EV3机器人入门计划(9次课)

πrLEGOeducation.com/MINDSTORMS机器人课程 计划简介使用EV3机器人编程应用程序LEGO,theLEGOlogo,MINDSTORMSandtheMINDSTORMSlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercedu/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.©2015TheLEGOGroup.041329.目录2目录机器人课程计划简介..................................................................3第 1课 - 拼砌和安装...................................................................4第 2课 - 曲线移动.....................................................................6第 3课 - 移动物体.....................................................................8第 4课 - 在某个物体处停止............................................................10第 5课 - 在一定角度后停止...........................................................13第 6课 - 在线条上停止................................................................16第 7课 - 沿线前进.....................................................................18精通挑战 1- 转盘挑战.................................................................20精通挑战 2- 乐高®工厂机器人挑战....................................................22设计纲要挑战.........................................................................24相关标准..............................................................................25附录A.................................................................................29附录B.................................................................................30附录C................................................................................31附录D.................................................................................32LEGO,theLEGOlogo,MINDSTORMSandtheMINDSTORMSlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercedu/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.©2015TheLEGOGroup.041329.简介3机器人课程计划简介该课程计划提供给教师，是步骤循序渐进地说明了如何在基于课堂的课程中使用 EV3机器人编程应用程序。每一课程和挑战都将为您提供准备、运行和评估课堂所需的帮助。您可自行选择在机器人课程中将要使用的额外任务及其数量。与教程相比，在设计纲要挑战部分中提供了一系列开放式创意，这些创意所带来的方法更具探索性。您可通过以下两种方式开始您的课程：注重于设计纲要挑战，使学生了解他们可从帮助文本中的哪些教程和部分获取帮助、汲取灵感；或者在使用教程完成结构化入门后再进行设计纲要挑战。开始第一课之前如果您之前未使用过乐高®头脑风暴®教育EV3机器人，请确保已完成以下事项：1.每台平板电脑均已配置预安装版本的乐高头脑风暴教育EV3机器人编程应用程序。2.每个EV3程序块都具有最新固件且已充满电。安装固件的条件是拥有桌面版本的EV3机器人软件。有关详细说明，请参阅“用户指南”（可通过“菜单”访问）。3.在课堂中通过蓝牙连接平板电脑和EV3程序块之前，我们建议重命名每个EV3程序块。可通过以下两种方法完成此操作：a. 使用USB数据线通过桌面EV3机器人软件更新名称。b. 将固件更新至V1.07E或更高版本，然后通过EV3程序块设置区域更改名称（请参阅“用户指南”获取帮助）。4.通过“菜单”浏览“快速入门”视频。您可能希望学生了解名称和程序块套装中各个元件的功能。讨论核心硬件组件的命名和基本功能，并建立一组程序块管理规则。“用户指南”中包括一份 45544乐高头脑风暴教育 EV3机器人核心组合元件列表的副本。与乐高头脑风暴EV3机器人硬件相关的所有内容均可在用户指南中找到。固件更新LEGO,theLEGOlogo,MINDSTORMSandtheMINDSTORMSlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercedu/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.©2015TheLEGOGroup.041329.第 1课4第1课 - 拼砌和设置目标完成此课程后，学生将具备以下能力：拼砌驱动基座、将平板电脑连接到EV3程序块、下载和运行控制机器人行为的程序。持续时间90到135分钟准备了解将平板电脑连接到EV3程序块的过程。观看“快速入门视频”以供指导。将2-3名学生编为一组，向每组分发一份EV3核心组合和一台安装了EV3机器人编程应用程序的平板电脑。可选：硬纸板、纺织品和其他用于个性化机器人的材料。步骤1.学生使用“拼砌说明手册”（45544核心组合套件）或整合在应用程序中的“拼砌说明”（通过每个教程第2页上的按钮）拼砌“机器人教师驱动基座”。 可选：让学生使用其他乐高元件和材料对机器人进行个性化，这样能够有效教育学生妥善利用机器人。通过这种方法，学生会将机器人当作小狗、小象甚至幻想中的生物。 2.在课堂上，将平板电脑连接到EV3程序块并运行首个程序，或指导学生观看“快速入门视频”，该视频将指导学生连接设备。3.学生使用编程应用程序执行简单程序a. 使其机器人播放一段该生物所发出的声音； LEGO,theLEGOlogo,MINDSTORMSandtheMINDSTORMSlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercedu/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.©2015TheLEGOGroup.041329.5第 1课b. 使其机器人在EV3程序块显示屏中显示一张图像或其自建文本；以及c.使其机器人的程序块状态灯闪烁。评估观察和/或提出问题以确定学生是否•遵循拼砌说明成功构建驱动基座；•连接和下载程序；•努力创建或运行简单程序；以及•合作完成任务。LEGO,theLEGOlogo,MINDSTORMSandtheMINDSTORMSlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercedu/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.©2015TheLEGOGroup.041329.第2课6第 2课 - 曲线移动目标完成此课程后，学生将能够操纵机器人绕障碍物跑道移动。通过选择正确的编程模块并设置其参数，学生将了解如何和何时使用点转向、单一电机转向和弧线转向。持续时间90到135分钟准备任务5b中学生需要使用橡皮筋将钢笔固定在机器人上。任务5c中您需要在地面上准备一个障碍物跑道。您可以使用大纸张和记号笔或在地面上粘贴胶带（请参阅下面插图）。步骤1.将学生指引到EV3机器人编程应用程序的“大厅”。学生需要了解给定机器人教师教程的位置及其打开方式。通过教程展示流程，确保学生了解教程及编程画布和硬件页面（另请参阅“快速入门视频”）。2.学生完成曲线移动教程，该教程介绍移动转向模块。3.在“测试”阶段中，学生将打开示例程序（该操作将关闭当前教程）。确保每一组都使用其自己的语言来描述运行所提供示例程序时机器人的行为。这可鼓励学生思考其所看见的内容及其与编程模块之间的关系。他们可使用画布上的“注释框”。 为学生提供以下示例程序： 机器人行为描述示例：  机器人首先进行点转向，然后进行单一电机转向，最后进行弧线转向。每个动作之间均有停顿间隔，这使机器人在执行下一动作前确保已完成上一动作。LEGO,theLEGOlogo,MINDSTORMSandtheMINDSTORMSlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercedu/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.©2015TheLEGOGroup.041329.7第2课4.学生解决“修改”任务时需面临向程序添加三个移动转向模块，以使机器人向后驱动，按照同一路径返回到起始位置的挑战。5.课程挑战构思：a. 对机器人进行编程以使其沿数字8或您名字首字母（或其他字母或数字）的轨迹移动。b. 将钢笔固定在机器人上，然后对其进行编程，以使其绘制出三叶草形、心形、花形或其他形状。c. 为使学生了解何时使用何种转向类型（点转向、单一电机转向或弧线转向），可创造需要不同转向方法的障碍物跑道（请参阅以下插图和/或附录 A）。学生所编写的程序必须能够使机器人的左轮沿路径移动，并在停止区域内停止机器人。此路径的第一部分使用弧线转向，然后使用90度转向的单一电机转向，最终，在将机器人倒回到停止区域前还有一个点转向。评估观察和/或提出问题以确定学生是否•将“转向参数值”设置为50以进行单一电机转向；•将“转向参数值”设置为100或-100以进行点转向；•尽可能详细描述程序带动的机器人行为；•对于课程挑战a. 可沿选定形状的轨迹移动；b. 可将钢笔固定在机器人上以使机器人绘制出正确形状；c. 可通过选择正确的转向类型使机器人沿路径移动；•合作完成任务。LEGO,theLEGOlogo,MINDSTORMSandtheMINDSTORMSlogoaretrademarksofthe/sontdesmarquesdecommercedu/sonmarcasregistradasdeLEGOGroup.©2015TheLEGOGroup.041329.8第 3课第3课 - 移动物体目标完成此课程后，学生将能够对其机器人进行编程，以使机器人能够移动和释放不同形状和尺寸的物体。持续时间90到135分钟准备找到形状和尺寸不同的若干物体，无论能否装进中型电机模块均可。如果尚未制作障碍物跑道，在课程挑战中需要在地面上准备一个障碍物跑道。您可使用大纸张、记号笔或胶带（请参阅下面插图）。步骤1.学生拼砌中型电机模块，并将其固定在驱动基座上。2.学生拼砌长方体。3.学生完成移动物体教程，并了解如何使用中型电机模块抓住长方体。4.在“测试”阶段中，学生将打开示例程序（该操作将关闭当前教程）。确保每一组都使用其自己的语言来描述运行所提供示例程序时机器人的行为。这可鼓励学生思考其所看见的内容及其与编程模块之间的关系。他们可使用画布上的