圓桌科技
【簡易機械人製作】課程教學綱要
一、觀摩環節
(一)教學目的:
1、消除對機械人的神秘感。
2、引起同學對學習機械人的興趣。
3、讓學生了解他將要使用的機械人器材的組成。
4、讓學生清楚學習目標,了解將要創造什麼樣的作品。
(二)教學內容
1、老師搭建或購買一些作品,作品應該包括初級類作品及高階的作品。
2、最好讓學生自己執行這些作品,親自動手操作作品。
3、讓學生描述這些作品的功能,指出機械人與人相似之處和不同之處。
二、機械結構部分教學
(一)、教學目的:
1、了解穩定與不穩定的結構
2、了解基本傳動原理
(1)、齒輪傳動原理
(2)、連桿傳動原理
(3)、變速箱變速原理
3、了解常見運動機械的特點
4、熟悉所用器材結構零件的特點和用法。(二)、教學內容
1、簡單靜止機械結構
(1)、平面結構(四桿框架、鏡框等)(2)、立體框架(籃球架、木凳、橋梁等)2、簡單可變形機械結構
(1)、天平、人字梯、摺疊躺椅等
(2)、手動夾子(簡化機械手)。
3、機械傳動
(1)、觀察變速箱。
(2)、用平面齒輪搭建一級、二級變速箱。(3)、搭建齒輪齒條、蝸輪蝸桿傳動機構(4)、連桿機構(汽車雨刮器等)
4、運動機構
(1)、四輪小車(無電機無變速箱)。(2)、旋轉木馬
5動力傳動機械初步教學
(1)、電風扇
(2)、單電機變速箱驅動四輪小車
(3)、電機驅動旋轉木馬
三、簡單控制作品---完成指定任務
(一)、教學目的
1、初步接觸摸制電路
2、初步熟悉控制程式的設計
3、簡單順序程式和迴圈程式的設計
4、簡易機械人的製作全過程
(二)、教學內容
1、認識控制電路主機板
(1)、控制電路主機板--人的大腦
(2)、訊號輸入---人的感覺器官
(3)、控制輸出---人的神經控制手腳運動
2、了解控制程式
(1)、理解控制程式---人的思想
(2)、熟悉控制程式的設計
3、設計簡單順序程式
(1)、讓小車前進,調整延時時間,令小車在到達桌子邊沿時停止前進
(可進行比賽)
(2)、讓小車反覆邊走邊唱
(3)、製作雙電機變速箱小車,令小車可以前進、後退、左轉、右轉。
四、設計製作有感知的簡易機械人
(一)、教學目的
1、了解機械人要感知環境進而適應環境
2、初步接觸並了解感測器的特點和應用
3、初步學會分支程式的設計
(二)教學內容
1、了解接觸感測器原理和使用。
2、搭建懸崖停止小車、懸崖後退、轉彎、再前進小車
3、改為碰壁後退小車。
4、設計2節蠕蟲。
五、設計製作更智慧型的簡易機械人
(一)、教學目的
1、嘗試搭建更複雜的運動機構
2、了解紅外光反射感測器的工作原理和應用
3、設計更加智慧型的作品
(二)、教學內容
1、搭建行走機械人、雙電機爬行機械人
2、光控風扇
3、光控爬行機械人(用手電筒控制機械人前進、後退等)
4、循跡機械人
5、分揀黑白桌球
六、創新設計環節
建議如下:
1、可由學生自選題目,創作作品。
2、亦可由教師提出幾個題目供學生選擇製作。
3、原則上老師只給出部分的提示(涉及的知識點、感測器的選取、控制電路的搭
建、程式設計的要點等),不要過多干預學生的創造,失敗也是非常難得的收穫。
4、強化學生本人總結、互相觀摩、互相評價、改進建議環節。
七、「親子活動」
親子活動就是讓家長到課堂觀摩學生學習機械人的過程,與自己的孩子一塊進入該環節,一塊設計製作創新作品,根據以往其他地區的經驗,這個活動很受學生和家長歡迎,因為很多家長在接觸機械人之前對機械人很不了解,甚至覺得影響孩子正常學習,不願叫孩子參加,但通過親子活動了解了機械人學習對孩子培養的作用後,轉而積極支援自己的孩子參與機械人活動。
親子活動還可以發動家庭成員實施輔助教學(現在學生家長的文化素質普遍較高)。
八、比賽環節
其實為了刺激學生學習熱情,在前面的教學中,幾乎每部分內容都可以開展競賽活動。
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