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用LEGO开机器人选修课

2011-12-06 08:21:48.703 发布者: 李 龙 李凤兰 查看: 1940
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摘要: 随着2007年高一新课程教学的全面展开,模块教学开始实施,我校在具备软硬件条件和经过几年的实践探索之后,用LEGO开机器人选修课被纳入高一机器人模块校本课程中。下面向大家简单介绍我校机器人课程的开设情况,与大家分享。一、为什么选择乐高我校选择LEGO教育机器人作为课程使用的材料,有以下几点理由:1.安全我认为这是很重要的特点,安全总该放在第一位的,尤其是在学校教学当中。使用LEGO上课时,不需要电烙铁,不需要螺丝刀,不需要钳子,这使得学生在课堂上可以用百分之百的精力来玩,而不必注意安全问题。2. 易用LE
随着2007年高一新课程教学的全面展开,模块教学开始实施,我校在具备软硬件条件和经过几年的实践探索之后,用LEGO开机器人选修课被纳入高一机器人模块校本课程中。下面向大家简单介绍我校机器人课程的开设情况,与大家分享。
一、为什么选择乐高
我校选择LEGO教育机器人作为课程使用的材料,有以下几点理由:
1.安全
我认为这是很重要的特点,安全总该放在第一位的,尤其是在学校教学当中。使用LEGO上课时,不需要电烙铁,不需要螺丝刀,不需要钳子,这使得学生在课堂上可以用百分之百的精力来玩,而不必注意安全问题。
2. 易用
LEGO机器人的制做都是徒手进行的,不需要借助其他任何工具。这一点使它非常容易被学生们接受,学生活动时可以很轻松的上手。学生们用它来实现一个设计可以只用很短的时间,这对于一节课45分钟来说是很有利的,学生在更改设计时从拆到装也可以在很短时间完成,这是学生们很快就可以看到他们的设计成果,对他们自己的设想能在很短时间得到反馈,这对学生的学习来说是很重要的。
同时也在很大程度上减轻了教师教学的负担。
编程方面ROBOLAB图形化的编程软件,学生们只用十分钟可以很轻松的上手。我们没选择文本式的NQC来教学,ROBOLAB就可以使机器人“活起来”,干吗还要学生去背那一大堆文本式的命令呢?并且对学生图形化的思维方式也是一种训练,使学生更关注程序中的逻辑关系。
3.  耐用
从2003年我校购买第一套LEGO9794套装,到现在我校又购进了30套,除有一两根导线坏的,马达有两个学生摔坏的,还没有其他影响到上课的损坏问题。我认为,对大面积开设课程来说,这一点是很重要的。不然十多个班几百个学生在用,每节课坏一根导线,用不了一周这课就开不下去了,修都修不过来。
 
二、 课程介绍
基本情况:
本学年我校机器人可开设在高一年级,共16个班,每班45人左右,每周一节课,每节课45分钟。学生们共用15套LEGO9794机器人套装。
使用自编的机器人校本教材,内容包括:ROBOLAB编程、机械原理、机械结构搭建技巧等,主要作为学生自学辅导用书。
课堂上主要采用学生自主活动的模式。教师教得很少,主要是学生自己来编程、制做和自学。
评价方法:
学生在讲台进行展示(表达能力的训练),然后教师与全体学生评分。
评分组成:  自我评价2分
          其他学生评价5分
          教师评价+/-2分
          总分为最后得分
 
根据新课程标准我制定了新学年的机器人课程计划:
 
2007-2008机器人课课程计划
 
时间安排
2007-2008学年度第一学期
每周1节,每月4节,一学期16节
 
主要内容
1.单片机有关知识
2.编程
3.机械结构
4.传感器
5.人文素养
 
内容简介
第一学期
1          绪论
2         分类整理器材
3         第一个机器人
4         单片机
5+6           编程基础(一)
7         自由练习
8         机械结构(一)
9         牛津剑桥科学百科
10        搭建练习 创意发挥
11        爬坡比赛准备
12        比赛
13        8字绕障碍赛准备
14        比赛及总结
15+16     期末考试
 
第二学期
17        影片“I Robot”
18        复习及传感器简介
19        光电传感器使用练习
20        编程(二)
21        机械结构(二)
22        搭建机械手或腿式结构练习
23 +24    运输机器人
25+26     创意发挥
27+28     数据采集初步,光值分析
29        匀速直线运动测试
30        匀变速直线运动测试
31+32     期末考试
下面简单介绍一下,计划中的内容如何实施。根据学生情况,我认为要把机械结构放在课程的主要位置。不应太强调编程。
第一学期
1.绪论:讲课堂守则,然后观看影片“机器人时代”,学生获得感性认识。
2.分类整理器材:使学生了解将要使用的器材
3.第一个机器人:按照LEGO9794套装中搭建手册上16-27页的步骤,制作机器人,提高兴趣,练习器材的使用
4.单片机:课前教师准备有关资料,学生在课堂自学
5+6.编程基础(一):了解各种编程软件,学会ROBOLAB的基本操作,简单编程,控制RCX和马达的运动
7.自由练习:自由练习ROBOLAB简单编程和机器人的简单控制,提高兴趣
8.机械结构(一):通过幻灯了解各种简单结构,并练习搭建,结合课本,搭建并了解如齿轮、皮带、蜗轮等等搭建方法和传动特点
9.牛津剑桥科学百科:学习“牛津剑桥科学百科”软件的使用方法;自学各种物品的结构等;搭建一两个物品模型;向大家展示作品
10.搭建练习创意发挥:自由制作任意东西,向大家展示作品
11.爬坡比赛准备:制作爬坡机器人,练习制作和调试
12.比赛:机器人爬坡比赛;提高活动兴趣,培养遵守规则的素养,通过理论知识的应用,培养学生理论联系实际,通过比赛,分享各种结构搭建方法
13.“8”字绕障碍赛准备:机器人“8”字绕障碍赛准备:机器人设计制作和编程调试
14.比赛及总结:机器人“8”字绕障碍赛;优胜小组展示讲解机器人和程序;学生和教师总结两次比赛的收获
15+16.期末考试:学生发挥创意,设计制作机器人或其他有创意的作品;考察通过这一学期的学期,学生的收获
 
第二学期
17.影片“I Robot”:通过观看影片I Robot,引起学生对机器人与人类的关系的思考
18.复习及传感器简介:复习编程基本知识和练习;阅读传感器电子书,自学传感器的基本知识
19.光电传感器使用练习:学习光电传感器的工作原理;练习使用光电传感器检测光值;练习编程,用光电传感器和RCX控制机器人运动
20.编程(二):学会用光电传感器和RCX控制机器人,沿黑线走的方法;学习带有分支结构的编程;重要的是在调试过程中学习发现问题,科学地描述问题,然后想办法解决问题;尝试发现问题,猜想/假设,改进,实验,再发现问题……的过程
21.机械结构(二):阅读和自学机械图册电子书,了解较复杂的机械结构;尝试搭建一些较简单结构的模型;向同学展示和解说该结构如何工作
22.搭建机械手或腿式结构练习:观看机械手和腿式结构的示例;尝试制作机械手或腿式结构;试验如何用马达作动力源,使它们工作
23+24.运输机器人:制作机器人通过黑线做的迷宫,用机械手把可乐罐从一处运到另一处;提高编程和结构设计能力;提高团队协作能力
25+26.创意发挥:自主活动设计制作;给学生发挥想象力和创造力的时间;提高自主活动能力
27+28.数据采集初步,光值分析:学习简单的用传感器和微电脑采集数据;学习用计算机软件处理和分析简单的数据;练习用光电传感器和微电脑采集一块杂色之上光值数据;练习用计算机软件处理和分析简单所得到的数据
29.匀速直线运动测试:设计制作一辆马达驱动小车;用角度传感器和RCX检测车的运动速度;通过数据分析车的运动情况
30.匀变速直线运动测试:提高结构设计能力;提高数据分析能力;提高理论知识的实际应用能力
31+32.期末考试:综合考察一学年来学生们的收获;发挥创意,设计制作一件任意的东西
目前我们正在进行第一学期的教学,在高一校本课程教学中我们还在不断的探索中,正在继续努力完善这个课程,很高兴与大家分享。

 

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