机器人奥林匹克.pdf

LEGO,the LEGO logo,MINDSTORMS,and the Knob coniguration are trademarks of the LEGO Group.?2008 The LEGO Group.www.LEGO 联系（5分钟）讲故事:凯利很喜欢有氧健身教练这个工作，但是今天她感觉不舒服，她感冒了。她需要有个人可以代替她，然后回家可以休息 让我们一起来搭建一个机器人教练，然后编一些健身动作。提问孩子们：一个健身机器人教练需要做些什么？（比如挥动手臂，带动学员动起来）建构（25分钟）引导孩子参照搭建卡，搭建出模型A。解释马达的两个作用：一是让机器人动起来，另外一个是作为倾斜传感器，（在NXT处于纪录模式的时候，机器人教练的手臂动起来，马达就会将 信息传递给NXT程序块，然后NXT程序块会记住这些信息，然后再反馈回来。）编写程序（10分钟）引导孩子参照尝试卡，编写出程序。首先他们会根据机器人手臂在10秒钟内的运动情况写出一个简单的顺序，并 制造一个音效。（机器人的重复动作会不太精确，这个现象是正常的，也是 不可避免的。）确保孩子在开始和结束纪录的时候机器人的手臂都是向下的。这样会使之后 重复这些动作变得简单。.奥运机器人 健身机器人 活动目标：输入随机数字；学习平行任务；学习使用定制程序模块，使用倾斜传感器。词汇 ICT;随即,循环,平行 数学：最大，最小，千分之一秒 科学技术;马达,倾斜传感器 准备材料 每两个孩子一套9648学习套装 每两个孩子一个NXT，两个马达，一个灯以及若干导线 给每个孩子复印一份健身机器人的作业纸 准备 每节课前给NXT安装好电池 1 2 3 4 5 LEGO,the LEGO logo,MINDSTORMS,and the Knob coniguration are trademarks of the LEGO Group.?2008 The LEGO Group.www.LEGO.反思（15分钟）让孩子们尝试各种运动方式，要在循环程序里面运行30秒，保存这个 程序，可以取名，比如健身机器人1 组织有氧运动比赛 他们可以模仿机器人的动作吗？他们可以跳多快？他们可以如何改进机器人？（更难预测机器人的动作，比如像“我说你做”，试着让别人出局）。延续（10分钟）引导孩子参照搭建卡B，搭建出“我说你做”健身机器人。根据要去做的动作，让孩子延续健身机器人1程序，他们可以编写出自己的程序模块，取名健身机器人，这个模块里面会 包括以下5个步骤，并会让机器人随机休息一段时间。1在设置的最高和最低范围内，随机模块选择一个数字（2到8之间）2计时器调到零，然后开始运行以千分之一秒为单位 3增加的时间设置为4；数学模块 4数学模块循环运行，并与随机模块显示的时间做比较 5当计时器上的数字大于随机模块上的数字的时候，一个“真实”的 信号就会被传递给循环程序，然后停止循环，进入到下一个模块。在这个程序里，每次灯泡会亮3秒钟。让孩子们下载程序，然后进行比赛 说明比赛规则：除了灯泡亮的情况下以外，模仿机器人的每个动作。纪录（10分钟）让孩子们回答作业纸上面的问题，布置回家任务。回家做 让机器人在重复动作之前，只有在听到你的声音的情况下 才开始运动，提示：在端口2上面安装声音传感器，在动 作循环模块前面加一个等待声音模块，你必须发出多大的 声音才可以让它动起来？奥运机器人 健身机器人 LEGO,the LEGO logo,MINDSTORMS,and the Knob coniguration are trademarks of the LEGO Group.?2008 The LEGO Group.www.LEGO 奥运机器人 俯卧撑机器人 活动目标：调节传感器，平行任务 词汇 ICT相关：监督 循环 平行 数学相关：平均值 科技相关：测量光值 准备材料：每两个孩子一套9648学习套装 每两个孩子一个NXT，一个光电传感器，两个马达，一个灯以及若干导线 给每个孩子复印一份俯卧撑机器人的作业纸 准备工作：NXT装好电池 确保教室里有孩子们可以做俯卧撑的空间，准备一些白色的T恤衫，因为孩子们要在深色背景下，穿着浅色的T恤衫做俯卧撑。如果教室的墙是浅颜色的，可以在上面贴上深色的纸。.联系（5分钟）讲故事：凯利在教室前面演示如何做俯卧撑，但是她看不到别人 是不是在真的做俯卧撑，让我们来做一个机器人，可以 在课上监督别人。提问：你能想出办法让机器人检测出学员们在做什么吗？这个机器人需要有什么特点？（这个机器人必须能够“看 到”学员们在做什么，并把结果告诉凯利。它需要记录下 运动情况，并发出声音。）建构（10分钟）引导孩子参照搭建卡，搭建出模型A。在孩子们上下运动的时候，机器人通过光电传感器记录下 光值的变化，从此记录下运动情况。编写程序（15分钟）首先孩子们需要调节光电传感器。引导孩子观察NXT，选择反射光，端口3 让孩子在墙边做俯卧撑。当孩子向上撑起身体的时候，让他的伙伴记录下光电传感 器对墙壁的测试值。（比如30%）36 30 LEGO,the LEGO logo,MINDSTORMS,and the Knob coniguration are trademarks of the LEGO Group.?2008 The LEGO Group.www.LEGO.然后让孩子的身体下降，再次记录下光电传感器的测试值。（比如浅色T恤的光值是36%）让孩子们算出两次测试值的平均值。（比如，30+36=66 然后除以2，平均值是33%）让孩子们把记录的测试值和计算出的平均值写到作业纸上面。引导孩子看尝试环节，自己编写程序，利用到开始算出的测试值。然后给机器人编程，当光电传感器的显示值高于平均值的时候，它就会发出声音。下载程序并测试。反思（20分钟）光感的平均值起到作用了吗？如果没有，那么孩子们能不能找到 更好的设置光感值的办法？让孩子们尝试不同的设置。进行俯卧撑比赛：孩子们在30秒内能做多少个俯卧撑？讨论改进俯卧撑机器人的方法。（有一个做俯卧撑的伙伴会更好，这样孩子们就不用自己做俯卧撑了！）延续（20分钟）引导孩子参照搭建卡B，搭建出做俯卧撑的伙伴模型B。引导孩子看“更多尝试”部分，改动编写的程序。模型B在向一个方向运动的时候，光电传感器要观测出深色的测试 物，当它向另一个方向运动的时候，光电传感器要能观测出浅色 的测试物。进行新一轮的俯卧撑测试。让孩子们预测一下他们能跟着俯卧撑伙伴在30秒内能做多少个俯 卧撑。回答：你做的俯卧撑比小伙伴做的多还是少？区别在哪里？纪录（10分钟）让孩子们完成作业纸上面的问题。布置回家任务，疑难解答。回家做 改动俯卧撑伙伴，让它做仰卧起坐！加入平行任务，每做一次仰卧起坐，这个小伙伴就发一次 声音。奥运机器人 俯卧撑机器人 LEGO,the LEGO logo,MINDSTORMS,and the Knob coniguration are trademarks of the LEGO Group.?2008 The LEGO Group.www.LEGO 奥运机器人 拳击机器人 活动目标：随机，计时，平行任务 词汇：ICT相关：随机，最大，最小 数学相关：量角度，度数，百分比 次数 科技相关：测量音量，杠杆，联动装置 准备材料：每两个孩子一套9648学习套装 每两个孩子一个NXT，一个声音触动传感器，两个马达，一个灯以及若干导线 给每个孩子复印一份拳击机器人的作业纸 准备工作：确保NXT装满电池 .联系（5分钟）讲故事：柏高喜欢拳击。他经常在镜子前面练习打拳，但他真的很 有个对手可以一起练习，而普林斯顿不知道自己能不能成 为他的对手。让我们为他们搭建一个可以当陪练的拳击机 器人吧。提问孩子们：拳击陪练需要有哪些特点？这个拳击机器人需要具备什么特点？（它要能够看到你，并 听到你发出的声音，必须能够出击，打到对方的时候要能够 意识到。）建构（10分钟）引导孩子参照搭建卡，搭建出模型A。让孩子们指出声音传感器和拳击马达在哪里，并说出它们的名字。这个机器人能够听到你发出的声音，但它还不能看见或感觉到你。向孩子解释机器人的手臂是很多杠杆连在一起的。编写程序（15分钟）高于80%分贝的声音才能够使这个程序运行。如果教室 里很嘈杂，把这个值调高至90%。手臂马达转动45度。孩子们可以调节这个数值，延长或 或缩短手臂能够触及的距离。手臂马达反方向转动，程序循环进行下去。比如可以 设置为出击五下循环一次，当听到5次声音后，机器人 会出击五下。LEGO,the LEGO logo,MINDSTORMS,and the Knob coniguration are trademarks of the LEGO Group.?2008 The LEGO Group.www.LEGO.反思（20分钟）让孩子们上演一场躲闪比赛。每次他们都要及时闪躲来防止被打 击中。让孩子们预测并解释一下当他们在位置B和位置C的时候，会发生 什么。（在位置C的时候，拳击机器人会更容易击中他们。）让孩子们再进行一次，这次让另一个孩子叫喊，让他们预测一下 结果。然后试一试。讨论：如果改进拳击机器人？（预测到机器人出击太容易了！所以 我们要让他在我们毫不知情的情况下出击！每次成功闪躲一次出击，NXT上就会显示出得分。）延续（20分钟）引导孩子参照搭建卡B部分，让他们在机器人上面加一个触动传 感器。让孩子们指出触动传感器，并说一说它的用途。（现在机器人“得分”后，它能感觉到了，并会发出声音。）改变程序：让机器人的动作更难预测，取消等待声音模块，加入 随机模块，孩子们可以改变等待的最短和最长时间。加入平行循环程序，发出声音的时候触碰触动传感器。加入数字模块计算躲闪次数和显示模块，使模型多一个计分并显 示孩子们躲闪次数的功能。让孩子们给程序加入一个声音模块，在十回合之后 会发出“再见”的声音。纪录（10分钟）让孩子们完成作业纸上面的问题。布置回家任务，疑难解答。回家做 安装一个灯泡，当拳击机器人碰到你的时候，它就会亮！奥运机器人 拳击机器人 LEGO,the LEGO logo,MINDSTORMS,and the Knob coniguration are trademarks of the LEGO Group.?2008 The LEGO Group.www.LEGO 奥运机器人 跨栏机器人 活动目标 学习使用转换模块 词汇 ICT相关：“如果就”程序，传感器阈 数学相关：测量角度，大于，小于 科技相关：马力 准备材料 每两个孩子一套9648学习套装 每两个孩子一个NXT，声音传感器和超声波传感器各一个，三个马达，及若干导线 给每个孩子复印一份跨栏机器人的作业纸 准备工作 课前给每个NXT安装好电池 联系（5分钟）普雷斯顿在跨栏的时候总是不能计算好时间，不能及时跨过 栏杆，让我们搭建一个帮助他练习的机器人吧！提问：跨栏陪练机器人应该有什么特点？（它要能够跳得高，跳得低，跳的远，跳得近，当给它指令的时候，它能够准确 起跳。）让孩子们观察一下，当他们跑的时候，自己的腿是如何运动 的。让孩子们彼此观察，引导孩子们意识到在他们跑动的时 候，腿不仅仅向前移动，而且还会向后运动。建构（10分钟）引导孩子参照搭建卡，搭建出模型A。让孩子们指出声音传感器和腿部马达，并分别说出它们的名字。LEGO,the LEGO logo,MINDSTORMS,and the Knob coniguration are trademarks of the LEGO Group.?2008 The LEGO Group.www.LEGO.编写程序（15分钟）引导孩子参照尝试部分，自己编写出一个程序，能 够让机器人的右腿动起来。把这个程序复制粘贴，使机器人的左腿也能够动起 来，改动端口C。讨论一下，这个程序如何使机器人跳起来。让孩子们两个人一组实验机器人，一个孩子拿着栏 杆（比如尺子）靠近机器人，然后另一个孩子在适 当的时间对着机器人说“跳”！反思（20分钟）问孩子们能否想出改进跨栏机器人的方法。（当栏杆靠近的 时候，机器人能够看得到栏杆。）延续（20分钟）引导孩子参照搭建部分B，搭建出跨栏机器。让孩子们改动程序，加入循环部分。当超声波传感器感应到有物体在15CM以内的时候，栏杆就 会选择360度，孩子们必须大声的向机器人喊“跳”才能够 启动机器人。纪录（10分钟）让孩子们回答作业纸上面的问题。布置回家作业，疑难解答。回家做 搭建一个超级跨栏运动员！如果他的双腿同时向前或 向后跳，跨栏的时候会不会更容易一些？试一下！奥运机器人 跨栏机器人 LEGO,the LEGO logo,MINDSTORMS,and the Knob coniguration are trademarks of the LEGO Group.?2008 The LEGO Group.www.LEGO 奥运机器人 网球机器人 活动目标 掌握平行任务 调节传感器 词汇 ICT相关：平行任务，传感器阈 数学相关：测量距离 大于 小于 科技相关：调节传感器，测光 准备材料 每两个孩子一套9648学习套装 每两个孩子一个NXT，一个光电传感器，三个马达，及若干导线 给每个孩子复印一份网球机器人的作业纸 准备工作 给每个NXT安装好电池 联系（5分钟）讲故事：Mayuka 在练习打网球，但是网球向不同方向弹回来。必须要找 一个简单的方法去练习！搭建一个机器人，能够让球弹回来。提问：网球机器人需要有什么特征？（它要能够接住球，当球靠近的 时候能够看到或感觉到，然后把球扔回来。）建构（10分钟）引导孩子参照搭建卡，搭建出模型A。让孩子指出驱动马达和把球弹回来的马达，说出它们的名字。告诉孩子机器人可以夹住球的手臂是两根梁 问孩子们：当球靠近的时候，这个机器人能够看到或感觉到吗？（还不能，还没有给机器人安装光电传感器或触动传感器。）编写程序（10分钟）让孩子们编写程序，要求有两个独立平行的任务。1 这个程序的任务是控制马达A，每三秒开合一次。2 这个程序的任务是控制马达B，即驱动马达。它让机器 人向一个方向移动一定的距离，然后等待2秒钟，然后返 回去，再等2秒钟。LEGO,the LEGO logo,MINDSTORMS,and the Knob coniguration are trademarks of the LEGO Group.?2008 The LEGO Group.www.LEGO.让孩子们演示一下网球机器人如何运行。让机器人从一边移动到另一边，然后等待2秒钟，同时每三秒钟张开，关闭手臂一次。这是需要技巧的，而且非常好玩。不用特别精确。反思（20分钟）让孩子们进行一场比赛。他们能用搭建的网球机器人去参加一场网球比赛 吗？离得远一些，比赛的时候会容易。比赛开始的时候把机器人放在桌子 的另一边。讨论：你能够改进网球机器人吗？当球靠近的时候，机器人因为看不到，所以总是会漏掉球，它需要能够看到球，并作出反应。让它移动的快一些（调节马达）；更有力的把球反弹回来。延续（20分钟）引导孩子参照搭建部分B，搭建出有“眼睛”的网球机器人。提问：光电传感器有什么用？（当球靠近的时候，它能够感应到光值的变化）如果桌面是浅颜色的，那么就用一个蓝色的球，如果桌面是深色的，就用红色 的球。孩子们需要调节光电传感器的起始值。在机器人和电脑相连的时候，分别启动和停止程序。在有球和没有球的 情况下，测量出光值（比如33%和56%）计算出两个光值的平均值，然后调节光电传感器的起始值，接近平均值。纪录（10分钟）让孩子们回答作业纸上面的问题。布置回家作业，疑难解答。.回家做 让网球机器人面对墙不断把球反弹回去。提示：可以减小 速度或不让机器人左右移动。奥运机器人 网球机器人 LEGO,the LEGO logo,MINDSTORMS,and the Knob coniguration are trademarks of the LEGO Group.?2008 The LEGO Group.www.LEGO 奥运机器人 篮球机器人 活动目标 使用光电传感器，设置传感器临界值，根据需求合理安排顺序 词汇 ICT相关：渐暗，校准传感器临界值 数学相关：测量距离，平均 科技相关：马达，测量光值 准备器材 每两个孩子一套9648学习套装 每两个孩子一个NXT，一个光电传感器，一个超声波传感器，三个马达，及若干导线 给每个孩子复印一份篮球机器人的作业纸 准备工作 给每个NXT安装好电池 .联系（5分钟）孩子们很想去打篮球，但是到篮球场会走很长一段路，而且往往 人很多。让我们想一个办法能在教室的桌子上就可以享受打篮球 的乐趣。提问：篮球机器人需要有什么特征？（有可以投球的胳膊，可以 看到球和场地的眼睛。）建构（10分钟）引导孩子参照搭建部分，搭建出模型A。让孩子们指出光电传感器，驱动马达和控制手臂投篮的马达。投球时的顺序是什么？（向前移动，直到光电传感器感应到黑线，停下，手臂开始投篮。）编写程序（10分钟）为了使机器人能够准确的感应到黑线，重要的一点是孩子们要设置好 光电传感器的临界值。让机器人和电脑相连接。?F F E E D D D E FD E F LEGO,the LEGO logo,MINDSTORMS,and the Knob coniguration are trademarks of the LEGO Group.?2008 The LEGO Group.www.LEGO.把光电传感器放在黑线的后面，在电脑屏幕上面读取显示的光值，纪录下来，比如52%把光电传感器放在黑线上面，再次纪录下光值，比如71%计算两次光值的平均值，例如：52+71=123 然后除以2，约等于61%设置临界值，知道低于这个平均值，例如61%。反思（20分钟）进行测试。让孩子们在位置A投篮三次，看看能投中几次。让孩子们预测一下他们在位置B和C能投中几次。然后进行投篮。他们 能说出影响他们投篮的因素吗？讨论：你能如何改进一下这个游戏？（每次我们都要把机器人放到准确 位置才能进行投篮，如果机器人能够自己寻找到目标位置，然后进行投篮 就好了。）延续（20分钟）引导孩子参照搭建部分B，搭建出目标检测器。告诉孩子们超声波传感器是通过发出高声调，然后根据回声就像 蝙蝠一样，判断物体距离自己有多远的。提问：现在投篮的顺序是什么？例如：1 启动马达，向前运行 2 等待靠近黑线 3 在场地旋转，知道看到目标物 4 停下 5 转动手臂，开始投球 6 收回手臂，还原姿势 让孩子们在位置D投3次。他们得了几分。让他们预测一下在位置E和F，他们 能得几分，然后再测试他们的技术。讨论：你能解释为什么得分有变化吗？纪录（10分钟）让孩子们回答作业纸上面的问题。布置回家作业，疑难解答。?回家做 你能让这个机器人在只有听到你叫它的时候，它才会跑，和投篮吗？提示：在端口2安装一个声音传感器，在程序 开始的时候加一个等待声音的模块。你的声音要多大，才 能让它动起来？奥运机器人 篮球机器人