1.了解机器人的定义和机器人三定律,学习判别机器人;
2.了解乐高零件,学会搭建机器人小车,通过编程实现机器人移动和定点停车;
3.激发学生对于机器人的兴趣,学会简单的排查错误,学会分析问题,解决问题。
教学过程
1.教师播放动画;
2.教师围绕下列问题进行课堂讨论:
(1)Bell和Max今天乘坐的是什么交通工具呢?
(2)我们是根据什么来判断机器装置是否属于机器人呢?
(3)电视机、电灯、早教机、无人机属于机器人吗?
(4)你们还知道哪些机器人呢?
乐高零件分为结构件和电子件。
(1)结构件
①梁
梁是组成机器人的主要结构件,用于搭建主体的结构,通过梁的搭建和连接,可以组成具有各种功能的结构。
两个圆孔的中心间距就是一个乐高单位。梁有不同长度的和不同角度的。
②框架
框架的作用和梁相似,主要是用来搭建主体。框架一共有两类,分别为O型框架和H型框架。
③销
销的作用是将梁或者其他零件连接起来。销分为两种,一种表面有凸起,起固定连接作用;另一种表面光滑,起活动连接作用。
④轴
轴的横截面为十字形,通常用于将电机的动力进行传递,比如用轴将电机与轮胎或齿轮连接,可实现动力的传递。
轴套通常和轴搭配使用,有限位的作用。
⑤齿轮
齿轮是用来将运动从一个轴传递到另一个轴上面。常用的齿轮为直齿轮、锥齿轮、双面锥齿轮、把齿轮和蜗轮。
⑥其他零件
常用的其他零件包括一些连接件,用来以不同的角度连接梁、轴、电机和传感器,轮胎、履带、履带轮和装饰品等。
(2)电子件
乐高电子元件分为三类,传感器、电机和程序块。
①传感器
传感器就是我们机器人用来感知和检测外部环境的装置,相当于我们人的眼睛、皮肤、耳朵、鼻子等等,也就是输入端。乐高传感器有触碰传感器、超声波传感器、颜色传感器和陀螺仪。
②电机
电机相当于机器人的腿,是机器人的动力来源,是我们的输出端。电机分为大型电机和中型电机。
③程序块
乐高的程序块相当于是机器人的大脑,用来处理收集到的信息并发出新的指令,是我们处理端。
介绍程序块的端口、按键的作用、内置的功能、数据线和下载线。
设计思路
1.通过动画让学生了解无人驾驶汽车的三大能力;
2.了解机器人的输入、输出以及对应的EV3零件;
3.了解乐高EV3的零件及功能。
教学环节
建构(35min)
教学过程
1.教师说明搭建任务:机器人小车
2.搭建重点的思考与指引:
(1)机器人小车有什么功能?
(2)这些功能该如何实现?我们需要哪些零件来实现这些功能呢?
(3)这些零件要怎么连接起来呢?
3.模型搭建步骤图(仅供参考)
将大型电机和程序块连接,并将电机的动力传递给轮胎。
最后老师围绕以下问题进行讨论:
(1)现在机器人越来越智能,他们有可能会有自己的思想吗?如果有了自己的思想,会做出伤害人类的事情吗?我们应该如何避免发生这种情况呢?
2.推荐关于机器人电影给学生,例如《机器人总动员》、《我,机器人》。
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