全国青少年机器人考试一级第七课之烤肉架教学设计

全国青少年机器人考试一级第七课之烤肉架教学设计授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教学内容全国青少年机器人考试一级第七课之烤肉架教学设计，基于教材第七章“机器人结构与运动”，本节课主要内容包括：

1.烤肉架模型的搭建：学生通过搭建烤肉架模型，了解并掌握齿轮、杠杆等基础机械原理。

2.编程控制烤肉架运动：学生学会使用机器人编程软件，编写程序控制烤肉架的旋转和移动。

3.传感器应用：利用触碰传感器，实现烤肉架自动停止和启动的功能。

4.机器人作品展示与评价：学生展示自己的烤肉架作品，进行自评、互评，教师点评并给予建议。

教学内容与教材紧密关联，注重实践操作，培养学生的动手能力和创新思维。核心素养目标1.科学探究与思维：通过烤肉架模型的搭建和编程，培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力，发展科学探究思维。

2.技术应用与创新：使学生掌握机器人结构与运动原理，运用传感器和编程技术实现烤肉架功能，激发技术创新意识。

3.团队合作与沟通：在小组合作过程中，培养学生分工合作、相互沟通、共同解决问题的团队协作能力。

4.实践操作与创新能力：鼓励学生在实践操作中勇于尝试、不断创新，提高动手操作能力和创新实践能力。

5.评价与反思：通过作品展示与评价，培养学生自我评价、接受他人评价的能力，促进自我反思和成长。教学难点与重点1.教学重点

-烤肉架模型搭建：掌握齿轮、杠杆等基础机械原理在烤肉架搭建中的应用。

-编程控制：学会使用机器人编程软件，编写控制烤肉架旋转和移动的程序。

-传感器应用：理解并运用触碰传感器实现烤肉架的自动停止和启动。

2.教学难点

-模型搭建中的精确配合：学生在搭建烤肉架时，可能会遇到齿轮、杠杆等部件精确配合的难题，需要掌握如何调整和优化结构以达到理想效果。

-编程逻辑思维：编写控制程序时，学生需理解并运用逻辑思维，正确设置运动参数，确保烤肉架按预期运动。

-传感器与程序的协同：学生需要理解传感器如何与程序协同工作，实现烤肉架的自动控制功能，这对理解程序与硬件的交互是一大挑战。教学资源1.硬件资源：

-机器人套件：含齿轮、杠杆、触碰传感器等部件。

-计算机设备：用于编写和运行程序。

-烤肉架模型搭建材料。

2.软件资源：

-机器人编程软件：用于编写控制程序。

-课程相关教学PPT：展示教学流程和关键知识点。

3.课程平台：

-在线教学平台：提供教学视频、示例程序等资源。

-实物操作平台：用于学生搭建模型和调试程序。

4.信息化资源：

-电子教案：便于教师教学和学生预习。

-互动教学工具：提高课堂互动性和学生参与度。

5.教学手段：

-分组合作：培养学生团队合作能力。

-互动问答：巩固知识点，提高学生思考能力。

-实践操作：加强学生对知识点的理解和应用。教学过程1.导入新课

同学们，上一节课我们学习了机器人编程的基础知识，今天我们将运用所学知识，结合齿轮、杠杆等基础机械原理，来搭建一个有趣的烤肉架模型。首先，请大家打开教材第七章“机器人结构与运动”，我们来回顾一下本章的重点内容。

2.复习与引导

在上一章中，我们学习了机器人是如何通过结构与运动实现各种功能的。那么，大家思考一下，一个烤肉架需要哪些结构和运动来实现其基本功能呢？（学生回答）很好，我们需要齿轮、杠杆等机械原理来实现烤肉架的旋转和移动。

3.知识探究

（1）烤肉架模型搭建

首先，我们来看一下烤肉架的模型搭建。请大家分组讨论，如何利用齿轮、杠杆等部件搭建一个稳固且能实现旋转的烤肉架模型。（学生讨论）

讨论结束后，我会邀请几组同学分享一下他们的搭建方案。通过这种方式，我们可以了解到不同的搭建方法，并从中选择最佳方案。

（2）编程控制烤肉架运动

在编程过程中，我会巡回指导，解答同学们遇到的问题。同时，我会强调程序的逻辑思维和运动参数的设置，确保烤肉架能够按预期运动。

（3）传感器应用

现在，我们已经实现了烤肉架的基本功能。但是，如何让烤肉架在遇到触碰时自动停止呢？这就需要运用到传感器了。

请大家思考一下，如何利用触碰传感器实现这一功能？（学生思考）通过将触碰传感器与程序相结合，当烤肉架遇到触碰时，程序会自动让烤肉架停止运动。

4.实践操作

在操作过程中，我会强调团队合作，鼓励同学们相互交流、共同解决问题。同时，我会关注学生的操作情况，及时给予指导和帮助。

5.作品展示与评价

实践操作结束后，每个小组展示自己的烤肉架作品，并进行自评、互评。我会根据同学们的评价，给出我的建议和点评。

6.总结与拓展

最后，我们来总结一下今天的学习内容。通过这节课的学习，我们掌握了齿轮、杠杆等基础机械原理在烤肉架搭建中的应用，学会了使用机器人编程软件编写控制程序，以及如何利用传感器实现烤肉架的自动控制功能。

课后，请大家思考如何将这些知识应用到其他机器人作品中，发挥自己的创新能力，为我们的生活带来更多便利。下节课，我们将继续深入学习机器人结构与运动的相关知识，探索更多有趣的作品。学生学习效果1.掌握了齿轮、杠杆等基础机械原理在烤肉架模型搭建中的应用，能够运用这些原理解决实际问题。

2.学会了使用机器人编程软件，能够编写控制烤肉架旋转和移动的程序，提高了编程能力。

3.理解并掌握了触碰传感器的工作原理，能够将传感器与程序相结合，实现烤肉架的自动停止和启动功能。

4.培养了团队合作精神和沟通能力，能够在小组合作中发挥各自优势，共同解决问题。

5.通过作品展示与评价，学生学会了自我评价和接受他人评价，提高了自我反思和总结的能力。

6.激发了学生对机器人技术的兴趣，培养了对科技创新的热情，为今后深入学习机器人相关知识奠定了基础。

1.烤肉架模型搭建：

学生能够熟练运用齿轮、杠杆等机械原理，搭建出稳固且能实现旋转的烤肉架模型。在搭建过程中，学生掌握了如何调整和优化结构，以达到理想效果。

2.编程控制烤肉架运动：

学生掌握了机器人编程软件的基本操作，能够编写出控制烤肉架旋转和移动的程序。在编程过程中，学生学会了设置运动参数，理解了逻辑思维在编程中的重要性。

3.传感器应用：

学生理解了触碰传感器的工作原理，能够将其与程序相结合，实现烤肉架的自动控制功能。通过这一过程，学生体会到了传感器技术在机器人领域的重要作用。

4.团队合作与沟通：

在小组合作过程中，学生学会了分工合作、相互沟通、共同解决问题。通过合作，学生提高了自己的团队协作能力和沟通技巧。

5.作品展示与评价：

学生在作品展示环节，能够清晰地表达自己的设计思路和创作过程。在评价过程中，学生能够认真倾听他人意见，吸收有益建议，提高自己的作品质量。

6.拓展与创新：

学生在掌握基本知识的基础上，能够发挥自己的创新能力，思考如何将这些知识应用到其他机器人作品中。这有助于培养学生的创新意识和实践能力。典型例题讲解例题1：

设计一个程序，使烤肉架模型从初始位置开始，先顺时针旋转三圈，然后逆时针旋转两圈。

解答：

1.设置初始位置。

2.顺时针旋转命令：robot.turnClockwise(360*3)。

3.逆时针旋转命令：robot.turnCounterClockwise(360*2)。

例题2：

如何利用触碰传感器，当烤肉架模型遇到障碍物时自动停止旋转？

解答：

1.在程序中设置一个循环，使烤肉架持续旋转。

2.在循环中添加一个条件判断，判断触碰传感器是否被触发。

3.如果触碰传感器被触发，执行停止旋转命令：robot.stop()。

例题3：

在烤肉架模型中，如何利用齿轮的传动比来实现不同的旋转速度？

解答：

1.选择不同齿数的齿轮组合，如大齿轮与小齿轮的组合。

2.根据齿轮的传动比公式（转速比=驱动齿轮齿数/从动齿轮齿数），计算所需转速比。

3.在程序中设置相应转速比的旋转命令，实现不同速度的旋转。

例题4：

如果烤肉架模型需要在一个特定的角度停止，如何利用编程实现？

解答：

1.在程序中设置一个变量，用于记录当前旋转角度。

2.在旋转过程中，不断更新该变量值。

3.当旋转角度达到预设值时，执行停止旋转命令：robot.stop()。

例题5：

如何利用杠杆原理实现烤肉架模型的移动？

解答：

1.在烤肉架模型中添加一个杠杆，一端连接烤肉架，另一端连接一个动力源（如电机）。

2.通过编程控制动力源的旋转，使杠杆运动，从而实现烤肉架的移动。

3.根据杠杆原理，调整杠杆长度和动力源旋转角度，实现不同距离的移动。反思改进措施（一）教学特色创新

1.在教学过程中，我尝试将机器人编程与实际生活中的应用场景相结合，如烤肉架模型，让学生在动手实践中更好地理解齿轮、杠杆等基础机械原理。

2.采用分组合作的形式，鼓励学生在团队中相互交流、共同解决问题，提高了学生的团队合作能力和沟通技巧。

（二）存在主要问题

1.在教学组织方面，我发现部分学生在实践操作过程中，对齿轮、杠杆等机械原理的应用还不够熟练，需要我在教学中进一步强化指导。

2.在教学方法上，我发现部分学生对编程逻辑思维的理解还不够深入，导致编程过程中出现问题。

（三）改进措施

1.针对学生在机械原理应用方面的不足，我将在今后的教学中增加相关案例讲解和实操演练，帮助学生更好地掌握这些基础原理。

2.针对学生编程逻辑思维的理解问题，我将采用更加直观的教学方法，如流程图、实例分析等，帮助学生理清编程思路。

此外，我还将在教学评价方面进行改进，更加关注学生在课堂上的参与度和互动情况，及时给予反馈和鼓励。同时，加强与企业的合作，引入更多实际案例，提高学生的学习兴趣和动手能力。通过这些改进措施，我相信能够提高教学效果，促进学生的全面发展。作业布置与反馈作业布置：

1.根据本节课所学的齿轮、杠杆等基础机械原理，设计并搭建一个简单的机器人模型，要求能够实现至少两种不同的运动方式。

2.编写程序，使你的机器人模型能够按照预设的动作顺序执行任务，并在遇到障碍物时自动停止。

3.结合触碰传感器，让你的机器人模型在执行任务过程中具备一定的交互功能。

作业反馈：

在批改学生作业时，我将关注以下几个方面：

1.模型搭建的稳固性和运动实现的效果，对存在问题的部分给出具体的改进建议。

2.程序编写的逻辑性和执行效率，针对编程中的错误或不合理之处，指导学生进行优化。

3.传感器应用的合理