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集
编写者:李振弘
2014年2月装订
虚拟机器人教案集目录
第一单元 虚拟机器人走迷宫 - 3 -
第一课 虚拟机器人的搭建 - 4 -
第二课 分支结构 - 6 -
第三课 红外传感器知多少 - 8 -
第四课 循环结构 - 10 -
第五课 机器人巡逻 - 12 -
第六课 机器人碰碰车 - 14 -
第七课 虚拟机器人走迷宫 - 16 -
第八课 神奇的指南针 - 18 -
第二单元 虚拟机器人走轨迹 - 20 -
第一课 虚拟机器人走直线 - 21 -
第二课 虚拟机器人走曲线 - 23 -
第三课 虚拟机器人走十字路口 - 25 -
第四课 虚拟机器人走轨迹--迷宫 - 27 -
第三单元 虚拟机器人灭火 - 29 -
第一课 机器人消防员 - 30 -
第二课 虚拟机器人沿轨迹线灭火 - 32 -
第三课 虚拟机器人迷宫灭火 - 34 -
第四单元 实体机器人走迷宫 - 36 -
第一课 认识实体机器人 - 37 -
第二课 实体机器人热身运动 - 39 -
第三课 实体机器人避障 - 41 -
第四课 实体机器人巡逻 - 43 -
第五课 实体机器人碰碰车 - 45 -
第六课 实体机器人走简单迷宫路径 - 47 -
第七课 实体机器人走复杂迷宫路径 - 49 -
第八课 会唱歌的实体机器人 - 51 -
第一单元 虚拟机器人走迷宫
一、教学背景:
开展虚拟机器人课程是为了提高中小学生的空间想象、逻辑思维、团队合作等多项综合能力。实体智能机器人既要学生学习程序编译,又要学习实体机器人的搭建,初次接触实体智能机器人的学生就感到入门难,同时实体智能机器人有很高的设备维护费用,使这个活动的投入经费高。虚拟机器人只要学生学习程序编译,降低了初学的难度,也不存在设备维护问题,经费的投入也大大降低。当学生完成了虚拟机器人的学习后,再将他们编译的程序输入相应的实体演示机器人中,让机器人完成和虚拟环境中一样的任务,进一步的增加学生对智能机器人的了解和兴趣,使得广大爱好机器人活动的青少年都能通过这样一个平台互相学习、竞争和交流。
二、课程标准:
纳英特虚拟机器人课程为学生兴趣课,没有统一的课程标准及教才。学生上课使用校本课程。上课形式为兴趣班或社团课程。
三、单元教学目标
(一)知识与技能:
1、能描述红外避障传感器、碰撞传感器和指南针传感器的主要工作原理。
2、掌握IF语句的格式和功能。
3、掌握WHILE循环语句的基本格式。
4、能描述左右手法则。
5、能描述机器人完成迷宫任务的主要步骤。
6、熟练运用机器人仿真软件,完成一个走迷宫的虚拟机器人及程序。
(二)过程与
方法
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:
1、用实践探究的方法学会调整参数。
2、用互动合作的方法来完成虚拟机器人的各项任务。
3、经历实践、分析、归纳,掌握图形化编程的方法。
(三)情感态度价值观:
1、培养学生对机器人的学习兴趣,为进一步学习智能机器人打下良好基础。
四、单元教学重点:
1、虚拟环境中红外传感器的设置及调试。
2、根据虚拟环境中的场地判断该用那种方法完成迷宫任务。
五、单元教学难点:
1、能够根据环境任务的变化调节机器人及其程序中的参数。
2、根据实际任务,确定程序中的循环变量、循环条件和循环体。
3、提高学生运用IF语句解决实际问题的能力。
六、教学准备:
NST3D仿真平台(机房版) 及客户端、投影仪
七、教学对象:
小学、中学生
八、教学时长:
八节课(每一小时一节)
第一课 虚拟机器人的搭建
一、教学目标:
(一)知识与技能:
1、知道机器人仿真软件的主要功能。
2、熟练掌握机器人仿真软件的运用,搭建出一个机器人。
3、能根据实际要求,初步编写出一个机器人行动程序。
(二)过程与方法:
1、用互动合作的方法来完成虚拟机器人的搭建。
2、经历实践、分析、归纳,掌握顺序结构的图形化编程方法。
(三)情感态度价值观:
1、旨在培养学生信息综合处理能力和创新思维。
二、教学重点:
1、搭建出虚拟机器人。
2、根据任务要求,编写出合理的程序流程图。
三、教学难点:
1、在仿真平台中,将自己的机器人与程序设计有机结合,完成任务。
四、教学准备:
NST3D仿真平台(机房版) 及客户端、投影仪
五、教学对象:
小学、中学学生
六、教学时长:
1小时
七、教学过程
教学环节
教师行为
学生行为
教学时长
备注
导入
1、投影播放一段机器人活动的画面,引入课题:虚拟机器人的搭建。
2、向学生阐述本学期学习的主要内容:虚拟机器人
3、向学生介绍本节课主要完成的内容:虚拟机器人的搭建及基本运动。
1、观看录像,听教师讲解。
10分钟
新任务探究
1、教师演示虚拟机器人的搭建,讲解其中的要点:1.1、注意马达的安装方向。1.2、注意马达的端口号,左零右一。
2、学生操作教师巡回指导。
3、先搭建成功的同学做小老师帮助没有成功的同学
1、学生听讲
2、学生操作
15分钟
程序设计
1、教师演示图形化编程的方法:1.1、拖动相关模块到指定位置。1.2、设置相关参数。
2、学生按相关方法编程,根据任务编程。
1、学生听讲
2、学生操作
15分钟
竞赛对抗
1、教师收集学生编译的程序,放在同一平台上测试,看谁的完成任务速度最快。
2、将班级学生分成四至五组讨论刚才自己完成任务的方法,找到最佳方法,再一次在测试平台上比赛。
3、将学生分成二至三组,再次讨论完成任务的方法,在测试平台上进行决赛。
4、冠军组学生代
表
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总结经验。
1、学生分组对抗。
2、学生总结发言。
15分钟
教师总结
总结发言
1、学生听讲
5分钟
八、教后总结
第二课 分支结构
一、教学目标:
(一)知识与技能
1、掌握IF语句的格式和功能。
2、会画IF语句的流程图。
3、学会用IF语句解决日常生活中实际问题。
(二)过程与方法
1、经历实践、分析、归纳,掌握IF语句的格式和功能。
(三)情感态度与价值观
1、运用半成品加工策略,完善程序,发展学生思维的逻辑性,及严谨的学习态。
二、教学重点:
1、掌握IF语句的格式和功能。
三、教学难点:
1、提高学生运用IF语句解决实际问题的能力。
四、教学准备:
NST3D仿真平台(机房版) 及客户端、投影仪
五、教学对象:
小学、中学学生
六、教学时长:
1小时
七、教学过程
教学环节
教师行为
学生行为
教学时长
备注
导入
1、出示两条英文语句,请学生朗读并翻译:1.1、If you fell happy then you will smile 1.2、If you fell happy then you will say smile else you will sad.这是英文中用IF来描述根据条件的不同,会有不同的结果的例子,而在虚拟机器人程序设计中我们能否根据不同的条件,执行不同的语句呢?这节课我们将学习算法结构中的分支结构。
1、学生朗读并翻译
5分钟
新任务探究
1、以建立好的程序作为实例:程序运行时,屏幕首先出示“Do you fell happy?”当从键盘输入“y”,则计算机表示“幸福”,输入其他,则表示“不幸福”。当其感受到幸福就在图像框中出示一张笑脸的图片,否则就出示一张苦脸的图片。让学生知道这就是最基本的分支结构。2、要求学生按这一思路,构筑算法,画流程图。学生按自已的独特感受,自已尝试解决。
3、归纳结论IF语句的格:1.1、If 条件 then 语句。功能是:当条件成立时,则执行语句,条件不成立,则直接执行下一条语句。画出正确流程图。1.2、:If 条件 then 语句1 else 语句2功能是:当条件成立时,则执行语句1,否则执行语句2。
1、学生听讲
2、学生尝试解决
3、学生听讲
20分钟
巩固新知
1、练习一:一个小球,不停地向上方滚动,可到顶端后就再也看不见了,此处设计意在引导学生运用IF语句实现小球不停地上下滚动。2、练习二:输入三角形的三边长,输出三角形的面积。此处设计意在引导学生分如输入的三个数值无法构成三角形,则应该显示“不能构成三角形”。该活动要求以小组为单位。
1、学生分组练习
20分钟
教师总结
1、找各个小组的代表上台介绍自己小组的答案。
2、教师点评,画出最正确的流程图。
3、教师总结
1、学生代表发言
2、学生听讲
15分钟
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