中小学教育资源及组卷应用平台 《建构开源机器人》教学设计 课题 《建构开源机器人》 单元 第一单元 学科 信息科技 年级 八年级 教材分析 这节课我们学习了如何建构开源机器人，以及机器人的控制核心以及零部件等相关知识。引导学生们在学习过程中动手实践，理论与实际相结合，从而对构建机器人有更深一层的认识。 学习目标 了解开源机器人的硬件组成部件掌握开源机器人的控制核心、电机和各类传感器的使用学会搭建简单的开源机器人 重点 了解如何建构开源机器人。 难点 自己动手建构开源机器人。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 师：不同领域的机器人具有不同的功能，但是他们都有特定的机械结构，这些机械结构由什么组成呢？设计制作机器人和盖房子相似，都需要用材料或零件支撑起他们的结构。盖房子需要用到钢筋、石材、木材等材料，而搭建一个机器人则需要用到梁、轴、螺钉、各种连接片等零部件。机器人的构建是其能够高效完成任务的关键。构思搭建机器人需要先了解各个组成部件，我们以Makeblock智能机器人为例，来认识开源机器人搭建常用的零部件。拓展延伸Makeblock智能机器人图片五张（含两张动图） 在上节课基础上深入了解机器人 循序渐进引发学生思考讨论 讲授新课 认识零部件Makeblock是一款国产的以Arduino作为控制核心的开源机器人，主要零部件是铝合金材质，如图1-2-1所示，积木式的结构模块和电子模块的组合使制作机器人变得简单，能在很短时间内实现自己的创意并体会其中的快乐。Makeblock机器人还可以使用其他的开源硬件设备，也可以使用木条、塑料片和各种可回收材料制作，也可以用激光切割、3D打印等方法设计制作；传感器和驱动部件也可以购买市面上的标准配件。图1-2-1 mbot机器人的零部件本单元以Makeblock机器人为例，来认识开源机器人常用的关键部件。种类和作用mCore 控制板主控板是机器人的“大脑”和“心脏”，它为机器人提供指令，控制机器人设备的运行。电机电机是把电能转换为动能的一种装置。可以驱动机器人完成行走等动作。传感器超声波模块是一个用来测量距离的电子木块，测量范围是3~400cm。光线传感器的开发基于半导体的光电效应原理，可用来检测周围环境光的强度，以及不同颜色表面的光线差别。彩色LED灯模块包含4个可调全色域RGB LED，每个LED的颜色可以通过红（R）、绿（G）、蓝（B）3个颜色的数值大小来决定。巡线模块是专门为巡线机器人设计的，它包含两个传感器，每个传感器有一个红外发射LED和一个红外感应光电晶体管。建构机器人开源机器人的硬件结构包括感知部分、控制部分、驱动部分和支撑部分。机器人所具备的完善、合理的结构是能够科学有效工作的基础。建构机器人时要注意哪些方面？建构机器人时要考虑机器人的功能和所要完成的任务要求。首先要搭建稳定的结构，其次机器人的重量也是必须考虑的，同时还要考虑机器人更换某些重要组件、充电以及操作的方便性。多学一手如表1-2-2所示，根据机器人的移动方式，机器人可以搭建为以下几种方式。表1-2-2 机器人移动方式种类和特点轮式机器人在相对平坦的地面上，轮式行走对于机器人的速度和稳定性都易于实现，是目前大多数机器人采用的方式履带式机器人。履带式机器人可减少对地面的压强，如果地面平稳性较差，用履带效果就会更好一些。足式行走机器人足式行走对崎呕的路面具有很好的适应能力，在地面不平或松软时运动速度较高，能耗较少。学习任务：基础小车搭建分小组活动：运用本节所学内容，使Makeblock机器人零部件，小组成员共同制作如图1-2-2所示的无电机小车。利用身边的物品搭建如图1-2-3所示的测试场地，将搭建的无电机小车从不同高度滑下，观察并记录小车水平移动的距离，分析一下是哪些原因影 ... ...
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