2024年度乐高Ev3教案

乐高Ev3教案12024/3/23CONTENTS课程介绍与目标乐高Ev3基础知识搭建与组装技巧编程入门与实战演练进阶编程技巧探讨拓展功能开发与挑战课程总结与回顾22024/3/23课程介绍与目标0132024/3/23乐高Ev3是一款基于乐高积木构建的可编程机器人套件。它结合了乐高积木的创意与科技的智慧，为孩子们提供了一个寓教于乐的学习平台。通过乐高Ev3，孩子们可以了解机器人的基本原理和编程知识，培养他们的逻辑思维、创新能力和解决问题的能力。乐高Ev3简介42024/3/23本课程的目标是让学生通过动手实践，掌握乐高Ev3机器人的基本搭建和编程技能，培养他们的创新思维和解决问题的能力。课程目标乐高Ev3课程不仅是一门技术课程，更是一门培养学生综合素质的课程。通过本课程的学习，学生可以锻炼自己的动手能力、逻辑思维能力、创新能力和团队协作能力，为未来的学习和生活打下坚实的基础。课程意义课程目标与意义52024/3/23适用对象本课程适用于对机器人和编程感兴趣的中小学生。要求学生需要具备一定的动手能力和逻辑思维能力，对机器人和编程有一定的了解和兴趣。同时，学生需要自备一台乐高Ev3机器人套件。适用对象及要求62024/3/23乐高Ev3基础知识0272024/3/23电缆与连接器用于连接主机、电机和传感器，构成完整的电路。积木乐高特有的构建元素，用于搭建机器人的外壳和结构。传感器帮助机器人感知环境的设备，如触碰传感器、颜色传感器等。主机控制机器人的“大脑”，内置微处理器、内存和操作系统。电机驱动机器人移动的部件，乐高EV3通常配备大型和中型电机。机器人结构与组件82024/3/23检测机器人的物理接触，常用于避障或检测按钮按压。检测周围环境的颜色，可用于循迹或识别特定颜色的物体。检测距离和物体接近程度，用于实现遥控或避障功能。检测声音强度，可用于声控机器人或对声音环境作出反应。触碰传感器颜色传感器红外传感器声音传感器传感器类型及功能92024/3/23乐高官方提供的编程软件，支持图形化编程和文本编程。包括菜单栏、工具栏、编程区、模拟区和设备连接区等。通过拖拽积木式的图形块来构建程序，适合初学者入门。使用类似Python的编程语言进行更高级别的编程，适合进阶用户。乐高EV3软件界面布局图形化编程文本编程编程环境与界面介绍102024/3/23搭建与组装技巧03112024/3/23介绍EV3核心组件搭建机器人底盘安装电机和传感器调试和测试机器人搭建步骤演示包括EV3智能砖、电机、传感器等，解释其作用和连接方式。根据设计需求，在底盘上安装电机和传感器，并连接到EV3智能砖。选择合适的乐高积木搭建稳固的底盘，确保机器人能够平稳移动。完成搭建后，进行调试和测试，确保机器人能够按照预期工作。122024/3/23确保电机安装牢固，避免在机器人运行过程中出现松动或脱落。传感器应安装在合适的位置，以确保其能够准确感知环境信息。使用合适的电池，并按照正确的极性进行安装，避免电池短路或损坏。电机安装传感器安装电池安装关键组件安装注意事项132024/3/23鼓励学员发挥想象力，设计具有创意和功能的机器人。让学员编程控制机器人完成舞蹈动作，比赛谁的机器人舞蹈更优美。设置寻宝场景，让学员编程控制机器人寻找宝藏，锻炼学员的编程和解决问题的能力。创意机器人设计机器人舞蹈比赛机器人寻宝游戏创意搭建挑战活动142024/3/23编程入门与实战演练04152024/3/23介绍乐高EV3编程软件的界面布局，包括菜单栏、工具栏、编程区、控件库等。界面布局控件库编程步骤详细讲解控件库中的各类控件，如电机控制、传感器读取、逻辑控制等。演示如何使用图形化编程界面进行编程，包括新建程序、拖拽控件、设置参数等步骤。030201图形化编程界面介绍162024/3/23

基本程序结构讲解顺序结构讲解程序中的顺序结构，即按照设定的顺序依次执行各个控件。循环结构介绍循环结构的概念及其在乐高EV3编程中的应用，如使用循环控件实现重复执行某段程序。条件结构详细讲解条件结构，即根据设定的条件判断执行不同的程序分支，如使用条件控件实现机器人的智能决策。172024/3/23介绍一个简单的机器人任务，如让机器人沿直线前进、转弯、停止等。任务描述演示如何使用乐高EV3编程软件实现该任务，包括选择合适的控件、设置参数、调试程序等步骤。编程实现探讨如何对程序进行优化，如提高机器人运动的稳定性、减少程序执行时间等。程序优化实例分析：简单任务编程实现182024/3/23进阶编程技巧探讨05192024/3/23遵循简洁明了、见名知意的原则，使用有意义的变量名，避免使用特殊字符和保留字。变量命名规则根据实际需求选择合适的数据类型，如整数、浮点数、布尔值等，确保数据的准确性和有效性。数据类型选择熟练掌握各种运算符的优先级和结合性，正确运用算术运算符、比较运算符和逻辑运算符等，实现复杂的计算和控制逻辑。运算符使用变量、数据类型和运算符应用202024/3/23双分支结构适用于需要根据条件选择执行两种不同操作的情况，通过if-else语句实现。单分支结构适用于简单条件判断，根据条件的真假执行相应的操作。多分支结构适用于多个条件判断的情况，通过if-elif-else语句或switch语句实现。条件判断语句使用场景分析212024/3/23for循环适用于已知循环次数的情况，通过设定循环变量和循环次数实现循环控制。适用于需要根据条件判断来决定是否继续循环的情况，通过设定循环条件和循环体实现循环控制。适用于需要同时控制多个循环的情况，通过在一个循环体内嵌套另一个循环实现复杂的循环控制逻辑。适用于需要在循环过程中提前结束或跳过本次循环的情况，通过break语句提前退出循环，通过continue语句跳过本次循环剩余部分并继续下一次循环。while循环循环嵌套break和continue语句循环结构在程序中的应用222024/3/23拓展功能开发与挑战06232024/3/23123阐述乐高Ev3所支持的蓝牙通信模块及其工作原理，包括蓝牙协议栈、通信距离、数据传输速率等关键参数。蓝牙通信模块介绍详细讲解如何在乐高Ev3上配置蓝牙通信功能，包括开启蓝牙、搜索设备、建立连接等操作步骤。蓝牙通信配置步骤提供基于乐高Ev3编程语言的蓝牙通信实现示例，包括发送和接收数据的代码片段，以及处理通信异常的方法。蓝牙通信编程实现蓝牙通信功能实现方法论述242024/3/2303红外线传感器应用案例提供几个基于乐高Ev3和红外线传感器的应用案例，如避障机器人、自动寻迹小车等，并分析其实现原理和实现过程。01红外线传感器原理简介简要介绍红外线传感器的工作原理及其在机器人领域的应用场景。02乐高Ev3红外线传感器使用方法详细讲解如何在乐高Ev3上使用红外线传感器，包括传感器的连接、配置和编程控制等方面。红外线传感器应用案例分析252024/3/23项目背景与目标阐述智能小车设计的项目背景和目标，包括实现自主导航、避障、路径规划等功能。技术方案与实现过程详细介绍智能小车设计的技术方案和实现过程，包括硬件选型、电路设计、软件编程等方面。项目成果与展示展示智能小车设计的项目成果，包括实物展示、功能演示、性能测试等方面，并分析其优缺点和改进方向。创新项目挑战：智能小车设计262024/3/23课程总结与回顾07272024/3/23EV3机器人基础知识EV3控制器介绍：接口、按钮、指示灯功能电池安装与充电注意事项关键知识点总结回顾282024/3/23编程基础顺序、循环、条件判断等编程结构变量、数据类型、运算符等概念关键知识点总结回顾292024/3/23传感器与电机控制超声波、红外、颜色等传感器原理及应用电机驱动与控制方法关键知识点总结回顾302024/3/23机器人搭建与调试结构设计原则与搭建技巧程序调试与优化方法关键知识点总结回顾312024/3/23作品展示学生分组展示各自搭建的机器人及编写的程序演示机器人完成指定任务的过程和效果学生作品展示评价环节322024/3/23创新性设计是否新颖、有创意实用性是否能解决实际问题或满足特定需求学生作品展示评价环节332024/3/23程序编写和机器人搭建的复杂程度技术难度分工协作、沟通交流的能力团队合作学生作品展示评价环节342024/3/23学习建议深入学习传感器融合技术，提高机器人环境感知能力探索更复杂的编程算法，如路径规划、图像识别等下一步学习建议及资源推荐35202