(教學(xué)設(shè)計(jì))機(jī)器人托馬斯

機(jī)器人托馬斯——軌跡機(jī)器人教學(xué)設(shè)計(jì)重慶市九龍坡區(qū)石新路小學(xué)楊鵬教學(xué)內(nèi)容：本內(nèi)容是韓端機(jī)器人配套中級(jí)版教材《機(jī)器人科學(xué)教室》第8課“托馬斯”中的內(nèi)容，該內(nèi)容適合小學(xué)高段學(xué)生學(xué)習(xí)和使用。本課以卡通火車(chē)機(jī)器人“托馬斯”為原型，讓學(xué)生理解軌跡運(yùn)行的道理并搭建一個(gè)火車(chē)型機(jī)器人，配合主控器調(diào)用紅外尋線程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人按軌跡行走的過(guò)程。在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)車(chē)身的搭建讓學(xué)生初步了解齒輪，輪軸等物理結(jié)構(gòu)，熟悉一般科學(xué)探究的過(guò)程，在與他人交流中，感受創(chuàng)新與合作的樂(lè)趣。學(xué)情分析：五年級(jí)的學(xué)生有初步的樂(lè)高基礎(chǔ)，會(huì)積木件的組裝，對(duì)程序認(rèn)識(shí)不多。針對(duì)學(xué)生年齡特點(diǎn)選擇本課以組裝搭建為主，了解和認(rèn)識(shí)各齒輪正負(fù)極等物理常識(shí)，提高學(xué)生生活技能素養(yǎng)，在程序上以選擇和調(diào)用為主，通過(guò)優(yōu)化傳感器培養(yǎng)學(xué)生分析和思考的能力。教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)與技能：初步了解齒輪，輪軸等物理結(jié)構(gòu)、軌跡識(shí)別傳感器的構(gòu)成和數(shù)據(jù)線的連接，能正確調(diào)用軌跡程序。過(guò)程與方法：通過(guò)自主學(xué)習(xí)，小組合作探究，體驗(yàn)和感悟科學(xué)實(shí)踐的一般工程。情感態(tài)度價(jià)值觀：學(xué)會(huì)把大任務(wù)分解成多個(gè)小任務(wù)解決問(wèn)題；在探索工程中，善于思考和分析，并能歸納總結(jié)，體驗(yàn)成功與失敗；在與他人交流中，感受創(chuàng)新的樂(lè)趣。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：組裝和搭建一個(gè)傳動(dòng)裝載，能使用軌跡程序讓機(jī)器人按軌跡運(yùn)行。難點(diǎn)：紅外傳感器應(yīng)用技巧。教學(xué)準(zhǔn)備：韓端機(jī)器人器材20套，配件若干。教學(xué)過(guò)程：教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)創(chuàng)設(shè)情景，激趣導(dǎo)入播放視頻（機(jī)器人托馬斯的視頻剪輯）師：機(jī)器人托馬斯是我們喜歡的卡通人物，它是一個(gè)火車(chē)機(jī)器人，同學(xué)們知道火車(chē)的行走方式有什么特點(diǎn)嗎？（板書(shū)：探尋軌跡機(jī)器人托馬斯）師：在機(jī)器人之中也有一種按軌跡行走的機(jī)器人。觀看動(dòng)畫(huà)、思考火車(chē)行走的方式特點(diǎn)（沿軌跡走）生：沿著軌道走。2、任務(wù)分析，目標(biāo)驅(qū)動(dòng)師：但是要想完成任務(wù)，我們必須闖過(guò)三道關(guān)口，他們分別是搭建托馬斯的身軀，安裝托馬斯的傳感器和電線，調(diào)用尋線模式。你們準(zhǔn)備好了嗎？生：1、搭建一個(gè)小火車(chē)2、安裝紅外傳感器3、安裝程序控制器3、自主學(xué)習(xí)，動(dòng)手實(shí)踐第一關(guān)：機(jī)器人身軀的拼裝。每個(gè)機(jī)器人都要有個(gè)結(jié)實(shí)的身軀，像擎天柱一樣強(qiáng)壯，所以我們要把托馬斯的各部分都連接緊緊的，要用力，不要讓托馬斯在一會(huì)的活動(dòng)中散掉了哦。在每組的桌上有一個(gè)未完成的機(jī)器人模塊，我們現(xiàn)在需要做的是，將它的眼睛、身軀、大腦連接起來(lái)。2）請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)制作要求完成組裝。

7（生：馬達(dá)、輪子、眼睛和傳感器、車(chē)廂）學(xué)生動(dòng)手搭建機(jī)器人4、程序調(diào)用，初次嘗試第二關(guān)：在我們托馬斯的大腦上有著密密麻麻的電線，只有正確連接才能使托馬斯順利的運(yùn)行，如果連接錯(cuò)了，托馬斯不但不能動(dòng)，還有可能燒壞元件。所以大家一定認(rèn)真學(xué)習(xí)了?，F(xiàn)在我們來(lái)連接控制器，首先要讓它動(dòng)起來(lái)需要連接馬達(dá)、然后要讓托馬斯跟著軌道走我們需要連接紅外傳感器，最后我們還要把電池能量給它裝上，好了去試一試你的托馬斯吧。學(xué)生連接控制器的各部分。（學(xué)生填寫(xiě)答題卡）5、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，合作解決在同學(xué)們剛剛幫助托馬斯啟動(dòng)的過(guò)程中，好像很多小組都發(fā)現(xiàn)自己組的托馬斯不聽(tīng)話，開(kāi)動(dòng)不了對(duì)嗎？（當(dāng)然，有幾個(gè)小組的托馬斯已經(jīng)開(kāi)動(dòng)了，很不錯(cuò)?。┎灰倚模F(xiàn)在請(qǐng)有問(wèn)題的小組組內(nèi)討論，認(rèn)真對(duì)照搭建圖的每一個(gè)細(xì)節(jié)，到底是哪個(gè)步驟出錯(cuò)了，嘗試看你能讓你的托馬斯動(dòng)起來(lái)嗎？如果組內(nèi)解決不了可以請(qǐng)教完成任務(wù)的同學(xué)或者老師。遇到問(wèn)題的時(shí)候，多和小伙伴商量，對(duì)照?qǐng)D紙檢查自己的機(jī)器人。6、頭腦風(fēng)暴，深入探究。第三關(guān)：調(diào)用線追蹤模式。調(diào)用機(jī)器人線追蹤程序。（學(xué)生學(xué)習(xí)調(diào)整到模式3）首先檢查電池夾和直流馬達(dá)是否連接正確，然后打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，你找到了電源按鈕嗎？我們的機(jī)器人能完成的許多事情都是因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)計(jì)了不同的程序來(lái)控制它，讓它變得像有智慧的人一樣，我們的托馬斯也是一樣的，需要我們把程序模式調(diào)整為“模式3：線追蹤模式”，大家看看是怎么調(diào)節(jié)到模式3的呢？哪個(gè)按鈕能讓燈不停的變化，把它調(diào)到我們需要的模式吧。。分小組討論交流，一起找找書(shū)中有提示嗎。學(xué)生分小組交流匯報(bào)討論結(jié)果。7、評(píng)價(jià)展示把你們小組的托馬斯拿來(lái)比一比線追蹤，看看誰(shuí)能跑得快。比賽：現(xiàn)在請(qǐng)1-5個(gè)小組到場(chǎng)地1準(zhǔn)備，同時(shí)開(kāi)始，請(qǐng)6-10組觀看。計(jì)時(shí)開(kāi)始。學(xué)生開(kāi)始機(jī)器人展示匯報(bào)和比賽8、反思小結(jié)能說(shuō)一說(shuō)你今天的活動(dòng)中你遇到了什么情況？你學(xué)到了什么？老師有個(gè)問(wèn)題，為什么托馬斯會(huì)尋著黑線走呢？你猜一猜是什么原因？對(duì)就是這個(gè)傳感器，（出示PPT紅外傳感器）學(xué)生實(shí)驗(yàn)調(diào)整傳感器的位置。9、深化拓展師：它的下方有兩個(gè)小東西，一個(gè)發(fā)射，一個(gè)接收，當(dāng)發(fā)出去的光反射回來(lái)，如果是黑色的地面反射回來(lái)的光線數(shù)字就會(huì)很小，如果是白色的地面反射回來(lái)的光線數(shù)字就會(huì)很高，這樣我們的控制器就能判斷是否在黑線上，再控制器控制兩個(gè)馬