回答2：不可以，可能还要做一些处理。观看老师实验，确信没有程序，机器人不能运行。小组讨论并回答：机器人可能遇到两种情况，1、机器人前方如果无障碍物，处理方法是直行向前；2、机器人前方如果遇到障碍物，处理办法是左
24、转或右转。观看算法流程图，完善或纠正自己的流程分析。学习编写程序和程序仿真。小组合作编写程序并仿真，讨论解决过程中的问题。修改完善程序直到程序仿真成功。正确连线，并将程序编译下载到机器人大脑进行现场实验。根据实验情况，适当调整程序设计。让学生了解红外避障传感器外部结构。培养学生观察能力。通过学生观看老师实验，来讨论、推测红外避障传感器工作原理。老师将学生的推测与动画展示相结合，总结归纳，使学生建立正确的知识概念。学生组内讨论，可促进学生相互交流，互相学习，相互合作，最终达成一致。培养学生发现问题，思考问题，分析问题，解决问题的能力。巩固、总结请学生联系生活，说说红外避障传感器在日常中的应用实例
25、。展示事先准备好的日常红外传感应用图片。请学生说说本节课的收获和体会。适时归纳总结。自由发言。观看图片，拓展对红外避障传感器应用的认识。将知识引入生活，让学生对知识的理解更深入。培养学生热爱科学品质，培育学以致用的意识。让学生回顾所学知识和技能，交流心得和体会。延展最后,展示一张学生熟悉的手持风扇图片（或实物）,请学生用所学知识进行改进和创新。（如果时间允许，引导学生设计“自动感应节能风扇”。）利用红外避障传感器的工作原理,尝试改进手持手持风扇。进一步巩固所学知识,加强学生知识与生活相结合的意识。机器人智能行走规避江苏省泰州市实验小学王小斌一、 教学目标：（1）学生认识机器人的灰度传感器。（2
26、）让学生了解机器人软件中执行控件（直流电机、延时控件）。（3）学生会编写机器人行走、转弯程序并植入机器人进行运行和调试。（4）学生了解程序中流程控制并会使用条件循环以及单分支。（5）学生试着编写机器人在圆圈图中规避的程序。二、教学重点：（1）让学生了解灰度传感器。（2）学会执行控件、流程控制控件。（3）学生会运行并调试机器人规避程序。三、教学难点：（1）执行控件的相互搭配使用。（2）机器人软件中的循环控件知识的掌握。（3）规避程序的编写与调试。四、教法设计：讲授法、情境教学法、演示法、讨论法五、科学安排一课时六、教学工具笔记本电脑、多媒体设备、紫光机器人、USB连接线、规避图纸七、教学过程：1
27、.导入：给同学们播放西游记中孙悟空在地上画了圆圈，并吩咐唐僧千万别走出这个圆圈，否则会有危险的视频片段。引入本节课三角机器人也在相同的圆圈里不管走都走不出这个圈，要不然走出圈也会有撞到墙壁的危险来为学生创设一个情景,使学生对本节课内容产生足够的兴趣，来激发他们的学习热情。2.新授：(1)机器人眼睛认识灰度传感器。师：同学们课前紫光学生机器人已经和我们经过面了，也和我们打了招呼！相信在座的同学们对这位新朋友都不陌生吧。我们也都知道这位朋友的“眼睛”、“耳朵”、“四肢”、“嘴巴”都在哪并且有什么用了吧！生：回答师：今天我们就先来看看机器人的眼睛灰度传感器教师介绍灰度传感器的知识。(2)机器人行走编
28、程软件中的直流电机、延时控件。师：我们的这位机器人朋友现在是不可以动的，它呀在来北京之前跟我说，要请北京的小朋友来给他赋予生命，让它动起来。学生打开机器人程序、以小组合作的形式探索直流电机程序的编写并传输到机器人的使机器人走起来。师：同学们，刚刚老师看见你的机器人虽然都有生命可以动了。但老师想让它变的聪明一点，能够前进几秒再后退几秒最后停止，可以吗?学生讨论教师揭示延时控件与直流电机控件的搭配使用学生分小组编写、调试程序，最终实现机器人的功能。(3)机器人思考编程软件中的流程控制。师：刚刚我们已经赋予了机器人生命，那么我们再来想一想我们的这位朋友可以像人类一样去思考吗？知道发生什么情况的时候要
29、做出什么样的反映吗？下面就跟随老师一起来一探究竟！给学生演示讲授流程控制。次数循环：计算循环的次数来进行循环。条件循环：判断条件进行循环。分为三个可以判断的条件。单分支和双分支：主要用于次数循环和条件循环中条件判断的分支控件。学生练习这三大类控件。(4)机器人规避编程软件中灰度传感器、直流电机、流程控制的搭配使用。师：同学通过上面几个环节对这位机器人朋友的改造，它已经变得能碰会跳还会思考呢！下面我们每位同学都是孙悟空，把我们的机器人朋友放到这个圆圈里，让它不管怎么走都出了这个圈。想一想你有什么好办法？程序怎么来搭建呢？学生讨论。教师引导学生一步一步完成规避程序的编写：灰度传感器的设置：主程序开
30、始灰度值小于或等于400（黑线）执行：直流电机一反转、直流电机二反转、延时800毫秒（向后倒退0.8秒）延时800毫秒直流电机一正转、直流电机二停止、延时500毫秒（向右转）(转方向)直流电机一停止、直流电机二停止灰度值大于400（白纸）执行：直流电机一正转、直流电机二正转（向前直走）条件循环，条件始终为“真”（一直循环下去）测量灰度值学生以小组的形式编程、调试，完成机器人在圆圈中完成规避这一教学任务。教师对各个小组完成情况以及存在问题进行点评。八、小结师：同学们，今天老师带来的这位新朋友在你们的指导下出色的完成了任务，也和在座的同学结下了友谊。老师相信同学们在今后会结实更多的机器人朋友，并且
31、通过你们的不断学习来帮助他们解决更多的实际问题。制作六足机器人杭州采荷第一小学教育集团叶建胜一、设计思路：机器人教育被视作发展学生的想象力与创造力，锻炼动手操作能力、拓展思维空间的最佳途径之一。机器人项目可以引导学生进入一个激动人心的前沿领域，在进行机器人的设计和搭建、编程和调试过程中，能够体验到挑战困难、超越自我的快乐，增强探究科技知识的自信心和成就感。经了解，本课学习对象为北京景山学校5年级学生，之前没有接触过机器人项目，学过logo语言的前进、后退、左转、右转等几个简单命令，学过两节Scratch编程，因此对计算机编程有初步的认识。学生比较活泼，猜想会对机器人项目抱有较大的学习热情。所以
32、，作为机器人教学的起始课，面对没有接触过机器人项目的学习者，我将教学目标主要定位在参与体验层面，通过实践参与，初步了解机器人制作的一般过程，体验机器人项目的快乐，激发学生学习机器人的兴趣，同时，了解机器人与我们日常生活的联系。“六足机器人”是我在“中文乐高”论坛中看到的一个简单机器人，其机械结构简单巧妙，程序的编写比较适合初学者，尤其是其走动的样子憨态可掬，更接近于学生心目中的“机器人”走路的形态，能充分调动学生的学习兴趣。因此，我选用了“六足机器人”作为本课的学习载体，将六足机器人的腿部运动作为主要教学内容，由两位同学合作完成六足机器人腿部的搭建，再合并到机器人的主体。编程部分只使用了一个“
33、移动模块”，简单地完成一个控制机器人行走的小程序，让学生在体验中整体感知机器人制作的全过程。在搭建机器人的过程中，学生还将认识机械结构及其作用，并利用已有的知识经验分析问题、解决问题，提高实践操作能力。希望通过本节课的学习体验之后，学生不会仅仅将机器人当做是一门课程来学习，而是真正地喜欢上机器人项目，在不断地发现问题、分析问题、解决问题的过程中体验到机器人项目的乐趣，提高实践操作能力，培养合作、创新精神。二、教学目标：1. 在六足机器人制作过程中，初步认识机器人的基本组成部分，了解和体验机器人项目活动的三个基本过程：搭建、编程、下载运行。2. 通过制作六足机器人的移动部分，初步认识齿轮传动结构
34、与曲柄连杆结构的运动方式与作用。3. 两人合作完成六足机器人的搭建、编程与运行，体验机器人项目的乐趣，增强合作意识。三、教学重难点：教学重点机器人项目活动的三个基本过程。通过师生讨论、板书呈现以及分步制作等方式，初步了解和体验机器人项目活动的三个基本过程：搭建结构、编写程序和下载运行。教学难点齿轮传动结构与曲柄连杆结构的运动方式与作用。在搭建过程中，学生要了解机器人腿部运动的基本原理，才能更好地完成搭建工作，这里涉及到齿轮的传动结构和曲柄连杆结构，对于五年级学生来说这里是个难点。在教学中，我将齿轮传动部分与曲柄连杆结构分开制作，先观察齿轮传动运动的方式，再制作齿轮传动部分。然后，在分析理解的基
35、础上进行曲柄连杆结构的连接，结合视频来认识齿轮传动结构与曲柄连杆结构的运动方式与作用。四、课前准备：机器人展示台、实物展台、机器人套件、学生学习资料五、教学过程：（一）创设情境，引导任务师生活动设计意图师：说起机器人,同学们肯定都很感兴趣。你知道哪些机器人？我们认识的机器人，恐怕更多的还是来自电影电视，我们来看一个影片剪辑，仔细观察其中的机器人有什么特点？一、视频导入视频星球大战-帝国反击战 四足巨型机械装甲。有的同学看过这部影片星球大战-帝国反击战，在这部上世纪80年代制作的影片中，已经出现了各种各样的机器人，在刚才那个片段中，给你留下印象最深刻的是哪个形象？学生思考回答。师：这台巨型机械装
36、甲就是一个机器人，它能通过四足自如地行走。今天，我们就来尝试制作一个类似的六足机器人。借助视频，激发学生兴趣，对机器人产生好奇心，引出本课学习任务：制作六足机器人。二、引出学习任务现场实物展示一个前后移动的六足机器，引出本课的任务：制作一个六足机器人。通过实物展示，引发学生制作机器人的愿望。（二）循序渐进，学习新知师生活动设计意图一、认识机器人1 认识机器人的基本组成先观察教师提供的机器人，看看它有哪些组成部分。A 控制模块 这是机器人的大脑，它负责接收传感器传回的信息，执行预先编制好的程序， 向机器人的其他部件发出命令。B 执行模块 这是机器人的手脚，机器人的各种动作由它完成C 传感模块 它
37、是机器人的眼睛、鼻子、耳朵等等，它负责接收各种外界信息，传递给控制模块。D 其他部件 帮助机器人完成各种动作。2认识齿轮传动结构齿轮部分：观察齿轮的运动方式。师：这里的齿轮起到了什么作用？我们把这样的作用叫做齿轮传动。实际上齿轮组还能起到改变力的方向和大小的作用。师: 在生活中你还见过哪些地方使用了这种齿轮传动运动方式？师: 猜一猜下面这段视频中是我们生活中的哪样日常用品？视频展示钟表的齿轮结构师:钟表的结构就是通过齿轮组的传动运动，来达到精确计时的目的。通过实物观察，认识机器人的基本组成结构。了解机器人的基本组成结构。齿轮传动结构是生活中常见的机械结构，在机器人项目中的应用也非常广泛，这里的
38、设计希望通过联系生活中的齿轮组，让学生体会到齿轮运动的作用。二、搭建机器人1 机器人项目活动过程一。师：机器人制作的第一个步骤：搭建结构板书：机器人制作步骤搭建结构：根据机器人的不同作用，制作机器人的形态结构。2 搭建六足机器人腿部结构（机器人的主体部分控制器与马达的连接已事先完成）（1）分工合作师：观察机器人，我们可以发现它是一个左右对称的结构，左右两边结构相同，方向相反。因此，我们可以同桌两位同学相互合作，“镜像”制作，每人制作机器人的一边，合并起来就可完成一个机器人的搭建。（2）搭建机器人腿部躯干部分：腿部-膝盖-齿轮-脚部连接两位同学分别搭建机器人一侧躯干。3 认识曲柄连杆结构的腿部动
39、作（1）观察分析，认识曲柄连杆结构教师转动齿轮，学生观察机器人腿部的动作。师：这里的齿轮是做圆周运动，带动连杆做（类似）直线运动，这样的结构叫做曲柄连杆结构。曲柄连杆结构的作用就是可以将圆周运动与直线运动作相互转化，从而达到传递动力的效果。（2）联系生活实际，了解曲柄连杆结构的作用师：你们在生活中见过这样的曲柄连杆结构么？展示火车轮图片与发动机的曲柄连杆结构的视频。4. 将腿部结构连接到机器人主体 两位同学合作，将各自制作的一侧腿部连接到机器人主体部分。5. 完成六足的分布与固定（1）分析讨论如何保持机器人的稳定行走师：现在我们的机器人6足同时着地，但不能行走。怎样才能让机器人稳定地行走呢？
40、引导学生思考，师生分析探讨后得出结论。A 平面图形中，三角形是一个稳定的结构。B 不在一条直线上的三个点，可以组成一个平面。针对我们的六足机器人，保持同一时间有3条长腿站立支撑地面，可以很好的保证机器人的稳定行走。（2）调整齿轮的角度，完成六足定位安装。教师示范引导，同组的两位同学一起调整机器人的六足位置，安装小齿轮进行固定。对照实物机器人，教师边讲解边板书，使学生在实践经历的过程中对机器人项目活动的步骤有一个初步的认识，并通过交流反馈巩固强化。机器人的对称结构很自然地引入了合作学习，由两位同学为一小组，合作来完成这项工作，同时又提高了课堂效率。体验合作学习的乐趣。学生对生活中的各种机械结构的
41、运动方式与作用往往只有感性认识而很难与已有知识进行直接联系并实际应用。因此，本教学环节设计边观察，边思考老师提出的问题，结合数学课堂学过的知识（圆周运动与直线运动）并与实际生活相联系与印证，建立起书本知识与生活实践的桥梁。突破难点利用问题引导学生观察，回顾已有的数学知识，经历发现问题，分析问题，解决问题的过程。完成六足的分布于固定。突破难点2三、编写程序1 机器人项目活动过程二。师：结构制作完成后，还需要程序的配合才能让机器人动起来。板书：机器人制作步骤：编写程序：编写控制机器人运动的程序。2 认识编程工具启动编程软件，NXT主机编程界面认识3 编写让机器人运动的程序任务：编一个让机器人前进7
42、秒种再后退7秒种的程序（1）拖动一个移动图标到程序链上，勾选A马达，去掉B、C马达，方向选向前，持续时间选择用秒来控制，设置为？秒，下一动作选择停止。（2）请同学们用这种方法，自己尝试编写让机器人后退的程序部分。（想一想，与刚才的动作有哪些地方相同，哪些地方不同） 引导学生观察编程工具软件的工作界面，利用已有的信息技术经验实现知识迁移。初步接触编程，了解模块化编程的基本方法。该软件是学生第一次接触，且操作方式与学生已学过的软件略有不同，因此教师先进行示范，然后学生在理解的基础上进行探索与创新。四、下载运行1 机器人项目活动过程三。板书：机器人制作步骤下载：将编写好的程序下载到机器人的控制器中。
43、引导学生将数据线一端连接到机器人控制器的USB接口上，一端连到电脑上，打开机器人电源开关下载程序：单击“下载”按钮，将程序下载到机器人中，听到“滴”的一声，表示程序下载完毕，去掉连接线。2 运行程序，观察机器人行走选择程序，开始运行，观察六足机器人的运动，获得成功的体验。引导学生观察数据线并尝试连接，培养观察与实践能力。看到自己制作的机器人动起来，学生喜悦的心情和成感犹然而生，兴趣倍增。（三）拓展学习（机动）师生活动设计意图机器人的调试：引导学生思考如何改变机器人的运动姿态或路线？师生共同探讨，得出相应结论。可以通过调整程序或改变结构来实现开放空间拓展学习，让学生了解搭建和编程的作用，自主尝试
44、调整程序或修改机器人结构，体验调试过程，发挥想象力，进行初步创新设计。你可能改变机器人行走的距离远近与速度快慢吗？编程解决你可以让机器人跳舞么？除了编程，我们还可以通过改变机器人的搭建来让机器人做出不同的动作。（四）课堂小结在这节课中，两位同学一起合作完成了一个六足机器人的搭建、编程和运行，同学们都非常能干！大家说机器人好不好玩啊？机器人是一个创意性的项目，可以培养我们的观察力，拓展我们的思维，激发我们的想像力和创造力。同学们可以利用生活中的知识和经验，像小工程师一样去设计机器人，让机器人为我们的生活服务。板书设计六足机器人机器人制作步骤搭建结构编写程序下载运行机器人组成控制模块执行模块传感模块制作六足机器人（学习材料）一、搭建结构1.腿部安装将机器人的三条腿等距安装在15孔直梁上。2.齿轮安装将上一步中完成部分翻转，使15孔直梁在上方，再进行齿轮安装。将36齿齿轮安装在腿部上方。3.膝盖安装将机器人的膝盖部分安装在腿部下方。4.足部安装安装足部。5.
