机器人教案
郑州市第三十一中学 芦文娜
韩晓铂
目 录
第一章 走进机器人世界
1.1 学前教育 1.2 触摸机器人
1.3 机器人的硬件构成 1.4 机器人的软件 第二章 机器人结构搭建
2.1 有“皮肤”的三轮车
2.2 有“眼睛”的自寻迹小车 2.3 有“手臂”的投篮机器人 2.4 履带战车
2.5 灵活转弯小车 2.6 娃娃学步 2.7 六足牛
第三章 机器人程序设计
3.1 三种灯光控制 3.2 避障 3.3 自寻迹 3.4 秒表 3.5 两地控制 3.6 判粗细
3.7 计数与判奇偶 3.8 多任务 3.9 事件控制 3.10 无线通信
第一章 走进机器人世界
1.1 学前教育
教学目标：理解本课程的意义，理顺教学秩序，认识课程目标。 教学重点：理顺教学秩序 教学准备：学员须知30份 教时：1课时
课堂练习：参观校机器人实验室。 教学内容与过程：
一、学员分组，选定班组长。
二、宣布课堂纪律、注意事项，介绍学习方法，
三、公布学习总任务与学业评价。
四、参观校机器人实验室。
五、附件
《机器人制作》选修课学员须知
严格
协作
研究
一、严格
1、准时上下课。特殊情况事先向组长请假。
2、保管好器材，不遗失、不损坏。
3、保持环境安静、清洁，不得有粗鲁行为。
4、爱护电脑，禁玩游戏。
二、协作
1、每两人为一基本学习单位，合用一套器材，共同完成每个制作任务。 要求：
⑴互相配合：交替进行各项操作，使人人都具有独立搭建与编程的能力。
⑵互相帮助：有困难时共同探讨，一起进步。
2、每四人合用一台电脑，充分利用电脑获取信息和练习程序设计。
3、每六人为一个小组，合用一个调试场地，
三、研究
获取信息： 听课、利用电脑查阅资料和帮助文档、从互连网获取信息。
积极实践： 注重具体的结构搭建和编程练习，结累经验。 探索研究： 开拓思路，展开联想，用实验的方法证明自己的想法
四、评价
以上三条 ( 严格、协作、研究 ) 和机器人项目制作结果作为学习成绩的依据
成绩分四档：
A优秀
B良好
C合格
D不合格
五、理念
乐高机器人制作理念
做中学 玩中学 团结协作 祝同学们： 团队协作 学得愉快 技术进步 能力提高
班组长职责
管理班长：①填写出勤情况表
②协助组长处理管理上的难点 ③及时与教师沟通管理上的问题 技术班长：①技术上领先全班同学
②协助组长处理技术上的难点
③及时与教师沟通技术上的问题
组 长： ①技术上领先组内其他同学
②管理组内纪律，接受同学请假，
③及时与二位班长协同工作
1.2 触摸机器人
教学目标：认识机器人的定义，了解机器人现状，激发学习兴趣。 教学重点：机器人的定义 教学准备：录像与PPT课件 教时：1课时
课堂练习：观看录像资料 教学内容与过程：
一、讲解机器人的定义
二、讲解机器人现状
三、附件
1、机器人是什么
到目前为止人们对机器人还没有一个权威而又确切的定义，但“机器人是自动工作的机器”这种说法还是被人们广泛地接受。这样说来在我们身边到处都有机器人的存在。譬如：家中的电饭堡、洗衣机、各种防盗报警器，出租车的计价器等等。
既然机器人是自动工作的机器，那么利用机器人就可以为人们的生产、生活服务。当今，机器人的应用已经涉及到了工业、农业、家政、科研、军事实战等领域。机器人的足迹遍布陆地、海洋、天空，甚至在浩荡的宇宙太空上也能觅到它的芳踪，火星上的“勇气号控测器”向人们展示了它靓丽的风彩。 机器人要按照人们的意图自动地工作，它就必需有存放程序的存储器；为获取工作环境的信息就要有传感器(输入设备)；对获取的信息进行运算和处理，根据程序设计的工作步骤发出控制指令，这就要有CPU(中央处理器)；经过处理的信息要转化成输出声音、图像或是动作，就需要执行机构(输出设备)；再有，人们为完成某一特定的的任务，给机器人编写的操作系统和应用程序。这样看来机器人是一个完整的计算机系统。
当然，机器人是一个集多个学科的高科技产物，随着通信、网络、材料等各种高新技术的加入，使机器人变得越来越聪明，功能越来越强大。机器人技术给人们带来了巨大的利益，也成了衡量各国科技发展水平的标志。因此，机器人技术受到了各国政府的和重视，纷纷在机器人的研发、应用和教学普及中投入了巨大的人力、财力和物力。
2、图片资料
我国研制的工业机器人
日本索尼公司研制的娱乐机器人
美国研制的”角斗士”军事机器人
日本研制的家政机器人
水
下
排
雷
机
器
人
农业机器人
3、积木式机器人
积木式机器人是各大厂商专为广大青少年学习制作机器人而开发的，一般以套件的形式提供。套件中包括机器人控制器、输入输出部件、编程软件光盘、程序下载装置、机器人外形结构件、制作说明书等。厂商不同提供的套件也不同，有的结构件是整体不容易拆装和改形，有的结构件是散件，可以随心所欲自由拼凑，有些控制器是封闭的,有些是开放的，可以扩展一些输入输出端口。但它们都有一个共同的特点，这就是强大的直观的图形化编程平台，有了它，学习机器人程序的设计将变得轻松而愉快，当你学而有余时，也可以采用高级语言来编程。另外，套件中提供的各式各样易插易用且性能优越的传感器和小马达，省却了你诸多的烦恼。积木式机器人的确是机器人初学者得心应手的好帮手。
以下是国内常见的积木式机器人的图片资料。
乐乐高新款机器人
AM高
机
器
人
广茂达纳英特机器人
通用中鸣机器人
—Ⅱ机器人
教学机器人
1.3 机器人的硬件构成
教学目标：认识机器人控制器、输入、输出部件、积木构件。 教学重点：RCX控制器
教学准备：硬件实物、图片，PPT课件。 教时：1课时
课堂练习：整理硬件储物箱 教学内容与过程：
一、介绍RCX控制器
二、输入、输出部件
三、积木构件
四、按照9786核心套装图片，整理硬件储物箱
五、附件
乐高机器人控制器(RCX)
RCX与输入、输出部件的连接
乐高的输出部件：
a) 9V迷你马达
b) 9V高速马达
c) 9V传动马d)微型马达
达
e)遥控赛车马达
小灯
蜂鸣器
乐高的输入部件
角度传感器 光线传感器 温度传感器 触动传感器
乐高的积木
图实 物
1.4 机器人的软件
教学目标：初识乐高编程软件《ROBOLAB》 教学重点：功能面板与工具面板的操作 教学准备：多媒体投影仪，电脑。 教时：1课时
课堂练习：编一个最简单的程序 教学内容与过程：
内容——软件的启动与关闭；功能面板与工具面板的作用与操作；程序的下载与运行。
纸
第二章 机器人结构搭建
2.1 有“皮肤”的三轮车
教学目标：能按照结构分解图，完成本项作品的搭建，理解乐高积木的作用。
教学重点：乐高积木与图纸的匹配，
教学准备：结构分解图，乐高结木，RCX一个，马达二个，触感一个。 教时：1课时
课堂练习：用乐高积木搭建一个有“皮肤”的三轮车。 教学内容与过程： 实践操作。
2.2 有“眼睛”的自寻迹小车
教学目标：能按照结构分解图，完成本项作品的搭建，理解乐高积木的作用。
教学重点：乐高积木与图纸的匹配，
教学准备：结构分解图，乐高结木，RCX一个，马达二个，光感一个。 教时：1课时
课堂练习：用乐高积木搭建一个有“眼睛”的自寻迹小车。 教学内容与过程： 实践操作。
2.3 有“手臂”的投篮机器人
教学目标：能按照结构分解图，完成本项作品的搭建，理解乐高积木的作用。
教学重点：乐高积木与图纸的匹配，
教学准备：结构分解图，乐高结木，RCX一个，马达二个。 教时：1课时
课堂练习：用乐高积木搭建一个有“手臂”的投篮机器人。 教学内容与过程： 实践操作。
2.4 履带战车
教学目标：能按照结构分解图，完成本项作品的搭建，理解乐高积木的作用。
教学重点：乐高积木与图纸的匹配，
教学准备：结构分解图，乐高结木，RCX一个，马达二个，触感二个。 教时：1课时
课堂练习：用乐高积木搭建一个履带战车。 教学内容与过程： 实践操作。
2.5 灵活转弯小车
教学目标：能按照结构分解图，完成本项作品的搭建，理解乐高积木的作用。
教学重点：乐高积木与图纸的匹配，
教学准备：结构分解图，乐高结木，RCX一个，马达二个，光感一个。 教时：1课时
课堂练习：用乐高积木搭建一个灵活转弯小车。 教学内容与过程： 实践操作。
2.6 娃娃学步
教学目标：能按照结构分解图，完成本项作品的搭建，理解乐高积木的作用。
教学重点：乐高积木与图纸的匹配，
教学准备：结构总图，乐高结木，马达一个。， 教时：1课时
课堂练习：用乐高积木搭建一个“娃娃学步”。 教学内容与过程： 实践操作。
2.7 六足牛
教学目标：能按照结构分解图，完成本项作品的搭建，理解乐高积木的作用。
教学重点：乐高积木与图纸的匹配，
教学准备：结构分解图，乐高结木，RCX一个，马达二个。 教时：1课时
课堂练习：用乐高积木搭建一个“六足牛”。 教学内容与过程： 实践操作。
第三章 机器人程序设计
3.1 三种灯光控制
教学目标：学习顺序结构、绝对跳转指令，完成三种不同灯光控制的编程。
教学重点：顺序结构与绝对跳转指令
教学准备：ROBOLAB软件，乐高积木，RCX一个，小灯一只，触感一个。
教时：1课时
课堂练习：ROBOLAB编程 教学内容与过程： 学习内容：
输入部件触感，输出部件小灯，停止图标，绝对跳转图标，开始与结束图标。
一、台灯控制程序
功能：按钮按下后，小灯亮，再次按下，小灯灭，可重复。
台灯控制程序
二、门口灯控制程序
功能：按钮按下后，小灯亮，延时2秒后，小灯灭，可重复。
门口灯控制程序
二、警灯控制程序
功能：程序启动后，小灯间隔1秒闪烁，始终循环。
警灯控制程序
3.2 避 障
教学目标：，马达图标与时间等待图标，完成“碰碰车”控制的编程。 教学重点：马达图标与设置，时间等待图标与设置。
教学准备：ROBOLAB软件，乐高结木，RCX一个，马达二个，触感一个。
教时：1课时
课堂练习：硬件配置与ROBOLAB编程 教学内容与过程： 学习内容：
马达图标与设置，时间等待图标与设置。
“碰碰车”控制程序
功能：小车向前运行，遇到障碍，先后退0.2秒,再转弯0.5秒,然后继续前进
“碰碰车”控制程序
3.3 自寻迹
教学目标：学习光感的应用，选择结构的应用，完成“沿黑线走”控制的编程。
教学重点：选择结构的应用
教学准备：ROBOLAB软件，乐高结木，RCX一个，马达二个，光感一个。
教时：1课时
课堂练习：硬件配置与ROBOLAB编程 教学内容与过程： 学习内容： 光感的应用，选择结构的应用。
“沿黑线走”控制程序。
功能：小车自动沿黑线行驶，但不会停止。
“沿黑线走”控制程序
3.4 秒 表
教学目标：学习计时器、显示屏、容器、清零，完成“秒表”控制的编程。
教学重点：计时器、显示屏、容器、清零图标的应用。 教学准备：ROBOLAB软件，RCXG一个，触感一个。 教时：1课时
课堂练习：硬件配置与ROBOLAB编程 教学内容与过程：
计时器、显示屏、容器、清零图标的应用。
秒表控制程序
功能：按钮按下，开始计时，显示屏以0.1秒累加，再次按下，时间值固定。
3.5 两地控制
教学目标：学习容器清零，选择结构嵌套，完成“二个按钮控制一个灯”的编程。 教学重点：选择结构嵌套
教学准备：ROBOLAB软件，RCX一个，小灯一个，触感二个。 教时：1课时
课堂练习：硬件配置与ROBOLAB编程 教学内容与过程：
容器清零，选择结构嵌套。
“二个按钮控制一个灯”的程序
功能：两个按钮均可独立控制一个小灯。
3.6 判粗细
教学目标：会计算机器人经过某段距离的时间，完成“判断黑线粗细”的编程。
教学重点：怎样判定过了一段路程。
教学准备：ROBOLAB软件，乐高结木，RCX一个，光感一个，场地一个。
教时：1课时
课堂练习：硬件配置与ROBOLAB编程 教学内容与过程：
确定经过一段黑线的时间程序
“判断黑线粗细”的程序
功能：小车前进，过细黑线继续前进，过粗黑线后小车停止。
3.7 计数与判奇偶
教学目标：学习容器的运算，容器选择图标，完成计数与判奇偶的编程。
教学重点：容器的运算，容器选择图标。
教学准备：ROBOLAB软件，RCX一个，乐高结木，马达一个，光感一个。
教时：1课时
课堂练习：硬件配置与ROBOLAB编程 教学内容与过程：
机器人场地与“判粗细”程序相同
计数程序
功能：小车前进，过粗黑线后小车停止，显示经过的细黑线数目。
判奇偶程序 功能：小车前进，过粗黑线后小车停止，若经过的细黑线数目为奇数，机器人会亮一个灯。否则，若经过的细黑线数目为偶数，会亮两个灯。
3.8 多任务
教学目标：学习多任务编程、音阶图标，完成“边走边唱歌”的编程。 教学重点：多任务编程
教学准备：ROBOLAB软件，RCX一个，乐高结木，马达二个，光感一个。
教时：1课时
课堂练习：硬件配置与ROBOLAB编程 教学内容与过程：
多任务“边沿黑线走边唱歌”的程序
3.9 事件控制
教学目标：学习事件控制应用、完成“任意时刻停止沿黑线走”控制的编程。
教学重点：事件控制应用 教学准备：ROBOLAB软件，RCX一个，触感一个，马达二个，光感一个。
教时：1课时
课堂练习：硬件配置与ROBOLAB编程 教学内容与过程：
“任意时刻停止沿黑线走”程序
3.10 无线通信
教学目标：学习无线通信应用、完成“双胞胎小车”控制的编程。 教学重点：顺序结构与绝对跳转指令
教学准备：ROBOLAB软件，RCX二个，乐高结木，马达一个，角感二个。
教时：1课时
课堂练习：硬件配置与ROBOLAB编程 教学内容与过程：
“双胞胎小车”程序
“发信小车”程序
“收信小车”程序
