《乐高实验室》课件制作及应用.doc

乐高实验室课件制作及应用乐高实验室课件用于信息技术机器人活动，依据Roblab2.5 编程指南制作，是一个仿真实验型研究性学习类课件。l 课件特色与亮点1、强仿真：课件搭建了一个交互式虚拟乐高机器人实验平台，精确、形象地模拟乐高机器人活动中的搭建、编程、调试等过程。2、大容量：课件涵盖了乐高机器人活动中从初识Roblab到导航者级别、发明家级别直到高级应用等各级别编程以及比赛准备等全部内容。3、高智能：课件模拟乐高机器人搭建、编程环境，学习者拥有全部主动权，可以改任意更改程序参数，“机器人”将随之智能化调整运行方式。l 课件制作背景机器人技术融合了机械造型、电子传感器、计算机软硬件和人工智能等众多先进技术，机器人活动作为培养学生能力和素质的智能平台之一，承载信息技术教学新载体的任务，给信息技术基础教育带来了新的活力。但是我们不得不面对机器人设备的不足以及学生集中学习时间有限两方面的尴尬，急需开发一种能够模拟机器人搭建、编程、调试，既适于课堂教学辅导又方便学生自学的平台。实践中，我利用Flash逼真的动画功能和智能编程技术，仿真模拟出每次活动的软硬件环境，让学生轻松拥有自己的“机器人”，既激发了学生学习的兴趣，又解决了硬件设备不足的矛盾，又将有限的集中学习间进行了延伸，取得了很好的教学效果。最后集腋成裘，经过再创作、加工、梳理、完善、集成，形成本课件。l 艺术设计与布局课件整体色调为蓝色，配以黑、红、黄色文字，给人以清新、明亮的感觉，显得淡雅而深沉，突出科技主题。课件封面，模拟乐高机器人活动中心建筑群，画面中心矗立机器人雕塑。课件画面分割合理，控制区、显示区层次分明，风格协调、和谐、统一。导航控制方便实用，主菜单位于顶部，次级菜单（学习内容控制）位于左部，右上角附以课件控制及帮助按钮，无论何时何地都可以轻松跳转到任意页面，进行课件各个环节的学习。课件中采用了大量乐高积木实物的形象，从片、块、梁、轮到RCX每一个构件的造型、用色、材质、用光设计都十分考究，以仿真、乱真为终极目标。课件的帮助系统内容详尽、操作方便，任何时候都可以调出整个系统的使用说明，查找相应环节的操作帮助，随时解决使用者活动过程中遇到的困难。l 设计思路及表现手法本课件意在创建一个基于信息技术的研究性学习平台，让学生能在其上进行探究、实验（搭建与编程）、交流和查阅资料等活动，从而在自主地参与这些活动中，潜移默化地学习知识、培养能力或者扩大眼界。为此，应对这个平台应具备四点要求：1、具有为学生营造进行搭建和编程实验或模拟活动的环境；2、能够提供进行实验或开展活动的条件，以维持研究性学习的顺利进行；3、有自我检测、供教师检查评比的环节，或者为学生提供交流、研究心得的环境，旨在检验是否达到预订教学目标，或者开展协作学习，共享研究成果。4、还需提供适量的、与教学相关的补充资料，以加深学生对教学内容的理解，或者扩大学生的知识面。这也是编写一般研究性学习类课件时所共同面对的问题，要求对传统教学中教师与学生的关系重新定位。也就是说，要将“学生主体、教师主导”的原则作为指导思想。在信息环境中按照“双主”教学思想开展研究性学习活动，用多媒体课件以弥补书本教材的不足，摒弃“演示”型课件而开发成“平台式”助学学件。在辅助学习内容设计上要突出两个字：“选择”。在大量的资料、案例中，要选得准、用得精。选择的依据，主要的还是学生和教学内容这两个因素。l 课件制作与实现课件包括实验室、练功房、娱乐厅、服务处四大模块。1、实验室实验室是本课件的主体，也是课件的精华所在，意在通过flash的高逼真性，模拟乐高机器人的搭建、编程、运行、竞赛仿真环境。“机器人展厅”首先通过图片、文字介绍机器人定义、原则、用途等，认识各种机器人，然后简介乐高积木、RCX、各种传感器，对乐高机器人先有一个大致的认识，再介绍国内、国际机器人比赛，是机器人活动的百科全书或博物馆。“搭建实验室”从认识乐高积木部件入手，通过“乐高翻翻”、“乐高管家”两个游戏熟悉、记忆部件名称；由各种传动、抓手设计、腿型设计等练习搭建技巧；最后通过背靠背、依图搭建活动培养学生动手以及合作能力，体现乐高“做中学”的教育理念。“编程实验室”由浅入深精选了从初识Roblab到编程者级别的11个案例，每个案例又包括了明确任务、尝试搭建、编写程序、运行调试、任务拓展等几个模块儿。其中编写程序和运行调试是课件成功的关键，也是课件智能度的体现，同时也是技术实现的难点。以“竞走”案例为例，我首先描绘出Roblab编程环境，用按钮控制马达方向、马达能量组件的显示与隐藏，用ActionScript2.0控制程序的运行，用变量记忆马达能量、方向、运行时间等各种状态，通过计算得出机器人运行速度、偏移角度、行走方向等，实时调整机器人元件的_x和_y值，从而得到逼真的运行效果。“竞赛准备室”介绍机器人灭火、机器人足球两大经典赛事，从任务要求到比赛规则再到场地介绍，从搭建步骤、技巧，到编程实现的要点，都有非常详细的介绍，并提供程序示意图。最后由观看比赛模块给出逼真的现场比赛效果。2、练功房练功房模块儿提供初识Roblab、导航者级别、编程者级别、高级应用各级别全部编程资料，该模块调用后会附在实验室模块的上方，便于活动过程中随时查阅。是Roblab编程指南2.5的电子版，同时包括蜂鸣器、马达与灯、分支等实例的运行效果。3、娱乐厅娱乐厅开发乐高相关游戏4个，以实现“乐中学”、“学中乐”的活动理念；介绍Roblab Online、Mlcad、Loecad、乐高积木赛车等四个相关软件；推荐“乐高官方网站”、“中国机器人”等机器人活动网站。4、服务处提供本课件所有实例、案例源代码下载，使用说明及帮助文档。l 元件要素与技术处理乍一看好像技术处理起来困难重重，要横跨Flash与Roblab两个编程平台，但我们仔细分析一下就不难发现，可以将问题转化成普通Flash动画问题。以“机器人灭火”为例，要完成的效果是，任意拖动蜡烛到任意房间，机器人作出智能判断，到达房间将蜡烛吹灭，我们来看看此功能是如何实现的：先来分析下图所示的时间线，共有4层、160帧，第一层放置脚本，第二层为引导线，第三层为机器人不同的运动动画，第四层为图片背景。将蜡烛元件命名为lz，给其写上如下脚本：onClipEvent (mouseDown) 鼠标按下，开始拖动if (this.hitTest(_root._xmouse, _root._ymouse, false) this.startDrag();onClipEvent (mouseUp) 鼠标抬起，停止拖动this.stopDrag();分别制作四个透明元件放在场地房间相应位置，并分别命名为mywz1、mywz2、mywz3、mywz4，用全局变量_global.mylz记住蜡烛位置的值，在第一帧上写入脚本：if (lz.hitTest(mywz1) 碰撞测试，如果真，蜡烛在1号房间_global.mylz = 1;if (lz.hitTest(mywz2) 蜡烛在2号房间_global.mylz = 2;if (lz.hitTest(mywz3) 蜡烛在3号房间_global.mylz = 3;if (lz.hitTest(mywz4) 蜡烛在4号房间_global.mylz = 4;制作“run”按钮，写上如下代码，控制播放头播放动画片段：on (release) 根据_global.mylz的值判断跳转if (_global.mylz = 1) gotoAndPlay(10);if (_global.mylz = 2) gotoAndPlay(50);if (_global.mylz = 3) gotoAndPlay(90);if (_global.mylz = 4) gotoAndPlay(120);在每段动画的最后一帧写上脚本gotoAndStop(1)，至此，