2024年乐高教程教案模板（共4篇）

2024年乐高教程教案模板（共4篇）第1篇：乐高齿轮基础教程 乐高齿轮基础教程 (2013-01-31 09:32:23)标签： 分类： 机器人竞赛班 齿轮 中文乐高 传动比 科技 乐高 教育 从根本上说，齿轮是将旋转运动从一根轴传递到另一根轴的装置。某些形式的齿轮也可以将旋转运动转化成直线运动。在工业应用中，有几十种不同形式的齿轮，其中的一些在乐高中被复制出来。乐高齿轮的出现，实际上比科技系列（Technic）和专家搭建系列（Expert Builder Line）还要早，可以追溯到上个世纪60年代的奇丽齿轮套装（Samsonite gear wheels）。下面介绍下各种不同齿轮的功能和用法。齿数比 看最简单的例子，如果一对齿轮的齿数相同，输入轴和输出轴会以同样的速度转动。事实上，在大多数情况下，齿轮的作用是在保证优越的机械性能下改变各个轴的速度。就像在乐高中用的简单齿轮一样，只要数出每个齿轮的齿数，用输出齿轮的齿数除以输入齿轮的齿数，我们就能计算出齿数比。例如，输入齿轮是8个齿、输出齿轮是24个齿，那么齿数比就是24/8=3。标准表达方法是用与1相比较的带分号表达式，写成3:1。 齿数比3:1是什么意思呢？首先，这是轴的转速比，齿数少的齿轮转的更快些，在这个例子里，8齿齿轮的速度是24齿齿轮的3倍。其次，扭矩比与齿数比是反比例关系，在这个例子里，8齿齿轮的扭矩是24齿齿轮的1/3。 当你使用齿轮提高转速时，扭矩会减小，这叫做“齿轮增速”，可以用这种方式来保护下游的组件，使其免受电机大扭矩的冲击。当使用齿轮降低转速时，扭矩会增大，这叫做“齿轮减速”，可以使用这种方法利用小电机或曲柄来提升重物。有时，你也会选择既不增速、也不减速，只是使用齿轮将扭矩从一点传递到另一点，在这一过程中转速和扭矩都不会发生变化。直齿轮 直齿轮用于两根平行的轴上。在下面的动画演示中，安装在绿色轴上的灰色齿轮是驱动轮，安装在黄色轴上的红色齿轮是从动轮。注意看，这两个齿轮的的速度比是3:2，这和它们的齿数比24:16是一样的。再注意看，齿轮上每个齿的轮廓不是平直的，我们称之为渐开线，这种形状可以使齿轮做相对的转动，而不是滑动，这样可以最大限度地减少摩擦力，提高传动效率。我们还会看到，每根轴都有两个Technic砖块像轴承一样起支撑作用。一般来说，每根轴至少需要2个轴承支撑来平衡齿轮的载荷（尽管每个轴销都可能降低使用效率）。轴承（就像黑色的砖块）越靠近齿轮，其支撑作用就越有效。在齿轮的两侧设置支撑轴承（就像蓝色的砖块）效果要好于把轴承设置在齿轮的一侧。一对直齿轮的作用之一，就是让输出轴与输入轴以反方向做旋转运动，这一点在动画演示中可以清楚地看到。直齿轮是Technic组建中最常见的齿轮。 在科技系列（Technic）和专家搭建系列（Expert Builder Line）出现之前，就已经有直齿轮了，它们出现在上个世纪60和70年代，是9到42齿的大型齿轮（如下图）。本文对此不作详细介绍。 下图是“标准”的直齿轮。3个浅灰色的（8齿、24齿和40齿）出现于1977年，目前仍在生产。16齿的浅棕色齿轮1979年面世。深灰色的24齿齿轮，出现于1998年，是老式24齿齿轮更强壮的替代品。白色的24齿齿轮是“离合”齿轮，当扭矩超出限值时，会产生滑动，在1997年开始被使用。所有这些直齿轮都具有相同的齿形，任意两个齿轮都可以配合使用。同时，这些齿轮的齿数都是8的倍数，在计算齿数比时，非常方便。 “双锥面”齿轮也可以当做直齿轮使用。我们将在锥齿轮部分详细介绍它们。“双锥面”齿轮的轮齿比普通直齿轮更宽，因此能传递更大的扭矩。 锥齿轮 锥齿轮用在两根轴不平行的情况中。锥齿轮可以在两根轴成任意角度的情况下使用，但是LEGO的锥齿轮只使用于两根轴垂直的情况。在下面动画演示中，安装在黄色轴上的红色齿轮是驱动轮，安装在绿色轴上的蓝色齿轮是从动轮。两个齿轮的齿数相同，这两根轴的转动速度也相同。锥齿轮的轮齿形状复杂，在支撑轴上产生的力也很复杂。因此，相对于直齿轮来说，在锥齿轮的支撑轴上使用合适的轴承更为重要。一般来说，每根轴至少需要2个轴承支撑来平衡齿轮的载荷（尽管每个轴销都可能降低使用效率）。轴承越靠近齿轮，其支撑作用就越有效。在动画演示中，使用了一个特殊的齿轮箱来实现这个支撑作用。Technic组件中锥齿轮是第二大常用齿轮类型。 下面的图片中，是基本的锥齿轮。浅灰色的14齿锥齿轮生产与1980年，已经使用了很多年，是老款差速器组件的一部分。1995年，这个浅灰色的锥齿轮被12齿锥齿轮所代替，就是下图中的浅棕色齿轮。这个齿轮强度更高，被用于新款的差速器中。20齿的深灰色锥齿轮并不常见，1999年开始生产。 下图展示的“双锥面”齿轮，是因为齿轮的两面都被设计成了斜面，这就使得它比常规的锥齿轮有更广泛的应用范围。它的厚度是普通锥齿轮的两倍，会占用更大的空间。“双锥形”齿轮从1999年开始生产，有12齿、20齿和36齿3种规格。 涡轮 可以把涡轮想象成只有1个齿的齿轮。乐高的涡轮是与直齿轮配合使用的，两根轴相互垂直。涡轮具有一些和其他齿轮不同的特性。首先，涡轮只有1个齿，涡轮组的齿数比就是配合齿轮的齿数，如，1个涡轮和40齿的直齿轮配合使用，齿数比就是40:1，因此使用涡轮可以实现很大程度的减速。其次，与其它齿轮相比，涡轮的摩擦力较大（传动效率也较低），这是因为涡轮的齿面与相配合的齿轮齿面之间是滑动摩擦，负载越大，摩擦力也越大。最后，涡轮不能（一般来说）被反向驱动。在动画演示中，是绿色轴上的蜗轮在驱动红色轴上的蓝色直齿轮，但是如果你转动红色轴，蜗轮是无法被驱动的。这个特点在需要锁止位置的场合很有用，比如使用曲柄升降闸门时。最后要注意的是，蜗轮会沿着支撑轴产生推动涡轮移动的轴向力（如动画演示中的绿轴），因此需要在轴上设置防止其滑动的装置，动画演示中黄色的齿轮箱就是一种方法。 1个涡轮的长度比2个乐高单位略短一些。可以把多个涡轮连成一列，做成更长涡轮螺杆。也可以用涡轮和齿条配合使用，但这并不是合理的搭配。 齿条 可以把齿条理解为将一个直齿轮展平。使用齿条，可以把直齿轮或小齿轮的旋转运动转换成直线运动。这里没有传统意义上的齿数比，但驱动轮的齿数越少，传递给齿条的功率就越大。齿条的横向移动距离与小齿轮的齿数成正比。齿条一般被用于小车的转向控制结构中，也会被用于其他方面，如吊车的伸缩吊臂中。 齿条有多种长度类型。最常见的是4个乐高单位长度的齿条，要通过方梁上的来固定。 第2篇：乐高机器人教案 认识乐高蓝牙机器人系统_NXT 参加教师 活动目的： 1、认识NXT主要配件，并将其与RCX核心配件作比较，学习和掌握新型乐高机器人； 2、搭建蓝牙机器人； 3、知道NXT控制器各按钮的作用，初步学会在NXT是编写简单程序，理解传感器的功能 活动过程： 一、乐高机器人MINDSTORMS NXT与RCX的比较 1、处理器由8位升到32位 丹麦乐高（LEGO）将于2006年9月上旬推出乐高公司和美国麻省理工学院共同开发的机器人组件新款“教育用LEGO Mindstorms NXT”。Mindstorms是将配备微处理器的LEGO公司的塑料积木组装起来，通过个人电脑制作的程序来控制的机器人。此前的RCX的微处理器为8位，而NXT配备32位处理器等，提高了性能。表格1列出RCX和NXT的比较。 图1：安装4个传感器和3个伺服马达的LEGO NXT 图4：LEGO NXT系统目前提供的4种传感器全家福 5、改进了编程软件 NXT程序用软件“ROBOLAB ver.2.9”，跟ROBOLAB原来的版本一样，是基于NI LabVIEW开发的。该软件不仅可以制作NXT用的程序，也可以完成RCX用的程序。此前要操作接近400个图标进行编程，这次减少为约40个，从而使得编程更为简单。OS为“Windows2000”以上和“Mac OS X”。 图5：乐高网站给出的ROBOLAB 2.9的样图，跟以前版本相比，变化较大 二、快速认识NXT 1、按钮 NXT正面有四个按钮，它们分别是开关、运行；导航和返回。 2、NXT显示器上各图标的意义 最上一行，相当于状态栏，从左到右依次表示了：蓝牙、USB、NXT控制器名、运行状态、电 池电量以及声音音量的情况。 状态栏的下面是六个主控操作面板，相当于主菜单，它们依次是：“My Files我的文件”、“Try me测试”、“Settings设置”、“Bluetooth蓝牙”、“View查看”、“NXT Program NXT程序”。 三、NXT Prpgram(NXT程序)不需要在电脑上，通过NXT就可以编写简单的控制程序。 1、进入NXT Program 2、屏幕显示传感器和马达的连接方式； 3、确定后，进入五步编程 第一步主要是设置运动方式：前后、后退、左转、右转等 第二步主要是设置传感器 第三步 也是运动方式设置 第四步 传感器感应设置 第五步 设置停止或循环运行 四、活动研究任务 1、研究前进5，前进的时间是多少？前进的距离是多少？ 前进5，前进的时间是 ；前进的距离是。 你的机器人能走直吗？你们是怎么让它走直的？ 2、前进5，再右转2，看看你的机器人怎么运动？ 3、组内合作完成下列任务： 每组四个同学，分别位于四方形的四边，要求用nxt编程，将机器人驶向自己的队友。 （1）队长将机器人驶向程序员；（2）程序员让机器人左转驶向机械师（3）机械师让机器人按直线退到研究员（4）研究员再让机器人转弯退回队长。第三课 尝试NXT编程 教学目的： 1、了解NXT编程软件界面； 2、知通如何创建一个新文件； 3、认识移动图标，了解移动图标的设置面板中各选项的意义 4、会用它控制机器人的运动状态（前进、后退、转弯运动）； 5、学会如何下载，并运行机器人。 教学过程： 今天我们学习用电脑编写第一个程序，控制机器人按我们的意愿运动。 一、进入编程环境 1、双击桌面图标，进入NXT编程环境； 2、一个出现下列程序进度条，调入程序； 二、编写程序 有FLASH步骤 按下例操作步骤编写程序 三、下载程序 1、机器人与电脑的连接 用USB连线将机器人与电脑连接。注意：下载程序时，NXT必须打开。 三、移动图标参数设置面板 四、运行机器人 按下列操作步骤运行机器人 演示编写、下载、运行一个前进左转再前进的程序 活动研究任务 1、研究能量级为75%时机器人1秒钟，前进的距离是多少？大约_乐高单位 2、能量级为100%时机器人1秒钟，前进的距离是多少？大约_乐高单位 2、组内合作完成下列任务： 每组四个同学，分别位于四方形的四边，要求用nxt编程，将机器人驶向自己的队 友。 （1）队长将机器人驶向程序员，前进2秒钟； （2）程序员让机器人前进5秒，左转驶，再前进5秒，驶向机械师； （3）机械师让机器人按直线后退，到研究员，时间根据距离调整；（4）研究员再让机器人后退5秒，转向，再直线回到队长所在位置。 第四课 机器人的计步器 教学目标： 1、学习和理解马达内置角度传感器 2、理解移动模块和马达模块的属性面板 3、能准确控制机器人的运动距离和角度 4、通过活动理解马达内置角度传感器的应用 教学过程： 一、你知道吗？_NXT使用技巧 1、关闭蓝牙功能，可以让NXT更省电 2、删除NXT中多余的程序，可节约空间。 二、研究活动用时间控制机器人的运动 比较： 1秒钟内马达能量为75%行驶的距离大约是厘米； 1秒钟内马达能量为100%行驶的距离大约是 1秒钟内马达能量为75%行驶的距离（填）马达能量为100%行驶的距离； 不同组的机器人1秒钟内马达能量为100%行驶的距离相同吗？同）。 三、NXT马达的内置角度传感器 用时间控制机器人的运动非常不准确，当电池能量足时机器人跑得快，当电池能量 不足时，机器人跑得慢。为了解决这个问题，在NXT机器人的马达中安装了一个角度传感 器，它可以记录机器人行走的距离。马达里的角度传感器相当于机器人的计步器。 3、机器人的计步器是怎么计算机器人行走的距离的呢？ 第一：它可以记录机器人轮子转过的圈数，根据轮子的周长，就可以计算出机器 人行走的距离。 观察学习环境中的常用面板中的向前驱动。例如，我们机器人的轮子周长约为17厘米 机器人轮子转1圈，前进的距离是 机器人轮子转2圈，前进的距离是机器人轮子转5圈，前进的距离是 厘米。机器人轮子转10圈，前进的距离是 厘米。 第二：记录机器人轮子转过的角度，根据角度，计算出机器人行走的距离。 我们知道，一个是360度，如果机器人的轮子转过半周，那么它转过的角度就是180度，走过的距离就是轮子周长的一半，大约8.5厘米。 四、学习电机模块 移动模块虽然也能控制机器人做转弯运动，但由于不能准确地控制单个马达的能量级，因为机器人的转弯运动很难精确控制。为此，我们可以使用电机模块。 1、电机模块 位置、属性 2、下面，我们用电机模块控制机器人转直角： 方法一：一个电机停，一个电机运动 方法二：一个电机快，一个电机慢 方法三：两个电机向相反方向运动 五、挑战任务 想办法让你的机器人沿一块地砖走50*50的正方形 第五课 机器人的眼睛 发表时间：2008-10-17 20:04:51 来源：龙小分校 编辑：龙小分校 点击/评论：1944/0 教学目标 1、认识乐高光电传感器，知道光电传感器的作用； 2、初步理解光电传感器的原理； 3、会利用光电传感器测试不同物体表面反射光的光值 4、初步学会利用光电传感器控制机器人启动或停止。 教学过程 一、引入 想一想，我们人的眼睛都能看到和分辩什么？（主要功能）第一，我们能分辩物体的颜色 第二，我们能分辨物体的形状和大小 第三，我们能分辩物体的远近 机器人要能模拟人的眼睛的功能，也应该能做到分辩物体的颜色、形状、大小和远近。但机器人的的眼睛的功能没有人眼功能这么强大的全面。因此，我们常常需要给机器人安装多个眼睛。比如我们安装一个或多个光电传感器来分辨物体的颜色；安装一个超声波传感器来判断物体的距离；安装一个火焰传感器来识别火焰等。 机器人眼睛功能比较单一，为实现不同的功能，需要安装不同功能的眼睛。 二、初步认识传感器 三、NXT蓝牙机器人光电传感器 光电传感器是机器人的眼睛，它是主要元件是一个发光二极管和一个光敏管。我们看到光电传感器有两个灯，工作时，一个灯发红光，一个灯不发光只接收反射回来的光线。当光电传感器照到不同颜色的表面时，接收到的反射 光的强弱不同，控制器就可以据此判断出物体表面的颜色。NXT的光电传感器工作时还可以关闭发光灯。 1、NXT光电传感器的安装 可参考学习面板中“检测黑线”的方法安装 光电传感器属于信息输入，因此它可以接在NXT的1、2、3、4输入端的任何一个输入口中。通常我们插在3号端口。 2、直接从NXT显示屏上查看接收光的返回值 （1）在主菜单中选择View（显示） （2）再选择Reflected light(反射光)或Ambient light（环境光） （3）最后选择Port（端口）号，如Port 3（4）读出光的反射值。 3、研究活动 分别测出距离乐高积木大约5毫米处，不同颜色的积木块的反射光值和环境光 4、从光电传感器属性面板中查看接收光的返回值 （1）拖拉一个光电传感器模块到程序流程线上；（2）从属性面板的反馈控制箱中读中接收光的返回值 5、研究活动 分别测出距离乐高积木大约5毫米处，不同颜色的积木块的反射光值和环境光 值 四、挑战任务 1、下面的黑线表示车站，让你的机器人直线前进，看到车站（黑线）后 STOP！分析：我们并不知道离黑线有多远，所以用角度传感器和时间都无法控制机器人行走的距离。因此，我们只能考虑利用光感，让机器人一直前进，直到 它看到黑线，立即STOP。程序： 课后记： 今天的教学很成功，通过几周的训练，同学们基本都适应了这样的研究和挑战模式。在两种测光值的研究中，同学们的积极性很高，方法也比较得当。 在挑战任务中，由于机器人看到黑线就停，效果明显。因些同学们的研 究热情也很高。第六课 机器人的耳朵 发表时间：2008-11-12 14:01:05 来源：龙小分校 编辑：龙小分校 点击/评论：1317/0 教学活动目的1、知道机器人的耳朵实际上是一个声音传感器。声音传感器，能够使机器人象人一样具有听觉。 2、会利用声音传感器控制（启动）机器人运动或停止； 3、编写程序让机器人沿黑线行走 教学过程 一、引入 光电传感器使机器人有了视觉，能分辨物体的颜色，那么，能不能让机器人象人一样有听觉，能听到环境的声音呢？ 当然可以，我们可以给机器人安装一个声音传感器。 二、NXT声音传感器 声音传感器实际上就是一个类似话筒（耳麦）的设备，它能接收声音信息。声音的大小常用音量表示，单位是分贝。一般的声音传感器只能感受到有无声音和音量的大小，而不能分辨语义。比如，我们制作一个声控机器人，要求它听到声音就开始前进。现在，我们启动机器人，当我们说“停”它同样开始前进。这对人来说是一件很有趣的事。声音传感器能够检测到的声压大于90分贝。因为声压的等级非常复杂，所以在Mindstorms NXT上显示的时比例(%).数字越小，声音越小。例如： ? 4-5% 大约是安静的卧室 ? 5-10% 从较远距离听人的谈话 ? 10-30% 较近距离的正常谈话，或者正常音量下的声音播放器 ? 30-100% 人们的喊叫声，或者大音量的音响 声音传感器的安装 参见NXT常用面板中的“声音控制”。探索活动 1、试试各种声音效果，并记录下NXT接收到的声音大小值。 操作方法： （1）将声音传感器连接到NXT输入端口2；（2）在NXT显示器上选择 View 子菜单，选择声音传感器的图标和声音传感器连接到的接口； （3）向声音传感器说话，看看显示屏的效果； 挑战任务 制作一个声控机器人，要求启动后原地不动，听到声音后开始运动，再次听到声音后停止运动。 分析：启动机器人后，让机器人进入等待状态，当声音值达到预设的阀值后，机器人前进，同时，再次监听声音，如果再次听到声音，则STOP！ 声音传感器属性设置 第七课 机器人的眼睛（2） 发表时间：2008-11-12 14:06:18 来源：龙小分校 编辑：龙小分校 点击/评论：1279/0 教学目标 1、认识乐高超声波传感器，知道超声波传感器的作用； 2、初步理解超声波传感器的原理； 3、初步学会利用超声波传感器控制机器人走迷宫。 教学过程 一、引入 光电传感器让机器人能分辨物体的颜色，但它不能判断物体的远近，为了帮助机器人判断物体的远近，我们可以给机器人安装一只超声波传感器。 二、乐高超声波传感器 乐高超声波传感器，有由一个超声波发射器和一个超声波接收器组成，通过检测发射声波（类似于声纳）和反馈声波延迟的的时间，测算障碍物离自己的距离。 （1）屏幕显示机器与最近物体的距离值，单位为厘米或英寸；（2）超声波传感器的检测距离为0-250厘米；（3）超声波传感器通常接在输入端口4； 三、超声波传感器的安装 参见超声波测距 第17/21页 研究任务 请你编写一个程序，让你的机器人向墙靠近，直到离墙20厘米处停止。试一试，当你设置机器人停止的触发值为20厘米时，机器人停下时，距离墙的实际距离是多少？如果我们要机器人停下的位置距离墙刚好20厘米，程序中实际停止的触发值是多少？ 挑战任务 你能做一个简单的迷宫机器人，让它从下图中的入口进，出口出吗？ 第18/21页 第八课 能识别路线的机器人 发表时间：2008-11-12 14:18:40 来源：龙小分校 编辑：龙小分校 点击/评论：1616/0 教学目标： 1、光电传感器的灵活应用 2、学习和理解循环和分支程序结构 教学过程： 一、师引导 我们的机器人已经具有类人的视觉功能，通过光电传感器，可以识别颜色，通过超声波传感器感受物体的远近。 今天我们通过一个实际任务来比一比，看谁的机器人最能干。 二、任务描述 让机器人沿固定的黑跑道行走，看谁的机器人走完全长所用时间最短。 第19/21页 三、任务分析 黑色跑道是单路线，没有叉道，因此我们可以采用单光感走黑线。单光感走黑线原理：在黑线上往白色区域走，在白色区域往黑线走。即走“之”字形。 观看“跟随暗线”视频，理解单光感走黑线的原理。 四、程序分析 1、分析 如果在黑线上： C走，B停 即右转； 如果在白色区域： B走，C停 即左转。上述动作反复重复执行。 2、循环程序 需要反复执行的一段程序我们可以放在一个循环中。 在生活中循环执行某一任务的例子很多，比如跑绳、拍皮球等。 3、条件分支程序 在这个任务中，我们要根据机器人所处位置决定机器人重复执行那一段程序，象这样的程序叫条件分支程序。 第20/21页 五、试运行 1、如果机器人认不了黑线，说明你的条件分支中黑白分界阀值设置不正确，应重新测定黑、白区域的光值，再取平均值。 2、如果机器人左右摇摆太大，说明你的机器人转角弧度太大，可适当减小马达的能量。 第17/21页 研究任务 请你编写一个程序，让你的机器人向墙靠近，直到离墙20厘米处停止。试一试，当你设置机器人停止的触发值为20厘米时，机器人停下时，距离墙的实际距离是多少？如果我们要机器人停下的位置距离墙刚好20厘米，程序中实际停止的触发值是多少？ 挑战任务 你能做一个简单的迷宫机器人，让它从下图中的入口进，出口出吗？ 第18/21页 第八课 能识别路线的机器人 发表时间：2008-11-12 14:18:40 来源：龙小分校 编辑：龙小分校 点击/评论：1616/0 教学目标： 1、光电传感器的灵活应用 2、学习和理解循环和分支程序结构 教学过程： 一、师引导 我们的机器人已经具有类人的视觉功能，通过光电传感器，可以识别颜色，通过超声波传感器感受物体的远近。 今天我们通过一个实际任务来比一比，看谁的机器人最能干。 二、任务描述 让机器人沿固定的黑跑道行走，看谁的机器人走完全长所用时间最短。 第19/21页 三、任务分析 黑色跑道是单路线，没有叉道，因此我们可以采用单光感走黑线。单光感走黑线原理：在黑线上往白色区域走，在白色区域往黑线走。即走“之”字形。 观看“跟随暗线”视频，理解单光感走黑线的原理。 四、程序分析 1、分析 如果在黑线上： C走，B停 即右转； 如果在白色区域： B走，C停 即左转。上述动作反复重复执行。 2、循环程序 需要反复执行的一段程序我们可以放在一个循环中。 在生活中循环执行某一任务的例子很多，比如跑绳、拍皮球等。 3、条件分支程序 在这个任务中，我们要根据机器人所处位置决定机器人重复执行那一段程序，象这样的程序叫条件分支程序。 第17/21页 研究任务 请你编写一个程序，让你的机器人向墙靠近，直到离墙20厘米处停止。试一试，当你设置机器人停止的触发值为20厘米时，机器人停下时，距离墙的实际距离是多少？如果我们要机器人停下的位置距离墙刚好20厘米，程序中实际停止的触发值是多少？ 挑战任务 你能做一个简单的迷宫机器人，让它从下图中的入口进，出口出吗？ 第18/21页 第八课 能识别路线的机器人 发表时间：2008-11-12 14:18:40 来源：龙小分校 编辑：龙小分校 点击/评论：1616/0 教学目标： 1、光电传感器的灵活应用 2、学习和理解循环和分支程序结构 教学过程： 一、师引导 我们的机器人已经具有类人的视觉功能，通过光电传感器，可以识别颜色，通过超声波传感器感受物体的远近。 今天我们通过一个实际任务来比一比，看谁的机器人最能干。 二、任务描述 让机器人沿固定的黑跑道行走，看谁的机器人走完全长所用时间最短。 第19/21页 三、任务分析 黑色跑道是单路线，没有叉道，因此我们可以采用单光感走黑线。单光感走黑线原理：在黑线上往白色区域走，在白色区域往黑线走。即走“之”字形。 观看“跟随暗线”视频，理解单光感走黑线的原理。 四、程序分析 1、分析 如果在黑线上： C走，B停 即右转； 如果在白色区域： B走，C停 即左转。上述动作反复重复执行。 2、循环程序 需要反复执行的一段程序我们可以放在一个循环中。 在生活中循环执行某一任务的例子很多，比如跑绳、拍皮球等。 3、条件分支程序 在这个任务中，我们要根据机器人所处位置决定机器人重复执行那一段程序，象这样的程序叫条件分支程序。 第20/21页 五、试运行 1、如果机器人认不了黑线，说明你的条件分支中黑白分界阀值设置不正确，应重新测定黑、白区域的光值，再取平均值。 2、如果机器人左右摇摆太大，说明你的机器人转角弧度太大，可适当减小马达的能量。 祝孩子们成功！ 1、如果机器人认不了黑线，说明你的条件分支中黑白分界阀值设置不正确，应重新测定黑、白区域的光值，再取平均值。 2、如果机器人左右摇摆太大，说明你的机器人转角弧度太大，可适当减小马达的能量。 祝孩子们成功！ 第3篇：乐高机器人教案 乐高机器人活动教案课程名称活动课题 百变工程建筑工地 日 期 2015.3.20 教 师 学员活动目标 知识目标： 1.了解塔吊的作用 2.学会什么是中心点（重心）3.掌握什么是平衡 能力目标： 1.了解能够找到平衡的中心点2.掌握用基础零件搭建平衡支架 3.熟练掌握积木块、梁、轮轴和轮运用 4.会利用车轮等零件搭建稳固能够运动的塔吊 情感目标：合作意识，情感交流与小朋友一起建筑工地。建筑工地、工头、铲、钻孔、设备 9206早期技术工程组合、9090duplo大型散件组合、安全警示牌剪纸活动步骤 学员操作 情景引入，诱发联想。小朋友回答 吊上去等各种各样的答案，引出主题“塔吊”。专门建楼的地方就是工地 情景导入，开 阔思维，有利于小朋友顺畅地搭建自己没有见过实际工地上的塔吊。 备注关键词汇活动材料 导入：小朋友都见过高楼吗，你们见过最高的楼有几层呢，那么高的楼是怎样盖起来的呢？ 工人叔叔是在在建筑工地上盖大楼的，他们都是怎么工作的呢？那么多的砖、很重的水泥板怎么远送到那么高的联系地方去？ 塔吊！ 出示图片，让学生仔细观察。1.塔吊有几个臂？2.为什么有两个呢？ 3.塔吊为什么能够站的住不到？4.你还学过见过哪些类似的呢？看了图片中的塔吊你也一定能 够搭建一座自己设计的塔吊。北京慧佳机器人技术培训中心201501 提出问题，使小朋友注意力集中，依次回答老师提出的问题。1.两个臂 2.不容易到，保持平衡3.铲、钻孔等其他设备 引发兴趣，积极动手。 1.2.建构 搭建塔吊，怎么才能把塔吊搭建的很高呢？（用积木块或机械臂）3.4.塔吊搭建完成后请搭建工 地上其他的建筑设备，如：车、铲、钻孔等。5. 6.我们之前还学过什么样的车，这些车能放在建筑工地里吗。 7.自己搭建的塔吊是否能够 保持平衡？8. 9.请小朋友们讲述自己的工具车 是什么车？是怎么工作的？并演示一下。10. 11.将塔吊搭建成可移动的塔吊 车。如果你搭建的塔吊挂上重物后向一边倾斜是为什么，怎么解决？ 1.使用积木块累建塔吊的主体，注意砖结构，搭建的过程中要求稳固；2.使用机械臂架搭建塔吊的“平衡”臂，搭建的过程中注意中心点，不能歪也不能倾斜； 3.使用驾驶舱等零件，搭建与实际中接近相像的塔吊。 因小朋友一般都没有机会自己的到工地上亲自见到塔吊，所以即便是在图片的引导下也不能够完成搭建。 此处搭 4.搭建完成后请小朋友自建时要对动己在塔吊的一边试着吊挂作慢的小朋一些“重物”。友降低要求，只要能够平 5.使用轮搭建小车，用4衡即可。个轮子保持平稳。反思因为重心不稳找平衡 工地上有很多的建筑工具，其他人进去会非常危险，不安全！小朋友们搭建延续一个围栏，并把安全警示标签放到积木上，请大家把自己的车开进工地去。如： 本本的铲车米多的推土机强强的挖掘机,，1.一起用duplo积木和栅 栏搭建一个建筑工地围起来，中间散放一些2*2的积木块。 2.用积木制作一个“安全 警示”牌。 建筑工地安全吗？工人叔叔都是怎么保护自己的呢？（安全帽），提醒小朋友们平时不要去建筑工地上玩，很危险。北京慧佳机器人技术培训中心201501 照片样例课后反思活动总结课中问题 5.16课程中，由于前部分玩了一个搭柱子的游戏，小朋友的思维集中在柱子上，对于搭建塔吊，特别是如何安装机械臂架，使之即找到了中心点又掌握了在“柱子”的基础上塔吊的平衡，所以浪费了很多时间。最后搭建拓展部分，即：大家一起搭建建筑工地的活动无法进行，只能临时改成了认识建筑工地安全标示的活动。解决方发 1.只搭建柱子，先不做游戏。 2.形象启发，自己的身体是“柱子”，两臂展开是平衡，两脚并拢是中心点。3.左右手的重量一样就平衡，相应人体器官对应相应的器材零件。 教师对小朋友的认知水平认识不够，备课的时候没有注意备学生这个环节。1.有的小朋友不认识塔吊,如果塔吊结构没有讲的很详细的话，小朋友都搭不出 来，会很浪费时间，导致后边的环节不能顺利进行。 改善：在看图片的过程中，带小朋友们详细认识一下图中塔吊的构造，让他们想象一下用哪种器材可以搭出哪个部分。 本本小朋友这节课搭建的时候注意力不是太集中，可能是对塔吊不了解，接触的少，没有很鲜明的想法，所以会多用一些时间来搭建.米多小朋友这节课可能是对塔吊不了解，接触的少，没有很鲜明的想法，所以在搭建上多耗费了一些时间.北京慧佳机器人技术培训中心201501 第4篇：乐高积木电子教案 第 周第课时 上课时间 月 日（星期）累计教案 1 个 课题（内容）： 介绍乐高积木 第课时 教学目标： 1、学生初步了解乐高积木，培养兴趣。 2、介绍乐高积木的有关历史。 教学重难点： 学生初步了解乐高积木，培养兴趣。 板书设计： 初识乐高积木 教学过程： 1、欣赏导入、激发兴趣： 同学们，一张白纸可以绘出美丽的世界，那一块白布可以做些什么呢？在大家看看桌上的材料后，应该可以猜出个大概了吧。请大家先来看看老师的几幅作品。展示乐高积木图片(小组传阅，部分贴在黑板上)，现在大家知道我们今天所要实践的到底是什么呢？（引出课题）今天我们所要学习的是乐高积木，它是积木的一种。同学们知道乐高积木的起源吗？ 2、介绍乐高积木的历史来源： 乐高公司创办于丹麦，至今已有85年的发展历史，追本溯源，还得从它的金字招牌LEGO说起。商标“LEGO”的使用是从1932年开始，其语来自丹麦语“LEg GOdt”，意为“play well”（玩得快乐），并且该名字首先迅速成为乐高公司在Billund地区玩具工厂生产的优质玩具的代名词。 多年来，“LEGO”图标也变化了多种形式，最新的图标是1998年制作，它是在1973年的版本基础上稍作调整而成，使之更便于在媒体上传播和识别。第一个生产地在丹麦的一所红房子中，那里就是乐高开始的地方。近日，乐高乐高官方推出的一座大型主题空间，坐落在乐高的总部所在地丹麦比隆（Billund），占地 12000平米，离公司总部也不远，LEGO Experience Center 将于今年正式开放，目前计划中的具体时间是在九月份。(图片展示) 3、介绍乐高积木的价值： 孩子们在接受乐高积木教育课程的时候，不仅仅锻炼了动手能力，还让他们对理科知识产生了初步的认知，增强了团队协作的能力，培养了良好的思考以及实践动手能力。 教学反思: 用课件引导学生学习，随时评价学生的学习情况，可以使学生对课堂学习过程有一个较为清晰的认识，但平面静止的图片不够生动形象，对学习的指导作用稍逊于动态影像。 第 周第课时 上课时间 月 日（星期）累计教案 2 个 课题（内容）： 乐高积木的认识 第1 课时 教学目标： 1、介绍乐高积木的制作材料。 2、激发学生乐高积木的热情。 教学重难点： 激发学生乐高积木的热情。 教学过程： 1、展示乐高积木作品。 看了这么多如此美丽的乐高积木，许多人可能会产生这样的想法：乐高积木是如此美丽，如此有诱惑力，到底难不难搭呢？答案是：不难。如果你会缝纽扣的话，那你就会搭制乐高积木了，你只需花一点点时间、一点点的耐心，再加上一点点用心，就能完成一幅令你自己也觉得很有成就感与惊奇的乐高积木的作品了。 （放大乐高积木。让学生了解乐高积木。） 2、了解乐高积木需要的工具。 乐高有专门的城市系列，每个套装（set）就是一个场景，大场景基本上是一栋楼及附属设施和人仔，小场景也许就是几个人仔和交通工具。 3、学习乐高积木的基本技法： 乐高教育认为：儿童是主动的学习者，他们的身上有着天然的兴趣和本能，而发挥其本能的学习就是让学生置身于充满趣味性、刺激性、挑战性的活动中，主动去探究知识的奥秘。学生积级地在“做”的过程，也就是知识在他们大脑中建构的过程。在“做”的过程中不断获得的新知识使他们有能力寻找更好的解决问题的方法，于是新的方法又会促进新的技能和知识的增长，从而形成一个学习知识和积累知识的螺旋式的发展。 美国哈佛大学教育学院的霍华德加德纳（Howard Gardner）教授提出：“学生积极主动地使用和研究有形的器材，并不断对他们迫切想得到答案的事物提出问题时，处于最佳学习状态，记忆最深刻。反之，如果只是被动地接受，很快就会忘记。 西摩佩珀特(Seymour Papert)，麻省理工学院教授，人工智能实验室的合作创立者，多媒体实验室的创立者，LOGO编程语言的发明者，曾师从皮亚杰，长期从事利用计算机促进儿童智力发展的研究，提出了“Learning by making”的建构论（Constructionist）学习观。他说“建构主义意味着在做的过程中学习，乐高，编写程序，绘画等都是做中学的例子。学生在做的过程中学到的知识，留下的印象更深，与任何人教的东西相比，它的根更深地扎在大脑里。” 教学反思 ： 用学习目标指导学生学习，随时调整学生学习情况，可以使学生充分了解所学知识的难易程度，并能用这一目标衡量自己的学习情况，但要注意的是，对于需要课下完成的高级目标，教师应继续保持对学生持续性的关注。 第 周第 课时 上课时间 月 日（星期）累计教案 3 个 课题（内容）： 精彩的车轮世界 第 课时 教学目标： 1学会用螺丝刀来装配东西理解车轮的作用。 教学重难点： 掌握乐高积木的技法与窍门 教学过程： 问孩子们：有谁开过汽车？汽车有几个轮子？为什么我们需要汽车？有谁骑过自行车？自行车有几个轮子？为什么我们要骑自行车？有谁骑过三轮车？三轮车上有几个轮子？为什么我们需要三轮车？这里有谁见过单轮脚踏车？大卡车上有几个轮子？推土机呢？卡车可以做些什么事情呢？ 讨论一下：许多交通工具都是有车轮的，这些轮子的大小都是不一样的，但是他们都 是圆的。 从工程套装中找出所有的轮子（拿一个给大家看）和轮胎（拿一个给大家看）。让孩子们把轮子嵌到轮胎里面去。解释一下交通工具的底盘是它的彩色身体。让孩子们试着用套装中的螺丝刀把轮子装到底盘上去。 让孩子们搭建一辆有两个或四个轮子的交通工具，至少可以乘坐一个乐高娃娃。 教学反思： 在孩子们搭建的时候，让他们测试一下他们的交通工具，确保轮子已经嵌入到底盘上去了，轮子是可以转动的。 第 周第 课时 上课时间 月 日（星期）累计教案 4 个 课题（内容）： 吊钩和横梁 第1 课时 教学目标： 1.理解推和举用力的不同方向 2.研究吊钩与横梁的机械装置 教学重难点： 学生掌握“乐高积木”的技法。 教学过程： 在孩子们面前放一把椅子,让他们推动椅子。问孩子们：当我们推椅子的时候，椅子是离我们越来越远，还是越来越近？ 现在让孩子们去拉椅子。问他们：椅子是在朝我们靠近，还是在远离我们？ 问：你们每个人能够用两手举起你们的椅子吗？椅子运动的方向是什么，向上还是向下？你们可以把椅子放低一点吗？这时椅子运动的方向是什么：向上还是向下？ 讨论机器是如何来完成推,拉以及举起和下降的工作的? 问题列举： 什么机器可以做推的工作？那么拉，举，下降，又是由哪些机器完成的呢？有谁在建筑工地上看见过起重机？它在做什么工作呢？有谁看到过小汽车被拖走呢？牵引机器的工作是什么呢？它是在推还是拖呢 ？ 帮助孩子们搭建一个建筑工地上用的可以推、拖、举东西的机器。让他们使用吊钩和横梁。 教学反思 在孩子们搭的时候问他们,吊钩有什么用？ 第 周第 课时 上课时间 月 日（星期）累计教案 5 个 课题（内容）： 空中表演 第1 课时 教学目标： 1以小组形式制定计划 2.理解螺旋桨,机翼在飞机飞行中的作用 教学重难点： 让学生掌握乐高积木的技法与窍门。 教学过程： 讲解搭小熊的方法 这个活动最好安排在孩子们已经进行过飞行机器活动之后。 问孩子们是否记得我们第一次学习飞机并在教室里面到处飞行？有时，飞行员会在一起飞行,上演一场空中表演。让我们看看，我们一个班级的飞行员是否也能一起飞。让孩子们都站起来，从左飞到右。让一个学生带头绕着教室飞，其他人跟在后面。然后各自回到自己的座位上。 问孩子们：有没有看见过空中表演？它是怎么样的？那里的飞机是哪种飞机？飞机在做什么？什么是绝技？在空中表演的时候，还有些什么东西在飞机旁边？如果没有一个孩子看过空中表演,可以用照片或录像来介绍整个过程。 讨论空中表演的安全性。讨论中应包括噪音,安全警戒线，第一救助站和安全防护装置。 让孩子们想想看在空中表演的现场，我们可以搭些什么有趣的东西（甜点站，婴儿推车，纪念品商店等）。 让孩子们合作一起搭一个巨大的空中表演场景，要有许多安全的装置，现场还要有好玩的事情可以做。 第 周第 课时 上课时间 月 日（星期）累计教案 6 个 课题（内容）： 疯狂的飞行员 第1 课时 教学目标： 1、理解并运用飞行部件和机器 2、锻炼口头表述能力 教学重难点： 学习乐高积木搭法全搭、半搭。 板书设计： 全搭、半搭 教学过程： 问孩子们：鸟是如何飞的？小鸟用什么东西才使得它能在空中飞翔？ 和孩子们讨论：是什么让一架飞机飞起来的。提问：飞机上的什么零件可以帮助飞机飞起来？如果一架飞机的翅膀很小，它能飞吗？如果飞机没有发动机，它能飞吗？如果能飞的话，飞机是如何飞到空中去的呢？如果飞机像一幢摩天大厦一样大的话,它还能飞吗？ 问孩子们：如果搭了一架飞行器，但是永远也不能飞起来。那是出现了什么问题呢？ 如果它使劲想飞起来，会发生什么问题呢? 让孩子们搭建一架疯狂（不安全）的飞行器,它不需要飞起来。让孩子们试着用乐高零件来搭。 第 周第 课时 上课时间 月 日（星期）累计教案 7 个课题（内容）： 农作物喷药机 第1 课时 教学目标： 1、认识空气撒播系统 2、学习螺旋桨是如何工作的教学重难点： 学习乐高积木搭法1/4搭搭、3/4搭搭、勾搭。 教学过程： 一、导入 在孩子们的面前放置一些空的杯子，在杯子里面放一些干豆子，再把这些豆子倒到工程套装的深铲子里。解释现在这个铲子里都装满了豆子。再让孩子们把铲子倾斜，把豆子都倒到杯子里去。 讨论：人们设计的特殊飞行器，是如何让它们装满水给森林灭火的？问孩子们人们为什么要用这种飞行器来装水，给森林灭火呢？ 问孩子们有没有看见过农作物喷粉机。农作物喷粉机有什么用呢？粉末是由什么组成的？喷粉机是如何帮助农民的？有了喷粉机为庄稼撒农药，农民花的时间是多了还是少了？ 让孩子们搭建一架飞机,可以装满一飞机的东西，还可以倒出来。 教学反思 本节课上学生人人都投入“乐高积木”工作，而且人人参与实践制作，至于评价工作在这节课中得到重视，让学生充分显示自己能力及成功的喜悦。在课程结尾，我利用课件将收集到“乐高积木”信息资料展示给学生，让其拓宽眼界，同时学生对乐高积木的兴趣得到提高。第 周第 课时 上课时间 月 日（星期）累计教案 8 个 课题（内容）： 客机 第1 课时 教学目标： 1、学习比例 2、练习估算技巧 教学重难点： 学习乐高积木搭法连续乐高积木搭、法兰西结、平式花瓣搭。 教学过程： 一、导入 拿一根工程套装中的长梁出来，给孩子们看。问孩子们：猜测一下多少块 DUPLO 积木才能搭成这个长梁。让他们猜，不要让他们试。 解释一下估计是一种很好的猜测的方法。拿三幅没有翅膀的飞机的图片，让他们估计一下每架飞机可以乘多少乘客？ 让孩子们给一架小的飞机加上翅膀，并且使翅膀和机身成比例。如果机身比较小，那么翅膀也应该比较小；如果机身比较大，那么翅膀也应该比较大。让孩子们给另外两幅图片上的飞机加上翅膀。 解释一下：从飞机的一个翅膀的顶端到另一个翅膀的顶端就是翼展。让孩子们伸出手臂来，扮演一架飞机。看看谁的翼展最大？先估计，然后再测量比较翼展大小。 第 周第 课时 上课时间 月 日（星期）累计教案 9 个 课题（内容）： 救护直升机 第1 课时 教学目标： 1、理解机器工作的原理，并在搭建中灵活运用 2、学习螺旋桨与机翼相抗衡的知识 教学重难点： 提高学生的动手实践能力 教学过程： 给孩子们讲个故事，然后告诉孩子们当故事结束后，他们需要马上搭建一样东西去解决问题。 有一天，Sam 和 Sue 决定带着他们的马 Liberty 去远足。他们在一个晴朗早上出发了。他们带上了野餐的食物，也给 Liberty 带了一瓶水。他们穿过一个丛林，来到一条小溪旁。他们径直爬到了山上，坐在山顶上，美美的吃了一顿。当他们准备回家的时候，Sue 发现 Liberty 不见了。他们四处找他，叫它名字。Sam 还吹起了他那特别的口哨。那时，他们听到了 Liberty 在后面叫。啊呀！Liberty 被卡在悬崖里了，孩子们也够不到它。Sue 让 Sam 陪着 Liberty，然后自己跑回去，叫了一架救护直升飞机，从山中把 Liberty 救了出来。 讨论一下，直升飞机是如何升降盘旋的。相对于一般的飞机来说，这使得它能更好的进行营救工作，因为一般的飞机需要很大的地方来起降。