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【机器人课堂】设计扫地机器人

碧云机器人俱乐部 2018-11-15 09:38:12

教学设计

一、教材分析

扫地机器人是《智能机器人学习包》的教材的一个单元的内容,此教材主要特点是系统衔接、层次递进、突出实践、鼓励探究,借鉴了STEAM教育理念,即整合科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、艺术(Art)、数学(Mathematics)等内容,突出实践能力和创新精神的培养。教材共分为6册,每册6个单元的内容,全套共36个单元。本单元在学习了直流电机、红外感应器等内容基础上,进一步学习伺服电机和红外遥控器,为后一阶段自主探究、创新运用打下基础,本节课主要采用小组合作完成扫地机器人的设计,并通过交流展示,启发创新,体验科技为我们的生活带来的便捷。共设计了2课时,本节课为第1课时 设计扫地机器人。

二、学情分析

本节课教学对象是六、七年级社团课学生,本学期前期完成了《竞赛机器人》、《避障机器人》及《追踪机器人》三个单元的学习,基本掌握了机器人制作所需的基本工具及使用方法,了解了《智能机器人学习包》包含的主要的零部件及其基本功能,熟悉一般机器人是由检测装置、控制系统、驱动装置及执行结构四大部分组成。基本学会了TronZ-Card编写机器人程序的方法。

扫地机器人已逐渐走入普通家庭,为学生所熟知,学生有较强的学习动机,但是,我们也发现,学生的创造性解决问题能力、批判性思维及团队协作能力还比较弱,需要借助教师启发、学生自身的不断实践以及运用各种学习策略等来逐步提升其相关的能力。

三、教学目标

1.学会正确使用伺服电机。

2.运用头脑风暴、5W+1H分析法,形成扫地机器人设计草图,逐步发展解决问题的能力

3.通过小组合作,设计制作扫地机器人,增强团队协作的意识。

4.通过展示交流,提升对机器人的学习兴趣和动力,感受科技为我们的生活带来的便捷。

三、教学重点与难点

教学重点:

运用头脑风暴、5W+1H分析法,形成扫地机器人设计草图,逐步发展解决问题的能力

教学难点:

通过小组合作,设计制作扫地机器人,增强团队协作的意识。

 

四、工具和材料准备

   机器人套件、教材、学习单、课件、希沃授课助手、手机、计算机教室

 

五、教学过程

教学

环节

教学活动

设计意图

教师活动

学生活动

第1课时 设计扫地机器人

提出

问题

 

引入

课题

(3

1.提出问题:现有机器人能满足全部清洁需求?还有哪些不足?启发学生发现问题。

2.引入课题,提出设计能满足一定需求的扫地机器人。

1.思考、交流

2.发现问题

 

启发学生发现问题,找到设计的机会。

激发学生设计制作扫地机器人的欲望和动机。

分析

问题

 

创新

设计

 

(15

1.引导学生通过头脑风暴活动、5W+1H分析问题,形成初步扫地机器人设计草图

2.交流各组的初步想法和设计

3.出示相关元器件、教材,介绍伺服电机的使用。

 

1.头脑风暴,分析问题,形成初步扫地机器人设计草图。

2.交流、思考

3.了解伺服电机的使用方法

学会利用5W+1H分析问题方法,形成初步设计草图,发展学生的解决问题能力。

尝试

制作

 

展示

交流

 

(20

1.引导开展小组合作完善设计草图和尝试制作。

2.出示展示交流要求。

3.组织学生展示交流和评价。

1.小组合作完善设计草图和尝试制作模型。

2.了解展示交流要求。

3.展示交流和评价。

 

通过小组合作完成任务,增强团队协作的意识

通过展示交流和评价,提升对机器人的学习兴趣和动力,感受科技为我们的生活带来的便捷。 

课堂

小结

(2

1.拓展:出示各类清洁机器人如高空清洁机器人、水下清洁机器人等。

2.提出下节课内容。

 

 

 

1.了解各种扫地机器人

2.思考

 

激发学生进一步研究的欲望。

第2课时 改进与测试扫地机器人

 

小组

合作

 

创新

搭建

 

组织小组开展团队协作,完成扫地机器人制作。

小组分工,创新搭建。

增强团队协作能力,充分发挥每个组员的特点。

编程

调试

1.引导学生探讨新增程序指令的使用方法。

2.进一步巩固利用TronZ-Card机器人编程的方法。

3.组织小组编写程序,并进行调试。

思考探讨

小组合作编写程序,并进行实践调试。

进一步巩固机器人编程语言的学习。

测试

改进

1.引导学生测试机器人程序。

2.组织学生进一步改进自己的扫地机器人。

学生主要从功能实现及效果方面测试机器人程序。

进一步改进机器人

引导学生重视测试在机器人编程的过程中的重要性

展示

分享

 

总结

评价

 

1.引导学生展示分享。

2.师生总结与反思 

3.布置下节课的安排。

展示交流本组的机器人

总结与反思

整理学习包套件

 

通过展示交流,培养学生公众演讲及批判性思维,提升学生总结反思能力。

课后

延伸

引导学生进一步探索适用于不同需求的机器人,解决生活问题。

记录并课后进一步探索。

引导学生发现生活中的问题,利用所学知识来帮助解决。

附件:学习单

1.小组分工

 

 

姓  名

组长


设计师


工程师


发言人


程序员


记录员


 

2.头脑风暴,创新设计

3.展示与评价(按ABCD等级评分)

评价表

评价项目

自评

互评

师评

草图设计




学科知识




小组合作




创新亮点





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