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1、首届全国中小学机器人教学展示活动教学设计2013年4月26-27日 北京景山学校目录火星探险任务之到达岩石取样点2机器人游北京3智能交通系统小车前进与倒车7给机器人装“眼睛”看物体17机器人智能行走规避22制作六足机器人25机器人走任意图形-循环结构33机器人的行为控制马达36认识传感器39初识机器人41机器人初体验45搭建“狗拉雪橇”与NXT简单编程48火星探险任务之到达岩石取样点湖北省武汉市硚口区崇仁路小学李鸿翱一、教学目标（一）知识目标1.通过亲身体验了解机器人转弯的原理，并能通过调整机器人马达的速度和时间来改变转弯角度的大小。2.掌握通过机器人程序的参数设置来改变机器人运动的路线。（二
2、）能力目标1.培养学生的自主学习能力和综合运用知识的能力。2.培养学生的探究学习能力、动手实践能力和创新思维能力。3.培养学生的协作学习能力。（三）情感目标1.激发学生的学习兴趣，培养学生勇于尝试的精神。2.培养学生互帮互助的团队精神。二、教学重、难点和研究问题 1.教学重点：了解机器人转弯的原理，并能通过调整机器人马达的速度和时间来改变转弯角度的大小。2.教学难点：通过亲身体验了解机器人转弯的原理。三、研究问题：引导学生用机器人程序编写系统编写和调试程序，指挥机器人安全地从着陆点到达采集点。四、教学工具 机器人教学实验室、机器人程序编写系统、智能机器人（5台）、教学课件和视频资料。 五、教学
3、安排1课时。六、教学策略与教法创设情境引入新课，讨论分析领悟新知，合作探究提高效率，实践操作理解实质，讨论交流共同提高。七、教学过程 （一）创设情境、导入新课1、提出问题，观看视频引导学生带着问题观看关于火星探险的视频。2、明确任务，出示课题今天的任务就是引导机器人到达岩石取样点。（二）亲身体验、获取新知1、出示地形，明确条件老师这里有张“好奇号”着陆点与采样点的地形示意图，大家仔细看看有哪些地方是我们在制定路线图需要注意避开的地方？2、动手实践，体会转弯要求动手学生尝试完成任务3、学生汇报，集体探讨请会转弯的小组展示编写的程序，分析左右马达的参数设置4、游戏引导，了解原理指导学生做两个小游戏
4、，通过身体的转弯来体会转弯的原理是左右马达速度不一致造成的（三）运用新知，完成任务1、小组活动，完成任务通过编写程序来调试机器人完成任务，注意记录机器人行走的线路，2、全班交流，精确转弯请小组上来展示编写的程序，分析转弯程序后的延时图标的参数设置（四）分层实践、拓展延伸各小组根据本小组的完成情况，选择完成附加任务。（五）小结回顾这节课小车转弯的原理以及如何通过编写程序来实现的。提示下节课学习任务。附件：组火星探险之到达岩石取样点地形示意图机器人游北京执教：成都市鼓楼小学 刘蓓指导：成都市青羊区信息技术教研员 王梅一、教材分析：本课教学内容是四川省信息技术实验教材六年级下册第十课。本册为小学高段
5、综合能力培养阶段，教学内容包括LOGO语言和智能机器人两部分，前七课以LOGO语言为载体学习计算机语言的基本知识和设计思想，从第八课开始进入机器人教学部分，旨在依托机器人活动，培养学生对智能机器人的兴趣，了解现代机器人的发展趋势，了解和掌握智能机器人的传感器和驱动装置的作用。本课是在学生已经了解和认识了机器人的基础上，学习如何给机器人发布命令，让机器人按照我们的意愿工作。这是进入机器人编程环境的第一课，教材分为三部分：了解与机器人交流需要有“翻译”软件，进入通用机器人的仿真环境命令机器人走正方形，在ROLBLAB虚拟环境开展探究活动。由于学生初次接触机器人仿真编程环境，教材中介绍了两种机器人语
6、言环境，在设计教学方案时，我们只使用了学生较为熟悉的通用机器人LOGO语言环境开展学习活动。我将本课的学习重点放在学生应用数学中的有关缩略图的知识，模拟现实生活中的场景，体验如何为机器人规划任务，并学习设计算法，编写程序，使机器人能按我们的意愿工作。二、学情分析：教学对象：6年级学生。六年级的学生思维能力增强，愿意独立思考问题。在本课的学习中，通过让学生完成为机器人规划行走路线、设计算法、编写程序，进一步培养学生的思考能力和设计感。针对学生的独立意识强的特点，我们有意识的使学生个体的独立思考与小组协作相结合，通过独立思考、小组讨论、独立操作、交流共享的学习流程，既维护了学生的个性学习需求，又通
7、过合作学习增强了学习效率。三、教学目标：1.知识性目标：1）通过教师引导和阅读教材，使学生知道仿真环境下如何把LOGO语言中的步数与长度单位厘米进行转换。2）通过参与讨论，使学生学会为机器人规划任务，把单纯的程序设计与实际生活中的任务规划相结合，初步理解算法思想。2.技能性目标： 1）通过共同完成去天安门的任务，使学生理解如何优化设计方案，设计算法，并掌握如何将自然语言翻译成程序语言，完成任务。2）通过实践按任务编写程序，使学生能理解生活中长度单位、角度与通用机器人环境下数值的转换，并能根据实际需要进行换算。3）通过进行小组合作，使学生在生生互助中尽快掌握规划任务的能力。通过独立设计算法，使学
8、生在操作中进一步掌握编写程序、调试程序的能力。3.情感性目标：1）本课无论是在教材文本中获取知识，还是在完成任务中探究，都体现任务规划的思路，力求让学生自主学习，培养他们获取知识的能力和分析问题、解决问题的能力。2）在编写和修改程序的过程中，巩固模块化的程序设计思想，培养学生的逻辑思维能力。3）针对六年级学生个性独立的情况，以2人小组统一的方案设计，个性化的程序设计，帮助学生在个性张扬和团结协作中找到平衡，并在交流共享中培养团结协作的能力。四、教学重点、难点：重点：引导学生根据任务设计算法，把自然语言翻译成程序语言，指挥机器人按我们的意愿完成任务。难点：如何引导学生在编写程序时建立模块化思想。
9、五、教学环境及资源准备1、教学环境：通用机器人仿真运行环境2、资源准备：ppt演示课件、投影仪、实物展示台，路线设计题单（学生）。六、教学策略的选择与设计运用全新思维的六感设计思想，着重体现意义感和设计感，以任务驱动的教学策略开展教学活动。七、教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图模拟演示激发热情1、言语引入：我们的首都北京有许多值得游览的景点。我们一起去看一看。2、等一等，我们的小机器海龟也想游北京。课件演示：小机器海龟游微缩景观（师让小海龟走到天安门）。3、揭示课题观看ppt。观看微缩景观图。激发学习热情，知晓学习任务。把握目标学习新知1、师引导：你们想让机器小海龟去哪里？任务描述。
10、1、聆听讲述，融入事情节。师描述任务一：为小海龟选择目标景点。以生活需求创设学习情景，以故事情节营造学习氛围。2、引导讨论：共同完成机器海龟去天安门的任务（引导学生选择路线）。2、分析机器人的行走路线，用自然语言描述。培养学生分析能力。3、 指导设计算法。1步的距离是0.5厘米旋转1就是1度。引导思考换算过程。3、讨论如何把自然语言翻译为程序语言。掌握如何把LOGO语言中的步数与长度单位厘米进行转换。引导学生初步感受设计算法的思维方法，感受学习的意义感。4、 指导学生交流。4、讨论换算方法，根据讨论和自主学习结果完成程序5、引导学生分析程序：1）师提示命令过程的格式。2）参数计算合理5、思考、
11、模仿。小组规划自主设计1、引导组织小组讨论。（让学生选择指定的目的地）1、 小组讨论，规划机器人的任务（最优路线）。小组合作规划机器人的任务，培养学生的合作能力，提高学习效率；根据规划独立设计算法、编写程序，保护学生学习的独立性和个性化。2、 指导学生操作。2、 根据小组讨论结果，独立设计算法，编写程序、调试程序。头脑风暴交流共享组织交流，聆听；指导学习评价。演示汇报：1） 选择目的地2） 线路设计描述（为什么这样选？）3） 程序演示4） 集体分享经验、修订程序。学习任务回归生活需求，注重学习的意义；通过加强交流沟通，检验学习成果，强化学习的意义感。反思小结结束学习师生共同回顾，小结本课学习。
12、8、 板书设计机器人游北京规划任务设计线路编写程序运行调试自然语言程序语言（LOGO）前进 0.6米 FD 120右转 90度 RT 90前进 0.8米 FD 1801、去天安门1、宾馆博物馆2、博物馆天安门智能交通系统小车前进与倒车西安交通大学附属小学向金教学目标：掌握机器人仿真的基本流程；初步掌握机器人图形化编程方式，掌握直流电机相关模块和延时模块；掌握四轮小车机器人直行的实现。教学重点：初步掌握机器人图形化编程方式。教学难点：掌握四轮小车机器人直行、后退等动作的实现方式。教学准备：漫游金字塔的场景、机器人、程序等文件服务器上加载漫游金字塔、训练前进的场景文件；有条件允许的话，准备四轮小车
13、机器人的实物或模型；教学过程： 复习旧知，演示仿真过程，激发兴趣教师：上节课我们学习了萝卜圈的仿真流程，以仿真“漫游金字塔”为案例，请大家自己复习一下如何进行仿真。老师请一位同学上台来进行演示。学生复习萝卜圈机器人仿真的基本流程：本地模式：1、在“本地模式”点击“开始仿真”，进入到快速仿真界面，选择“新建仿真”进入到“仿真导航”界面。如下图：2、仿真导航：（1）、“选择任务”选择本次的任务“漫游金字塔”。（2）、“选择机器人”选择我们刚保存的漫游金字塔的机器人。（3）、“选择程序”选择我们刚保存的漫游金字塔的程序。如下图：凯创天瑞自然语言程序语言（LOGO）前进 0.6米 FD 120右转 9
14、0度 RT 90前进 0.8米 FD 180（4）、仿真导航完毕后，您可以选择“保存后进入”也可以选择“直接进入”。保存后的仿真包，下次可以直接快速进入。给仿真包命名后才可以保存。师生合作，探究学习：（1） 演示任务：任务描述：要求机器人从起点出发，在规定时间内，穿过拱门，到达有目标区（目标区上空有一些上升的绿色离子）。如图：天伦松鹤目标区（2） 任务分析：机器人要完成任务需要三步个步骤：向前直行延时等待到达目标区停止。（3） 认识可视化编程界面“VPL程序编辑”A、进入编程环境“VPL程序编辑”1. 在本地模式下点击“编写程序”，进入到编程界面；2. 单击“新建”，弹出对话框，需要先进行机器人的选择，也就是先告诉电脑是给哪一个机器人编写程序。我们选择第十课保存的机器人，然后确定进入到机器人编程界面。如图：B、图形化编写程序方法1. 将鼠标移动到图标下面的半圆出口连接点，如下图：2. 在半圆下方红色区域按着鼠标左键拖动鼠标到空白区域松开鼠标，自动弹出“拖拉菜单”3. 选择“驱动”中的“多直流电机驱动”4. 设置电机参数，选中电机就会弹出“属性”设置窗口：对勾代表选中该电机状态选择数字代表电机的速度（数字越
