课程包 机器人入门
日期 2019.3.14
年龄段 9+
课程主题 走四方机器人
教师
人数 7
教学目标
教学目标：熟练使用陀螺仪传感器，了解陀螺仪传感器的工作原理
搭建目标：搭建一辆利用陀螺仪进行转向的车辆
延伸目标：了解陀螺仪在生活中的应用
教具准备
乐高教具： 乐高EV3机器人套装等
辅助教具： 图片，板书，幻灯片等
教学过程 教学目标
课前打扫干净教师，着装整齐，与咨询老师沟通听课小朋友的基本情况（姓名，年龄，年级，爱好，性格）是否能及时参与课程试听，把不需要用的道具放在其他小朋友不能接触到的地方，把需要用到的教具放在盖着盖子的箱子里。
上课前到教室门口接待家长和小朋友，与其进行简单的沟通，观察小朋友今日的状态。
小朋友们大家好，我是乐高的vivi老师，今天呢要和大家一起度过一个愉快的课程，现在大家认识我了吗？（同学反馈）那么vivi老师呢也想认识一下大家，每个小朋友自我介绍一下好不好？（同学反馈），现在vivi老师要和大家说一下纪律，每个小朋友都要好好做，每个小朋友在正式上课前需要去卫生间吗？想要去的要马上去，不然要下课后才能去，每位小朋友要把自己的物品摆放整齐，双手放在桌子上，不可以做小动作，要做一个优秀的小朋友，上课老师提问后，小朋友们要先举手再回答问题，有问题也要举手再提问，小朋友们听清楚了吗？（同学反馈）
导入
首先老师给大家放一段影片《机器人总动员》，小朋友们看过这部动画片吗？知道里面的主人翁是谁吗？（小朋友反馈）对了，它就是我们今天要讲的主题—机器人。
联系
（1） 小朋友们知道什么是机器人吗?（孩子们可能会有各种各样的答案，在孩子们回答的差不多的时候，鼓励每个孩子的想法），小朋友们说的都非常好，现在老师要把大家的答案做个总结：机器人是一个自动执行工作的装置，既可以接受人类指挥又可以运行预先编排的程序，它的任务是协助或取代人类工作的工作。
（2） 那么现在老师有第二个问题，小朋友们知不知道机器人的三大定律（如果有孩子知道在孩子们回答后总结，如若不知道可以举例总结）1：机器人不得伤害人类个体，或者目睹人类个体将遭受伤害而不顾；2：机器人必须服从人给予它的命令，当该命令与第一定律冲突时例外；3：机器人在不违反第一，二定律的情况下尽可能保护自己的生存
（3） 小朋友们有没有见过机器人，见过哪些?(孩子们可能会知道扫地机器人，变形金刚等等，结合前面的问题给予反馈，对孩子们进行鼓励），小朋友们我们今天需要完成搭建一个机器人任务，并且需要用机器人编程完成走一个正方形的路线（在板书上画出路线图）
建构
1) 首先，小朋友们想一下机器人应该长什么样子（孩子们可能会回答跟人差不多有手有脚，或者有的孩子会回答扫地机器人是一个圆盘有轮子），机器人都有哪些部分组成（孩子们可能会回答有手有脚有身体有头等等，老师告诉大家我们今天就来用乐高零件搭建一个可以完成任务的机器人）；
2）老师这里有一套乐高教具，小朋友们一起来看一下，这是一套EV3教学套装，这里有很多的零件，有小朋友认识吗？（小朋友反馈，若认识适当鼓励及肯定，若不认识就告诉小朋友大家今天一起来认识一下），这是一个EV3程序块，它在我们的机器人结构里的作用相当于人类的大脑，并手持程序块介绍基本的参数和基础的使用方法），这两个像把手一样的工具我们叫它大型电机，它相当于人类发力的大腿，内置减速装置以增加扭矩，可以精确运行到只运转一度，这个呢是陀螺仪传感器，小朋友们玩过陀螺吗？（跟孩子们聊一下后告诉孩子们这是一个根据陀螺的旋转特性研发出来的科学仪器，在用手机玩赛车，吃鸡一类的游戏都会用到手机里的陀螺仪，它可以识别物体的旋转角度），然后用引导观察预测的方式介绍梁 、轴 、销 、轴套 、齿轮等基础零件然后会用相同的方式介绍其他零件，我们现在就用这些零件来构建一个机器人；
3） 一个机器人要像人一样能行走，那么把两部大型电机连接起来装在机器人的身体上作为大腿，但是它没有脚怎么办？我们就需要轮胎来作为脚，没有眼睛就无法辨别方向，就要装上我们的陀螺仪传感器（要测量角度就要保证陀螺仪传感器水平正直安装），那么所有结构都有了，我还需要大脑来支配行动对不对？那么就需要程序块大脑。现在大家开始动手搭建；（在搭建过程中要时刻关注每个孩子的进度并进行零件辅助提供，要保证孩子们的搭建进度在同一时间线上，这样可以保证孩子们差不多同时完成机器人后同时开始进行连接编程，陀螺仪传感器默认接口为2号输入端口）；
4） 现在小朋友们都完成了搭建，请所有小朋友把机器人都放在桌子中间并把多余零件都收起来，（老师把多余零件拿到一边，保持桌面整洁），小朋友们请看老师这边，老师要教大家如何让机器人动起来，打开EV3编程程序（可以通过引导观察预测的方式介绍所需程序块功能，移动槽程序块的各种功能，等待程序块的陀螺仪传感器 循环线套的循环次数，陀螺仪传感器的重置功能）（陀螺仪程序块可以测量旋速率或角度并输出 今天要用到的是测量角度的功能，并示范在等待模块加入陀螺仪程序块，点击更改设置功能为“比较 角度”）
5） 小朋友们谁能告诉老师如何让机器人走一个正方形（小朋友讨论回答），机器人若要走出正方形就要走四次直线转四次弯那么就要让机器人走直线然后直角转弯并循环四次的程序对不对？那么小朋友请按自己的理解用刚才认识的程序块写出今天任务所需的程序链。
反思
1）小朋友们已经设置好程序了，那么现在请小朋友们连接自己的主机，并下载运行自己的程序，测试这个程序是否可以达到我们任务的需求；
2）因为本程序可能相对比较复杂，在每个环节程序块和细节上都会出现各种问题，这部分问题主要通过让小朋友编写后进行测试，通过观察发现问题并改进程序解决每一个问题最终完成今天任务的程序；（老师起引导作用，小朋友之间可以互助，基本保持在问题同一解决节奏上）
3）在孩子们的搭建过程中，可能会出现一些会导致机器人无法正常运转的操作，（比如（1）轮胎或者轮胎固定轴套安装的太紧导致摩擦力太大；（2）只在电机上安装了轮胎车体另一端着地摩擦力过大或车体不平整；（3）输出输入端口接线不紧导致电机或传感器失灵；（4）陀螺仪安装不是水平状态导致测量不准确）解决方法（（1）引导合理固定；（2）引导在车体另一端也装上轮胎或者装万向轮，紧密连接每个端口；（4）调整陀螺仪安装状态）
4）现在小朋友们观察一下自己的机器人运行，思考为什么要用两部电机？程序的每一个程序块为什么要这么设置，是不是都有意义（和小朋友们进行讨论分享并总结）；
5）在整个课程中，实时关注每个孩子的状态，首先课程较长可能有孩子会走神，或者在编程时出错自己无法快速修正，会出现受挫的情况，及时调整关心每一个孩子，保证整个活动流畅稳定进行；
6）让孩子们想想自己机器人上的陀螺仪传感器的工作状态，与生活中的哪些情景相仿，我们的机器人和运行程序可以应用在哪些情景，陀螺仪在生活中的更多的一些应用，又可以如何延伸扩展，可以让孩子们积极的想象并有序的讨论，加深对陀螺仪传感器的理解；
7）活动时间中在合适的时间段给孩子们拍摄照片或视频（比如孩子们全神贯注搭建的过程中，孩子们搭建完后得意的神情，孩子们编写程序测试时，组织孩子们玩团队游戏时等等）。
延续
1）有的孩子可能搭建和完成编程的速度可能相对会稍快一些，可以让孩子对机器人的结构稳定性进行优化，如果有想法也可以对机器人的整体结构进行优化；
2）在大家都完成今天的目标并对扩展延伸的讨论有了一定的成果后，可以鼓励孩子们搭建同理的其他类型机器人，或者编写出一些有趣的程序（过程保持有序，并把控好课堂节奏和时间）；
3）如果时间充足，可以组织孩子们玩一个游戏：孩子们把车子排成合理的一条线，并将程序一致性，然后同时运转让车子排成一队走出相同的形状；
4）在所有活动结束后，给孩子们梳理今天所做的事情（搭建了什么，理解到了什么，写了什么样的程序，玩了怎么样的游戏，自己开不开心）
5）活动时间结束后，家长们进入教室，老师先介绍今天活动的主题，简单的说一下核心知识点，然后让孩子们给自己的家长展示今天的成果；孩子们给家长介绍的时候老师从旁辅助介绍，并对一些专业知识点进行解释（比如说今天的陀螺仪传感器，Ev3机器人的延伸扩展 比如比赛等），并在最后大声对家长们描述孩子们课堂上优秀的细节表现并进行鼓励；
6）请家长到旁边稍等，安排孩子们拆除自己的机器人并把零件分类放好，老师可以从旁辅助帮助，并关闭自己的电脑老师放回原位；
7）请家长们在签到表上签字，送每一位家长和孩子出教室，并道别。
8）整理每一个孩子课堂上的表现，优点表扬，缺点建议增强改进（不能用负面词汇），添加拍摄好的视频和照片做一个精美的课后反馈总结，发送给每一个家长，并收集家长反馈。
效果评价（分享）
陀螺仪传感器检测旋转运动。如果按传感器外壳上的箭头方向旋转陀螺仪传感器，则传感器可以监测旋转速率（以度/秒为单位）。例如可以使用旋转速率来监测机器人的一部分进行转动的时间，或是机器人倒下的时间。
此外陀螺仪传感器会跟踪总旋转角度（以度为单位）。例如，可以使用此旋转角度检测机器人的转动距离。
输出数据：角度以数字表现，以度为单位。
速率以数字表现，以度/秒为单位。
