乐高机器人课程介绍教案资料

会同县青少年活动中心乐高机器人课程(kèchéng)介绍联系人谢老师(lǎoshī)：手机Q：623367793常用邮箱：htyz126@126.com第一页，共63页。乐高NXT机器人的基本(jīběn)零件图由上百种(bǎizhǒnɡ)丰富多彩的积木，如板、块、梁、轴、齿轮、连接件、轮子等组成。第二页，共63页。乐高零件多达上百种，可搭建(dājiàn)模型与创意第三页，共63页。乐高机器人的组成,各种(ɡèzhǒnɡ)功能的传感器触动传感器角度传感器光电传感器温度传感器触动传感器光电传感器角度传感器声音传感器超声波传感器其中光电传感器最常用(chánɡyònɡ)，可用于寻轨迹，物品识别第四页，共63页。光电传感器是机器人的两种视觉传感器之一（另一个是超声波传感器）。光线传感器能够让机器人分辩光线的强弱。它能够感受房间的光线强度和根据颜色来测量光线强度。

下图是人看到的和机器人看到的。

这是人眼看到的这是机器人光电传感器看到的乐高机器人的常用(chánɡyònɡ)输出设备RCX马达乐高灯乐高蜂鸣器内置角度(jiǎodù)传感器的NXT马达第五页，共63页。机器人的大脑：一个功能强大的微型(wēixíng)电脑(单片机）上一代(yīdài)RCX机器人新一代NXT机器人第六页，共63页。利用乐高零件(línɡjiàn)搭建的各种NXT机器虫、人第七页，共63页。乐高机器人的编程环境(huánjìng)（语言）1、机器人的思维(sīwéi)：robolab，NXTMindstorm可以利用以上(yǐshàng)软件控制机器人，比如控制机器人的行走路线、方式，机械手臂的动作等。第八页，共63页。简单(jiǎndān)易学的乐高机器人课程第九页，共63页。1、机器虫走轨迹、记数2、避、越障碍、走迷宫3、机器虫通讯、寻线接力4、步行、仿生机器人5、寻线搬运、投篮机器人6、机器人货物自动分捡系统7、FLL工程挑战训练（含概能源、交通、生命科技、食品安全）8、其它课程项目如：技术与设计(shèjì)、机械结构、气动力4、乐高课程开设的常规练习(liànxí)项目：第十页，共63页。2、学习简单的机械结构(jiégòu)知识涡杆与涡轮离合(líhé)齿轮链条(liàntiáo)乐高转盘差速器与轮轴斜齿齿轮皮带与滑轮连接简单的万向轮齿轮组的传动比第十一页，共63页。迷你(mínǐ)投石车3、乐高NXT机器人搭建(dājiàn)拓展自平衡送药机器人太阳能履带式坦克(tǎnkè)机器狗机械手臂行走机器人第十二页，共63页。第十三页，共63页。3、引导学生自主(zìzhǔ)分析问题解决问题，进行任务挑战竞赛分析场地和任务挑战。选择合适的传感器和动力输出设备。分析出一个最适合完成任务的算法。用程序(chéngxù)语言描述出算法。将编好的程序(chéngxù)写入机器人大脑中。调试机器人并发现问题。根据出现的问题进行程序(chéngxù)、算法修改。第十四页，共63页。创意(chuànɡyì)机器人NXT机器人参与(cānyù)制作的皮影戏机器人解魔方(mófānɡ)清洁、浇花机器人智能教室：自动水洗黑板，通风控温医生助手第十五页，共63页。2010生命科技2011食品安全第十六页，共63页。FLL挑战任务之“机器人驱动(qūdònɡ)设计”机器人的动力都是由马达提供的，将轮子直接连接到马达或通过齿轮、履带、皮带、链条连接到马达。观察生活中汽车(qìchē)、自行车（电动）、摩托车、坦克、四驱越野车是如何产生动力的。马达直接(zhíjiē)驱动（前驱、后驱）四驱结构六驱结构提示：通过不同的连接方式，驱动的效果会不同。第十七页，共63页。机械手臂(shǒubì)驱动系统机械(jīxiè)辅助装置NXT机器人第十八页，共63页。FLL机器人的程式(chéngshì)编写这个模块右上角的字母表示马达连接到NXT的哪个输出端口。这个图标表示机器人运动的方向。这个图标表示马达能量。这个图标表示你设置马达的延续特性(tèxìng)是没有限制、角度、圈数或者时间。第十九页，共63页。FLL机器人工程(gōngchéng)挑战赛：2008-破解能源随着全球能源需求的增长，破解能源任务模型要求FLL参赛队伍考虑现有的能源并提升(tíshēng)能源利用率。必须考虑能源使用的各环节，包括能源产生、存储，处理。14项任务包括：植树、风力发电机、太阳能屋顶、卫星、钻井平台、煤矿、能源工厂等。要求2分半钟完成并按任务计分。第二十页，共63页。FLL机器人工程(gōngchéng)挑战赛：2009-气候影响16个任务(rènwu),2.5分钟内完成，每个任务(rènwu)分值不同,难度不同循序渐进,有任务(rènwu)完成级别，完成任务(rènwu)顺序任意.选择研究气候对你的社区是如何影响(yǐngxiǎng)的，给出基于信息的解决方案，解决本地、全球的气候问题第二十一页，共63页。FLL机器人工程挑战赛：2010年智能(zhìnénɡ)交通在一个模拟的环境中直接感受一辆装有传感器的智能小车(xiǎochē)在前往某个地点或运输的时候，去避开碰撞，并在碰撞中逃生的过程，旨在通过这一活动激发青少年对交通问题的兴趣，引发他们对改善交通运输的意识。要求机器人在150秒内完成11项机器人挑战任务，如目标点、黄色桥面、车辆共享、交通标记、圆环、警示塔、感应墙、车辆碰撞测试、单乘客固定测试、多乘客安全测试。第二十二页，共63页。第二十三页，共63页。FLL机器人工程挑战赛：2011-生命(shēngmìng)科技是在一个模拟的环境中直接感受医生和医学博士克服重重困难、利用各种工具，将患有不同疾病的病人治愈，让生命得以继续。要求机器人在150秒内完成14项挑战任务，每个任务都有相应的分数，完成动作越多，得分(défēn)越高。旨在通过这个活动激发青少年对生物医学的兴趣，引发对改善医疗科技意识，为未来的生命科学技术提供自己的想象力。第二十四页，共63页。自动(zìdòng)配药骨骼(gǔgé)修复剔除(tīchú)坏死细胞通过思维控制事物部分任务图示第二十五页，共63页。示例：任务(rènwu)完成计分方法第二十六页，共63页。FLL机器人工程(gōngchéng)挑战赛：2012-食品安全民以食为天，在食品生产、加工销售等众多环节中，隐藏着许多不安全(ānquán)因素，应该引起我们对食品安全(ānquán)问题的足够重视！在“食品安全(ānquán)”机器人比赛中，你的机器人的任务是提醒人们在进食之前避免和处理污染。共有:收获玉米、捕鱼、匹萨和冰淇淋、运送新鲜农产品、掌握烹饪时间、控制储藏温度、清除有害生物、冷藏运输、消毒洗手除菌、保护有益细菌等15个任务，并分小学、初中、高中三个组进行比赛第二十七页，共63页。全国(quánɡuó)FLL机器人工程挑战赛现场第二十八页，共63页。基于乐高教学平台(píngtái)的课程拓展thecoursedevelopmentwiththeLEGOeducationproduct与中学生物课程(kèchéng)整合与中学(zhōngxué)信息课程整合三维教学目标与中学数学课程整合与中学物理课程整合与中学化学课程整合与中学劳技、通用技术课程整合第二十九页，共63页。第三十页，共63页。第三十一页，共63页。小学数学问题中的行程问题,孩子们可以通过机器人的检测设计和检测对起问题的意义理解更加(gènjiā)深刻.经典案例:K-12

从一个州到另外一个州,估计时间,测试,绘制美国地图.再例:制作火车站的站点时刻表.行程性数学应用(yìngyòng)问题第三十二页，共63页。学生(xuésheng)自己搭建立体模型,使用积木来测量几何长度.通过乐高零件来完成一些比较,测量的问题教学.几何(jǐhé)教学第三十三页，共63页。第三十四页，共63页。第三十五页，共63页。BarbaraBratzel通过(tōngguò)设计学物理

Physicsbydesign选择并使用ROBOLAB软件,RCX可控制积木块，以及LEGO零件与8年纪的课程课程整合。在课程整合的基础上,学生能够去探索运动,力,液体,功和能量.重点在工程上。搭建并且设计更好地使学生能够理解物理学概念和因素以及其它的一些.第六部分：物理学活动介绍(jièshào)1.提高速度2.停下来等行人3.穿越线条4.旋转你的车轮5.速度比赛6.行动反应汽车7.齿轮传动8.旋转颜色9.蜗牛步伐10.斜面爬坡11.登峰表演12.绳索上的散步者13.LEGO平衡14.向上移动它15.一阵微风16.迅速地冷却它17.达到你的潜能第三十六页，共63页。如何测量(cèliáng)小车所受到的摩擦力呢？角度传感器不只能(zhīnénɡ)用来测量角度！乐高教育平台的广阔性！可以开发(kāifā)出多种传统物理实验难以达到的效果。小车的轴是与轮子一起转动轴第三十七页，共63页。摩擦(mócā)所产生的热量会有多大呢?轮胎(lúntāi)转动马达(mǎdá)温度传感器简单的机构是学生自主开发出的实验平台第三十八页，共63页。冷却水牛顿(niúdùn)冷却定理第三十九页，共63页。什么样的方法(fāngfǎ)可一更快地冷却水?搅拌(jiǎobàn)?吹风?搅拌机第四十页，共63页。数据(shùjù)采集仪器(yíqì)面版设计G语言(yǔyán)单摆第四十一页，共63页。角度物理量在ROBOLAB软件中数据处理后得到自己(zìjǐ)想要的物理量数据ROBOLAB软件中提供各种你所需要的计算(jìsuàn)工具第四十二页，共63页。第四十三页，共63页。第四十四页，共63页。OHCO2CO2H2OCH3O化学(huàxué)教学拓展C6H12O6第四十五页，共63页。C6H12O6+C6H12O6——H2O+C12H22O11第四十六页，共63页。各种生物(shēngwù)、化学分子模式第四十七页，共63页。乐高NXT机器人在中学物理、化学、生物(shēngwù)教学方面的一些应用第四十八页，共63页。各地已建成的示范性乐高机器人学校(xuéxiào)北京理工附小(fùxiǎo)机器人实验室第四十九页，共63页。第五十页，共63页。授课(shòukè)效果钢制讲台耐久实用可实物(shíwù)、电脑切换可外接笔记本银幕升降+音箱控制黑板(hēibǎn)+投影我们将来的乐高机器人课堂第五十一页，共63页。科学与技术(jìshù)、WEDO幼儿机器人课程结构与力7个以上不同形状的梯子、不同形状的桥、桁架桥、美丽的塔、方便的桌子、折叠椅、不倒翁等。简单机械8个以上跷跷板、钓鱼杆、工具夹子、天平称、转向小车、齿轮组合、陀螺、道闸等。动力机械20个以上风扇、搅拌器、手钻、雨刮器、旋转木马、省力的绞盘、起重机等（使用马达控制的和

WeDo软件自带12个控制案例）。能量转化10个以上滑坡车、飞轮车、碰撞小车、陆地快艇、风能车、橡皮筋动力小车、投石车、电动车、F1赛车、步行者等。第五十二页，共63页。科学与技术(jìshù)课程（概览）第五十三页，共63页。我们将开设以下(yǐxià)班级与相应的课程中级班（20课时，不少于50个活动案例）乐高NXT机器人课程与科学技术课程初级班（20课时，不少于14个活动案例）乐高WEDO幼儿教育机器人课程以上共两个班（每班18人，2~3人一组）小班教学，9人可开课(kāikè)，采用无网络教学法第五十四页，共63页。招收(zhāoshōu)对象小学三年级到中学(zhōngxué)九年级的同学培训(péixùn)时间寒暑假（分上下旬各一次培训）平时周末（每周六晚或周日下午）收费参考每课时15~20元（外地收费30~80元一课时）第五十五页，共63页。文摘(wénzhāi)随着人工智能技术(jìshù)的迅猛发展，全世界范围内掀起了一股智能机器人竞赛的热潮。近几年，我国尤其是南方先进省份机器人竞赛非常盛行，许多大学院校，中小学都开始利用机器人竞赛活动来促进信息技术(jìshù)教育及培养学生动手制作的能力，比赛使至今许多人认为可望不可及的机器人世界走向我们的生活，同时对培养信息时代所需要的人才起到了非常重要的作用。人们已逐步认识到，在信息技术(jìshù)教育中渗透机器人学科知识与机器人应用前景方面的教育已势在必行。有专家预测，21世纪中期，人类社会将全面进入以智能机器人为代表的智能时代。如同上世纪80年代计算机课程刚进入中小学一样，机器人课程也将以必修课、必选课、选修课以及课外科技活动等多种形态共存一段时期。展望未来，机器人全面进入中小学课堂将成为不可逆转的潮流。第五十六页，共63页。文摘(wénzhāi)机器人学科教育走进课堂的必要性专家指出：机器人不是一门学科，而是一个学科技术群。机器人的核心是智能技术，其外延则涵盖了机械、电子、通讯、控制等多个学科和技术领域。我们根据基础教育(jīchǔjiàoyù)的教育目标和学生的认知特点，选取适当的教学内容，使青少年学习一点机器人的基础知识和基本技能，以培养他们的创新精神和综合实践能力。机器人学科教育走进课堂，绝不意味着要在中小学开设一门“机器人学”的新学科，或者单独设立的机器人课程。目前，许多学校的做法是将机器人的知识与技能，以知识更新的方式纳入已经开设的《信息技术》、《通用技术》、《综合实践》等课程，更多的学校是以课外活动和各种兴趣班、培训班的模式开展机器人教学，在不增加学生学业负担的情况下，取得了较好的效果。第五十七页，共63页。爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”。乐高机器人将先进的教育理念与自动化控制技术相结合，通过“做、玩中学”提高学生兴趣，培养与人合作的精神，极大拓展动手实践、交流能力和创新意识。中国的孩子普遍缺乏学习动力，如果您的孩子厌学、孤僻、迷恋网游，不妨让孩子加入我们的乐高小团队，他能引导孩子克服交流和学习障碍，通过科学探究体验成长和快乐，并形成科学思想和正确的情感和价值观，具有一定的社会责任感，从而端正自己的学习目标(mùbiāo)和树立远大理想。第五十八页，共63页。钱学森谈科技创新人才(réncái)的培养问题今天我们办学，一定要有加州理工学院的那种科技创新精神，培养会动脑筋、具有非凡创造能力的人才。我回国这么多年，感到中国还没有一所这样的学校，都是些一般的，别人说过的才说，没说过的就不敢说，这样是培养不出顶尖帅才的。我们国家应该解决这个问题。你是不是真正的创新，就看是不是敢于研究别人没有研究过的科学前沿问题，而不是别人已经说过的东西我们知道，没有说过的东西，我们就不知道。所谓优秀学生就是(jiùshì)要有创新。没有创新，死记硬背，考试成绩再好也不是优秀学生。

温总理看望(kàn