(教学设计)机器人托马斯

机器人托马斯——轨迹机器人教学设计重庆市九龙坡区石新路小学杨鹏教学内容：本内容是韩端机器人配套中级版教材《机器人科学教室》第8课“托马斯”中的内容，该内容适合小学高段学生学习和使用。本课以卡通火车机器人“托马斯”为原型，让学生理解轨迹运行的道理并搭建一个火车型机器人，配合主控器调用红外寻线程序，实现机器人按轨迹行走的过程。在教学过程中通过车身的搭建让学生初步了解齿轮，轮轴等物理结构，熟悉一般科学探究的过程，在与他人交流中，感受创新与合作的乐趣。学情分析：五年级的学生有初步的乐高基础，会积木件的组装，对程序认识不多。针对学生年龄特点选择本课以组装搭建为主，了解和认识各齿轮正负极等物理常识，提高学生生活技能素养，在程序上以选择和调用为主，通过优化传感器培养学生分析和思考的能力。教学目标：知识与技能：初步了解齿轮，轮轴等物理结构、轨迹识别传感器的构成和数据线的连接，能正确调用轨迹程序。过程与方法：通过自主学习，小组合作探究，体验和感悟科学实践的一般工程。情感态度价值观：学会把大任务分解成多个小任务解决问题；在探索工程中，善于思考和分析，并能归纳总结，体验成功与失败；在与他人交流中，感受创新的乐趣。教学重点、难点：重点：组装和搭建一个传动装载，能使用轨迹程序让机器人按轨迹运行。难点：红外传感器应用技巧。教学准备：韩端机器人器材20套，配件若干。教学过程：教学环节教师活动学生活动创设情景，激趣导入播放视频（机器人托马斯的视频剪辑）师：机器人托马斯是我们喜欢的卡通人物，它是一个火车机器人，同学们知道火车的行走方式有什么特点吗？（板书：探寻轨迹机器人托马斯）师：在机器人之中也有一种按轨迹行走的机器人。观看动画、思考火车行走的方式特点（沿轨迹走）生：沿着轨道走。2、任务分析，目标驱动师：但是要想完成任务，我们必须闯过三道关口，他们分别是搭建托马斯的身躯，安装托马斯的传感器和电线，调用寻线模式。你们准备好了吗？生：1、搭建一个小火车2、安装红外传感器3、安装程序控制器3、自主学习，动手实践第一关：机器人身躯的拼装。每个机器人都要有个结实的身躯，像擎天柱一样强壮，所以我们要把托马斯的各部分都连接紧紧的，要用力，不要让托马斯在一会的活动中散掉了哦。在每组的桌上有一个未完成的机器人模块，我们现在需要做的是，将它的眼睛、身躯、大脑连接起来。2）请同学们根据制作要求完成组装。

7（生：马达、轮子、眼睛和传感器、车厢）学生动手搭建机器人4、程序调用，初次尝试第二关：在我们托马斯的大脑上有着密密麻麻的电线，只有正确连接才能使托马斯顺利的运行，如果连接错了，托马斯不但不能动，还有可能烧坏元件。所以大家一定认真学习了。现在我们来连接控制器，首先要让它动起来需要连接马达、然后要让托马斯跟着轨道走我们需要连接红外传感器，最后我们还要把电池能量给它装上，好了去试一试你的托马斯吧。学生连接控制器的各部分。（学生填写答题卡）5、发现问题，合作解决在同学们刚刚帮助托马斯启动的过程中，好像很多小组都发现自己组的托马斯不听话，开动不了对吗？（当然，有几个小组的托马斯已经开动了，很不错！）不要灰心，现在请有问题的小组组内讨论，认真对照搭建图的每一个细节，到底是哪个步骤出错了，尝试看你能让你的托马斯动起来吗？如果组内解决不了可以请教完成任务的同学或者老师。遇到问题的时候，多和小伙伴商量，对照图纸检查自己的机器人。6、头脑风暴，深入探究。第三关：调用线追踪模式。调用机器人线追踪程序。（学生学习调整到模式3）首先检查电池夹和直流马达是否连接正确，然后打开电源开关，你找到了电源按钮吗？我们的机器人能完成的许多事情都是因为我们设计了不同的程序来控制它，让它变得像有智慧的人一样，我们的托马斯也是一样的，需要我们把程序模式调整为“模式3：线追踪模式”，大家看看是怎么调节到模式3的呢？哪个按钮能让灯不停的变化，把它调到我们需要的模式吧。。分小组讨论交流，一起找找书中有提示吗。学生分小组交流汇报讨论结果。7、评价展示把你们小组的托马斯拿来比一比线追踪，看看谁能跑得快。比赛：现在请1-5个小组到场地1准备，同时开始，请6-10组观看。计时开始。学生开始机器人展示汇报和比赛8、反思小结能说一说你今天的活动中你遇到了什么情况？你学到了什么？老师有个问题，为什么托马斯会寻着黑线走呢？你猜一猜是什么原因？对就是这个传感器，（出示PPT红外传感器）学生实验调整传感器的位置。9、深化拓展师：它的下方有两个小东西，一个发射，一个接收，当发出去的光反射回来，如果是黑色的地面反射回来的光线数字就会很小，如果是白色的地面反射回来的光线数字就会很高，这样我们的控制器就能判断是否在黑线上，再控制器控制两个马