中学生巧用机器人活动器材

“中学生巧用‘机器人’活动器材，实现自己设计梦想”系列创造活动方案方案提交者：刘雅林工作单位：重庆市第八中学1、活动设计思路机器人活动是近几年在中小学中开展的新型的活动项目。该活动以讲授、辅导、组装、编程为主，活动主要使用乐高、广茂达、中鸣等厂家生产的机器人活动套件。同学们通过学习掌握机械、电子、结构和信息科学的相关知识，一些同学还参加了“FLL”、“FVC”、“足球”、“灭火”等相关的竞赛。机器人活动主要是根据任务，利用专用器材编写程序并通过搭建，使机器人智能化地完成预定的任务。因此，机器人器材不仅能够完成各类竞赛中规定完成的各项任务，还能完成其他的任务。为了改革教学内容，根据我校机器人活动的条件和我校学生的实际，为了在活动中提高学生的创新意识和能力，拓展学生的思维，培养学生的动手能力，依据创新教育的理论，利用现成的机器人套件和“RCX”等微程序控制器，设计了“巧用机器人活动器材，设计实现自己的设计梦想”的活动。2、活动目标（1）知识目标通过该项活动，让学生了解“机器人”零件的搭建原理，掌握基本的机械原理，学会编写程序控制传感器和马达的运转，学会基本的图纸设计方法和撰写作品设计书，了解“微程序控制器”的工作原理，了解常见传感器的工作原理。（2）能力目标①让学生根据自己的“梦想”设计作品、动手搭建，锻炼学生的创造意识和动手能力。②学生通过学习编写程序，锻炼学生的逻辑思维和控制能力。③通过演示现场让学生作演讲或答辩，锻炼学生在公共场合的表现能力。（3）情感目标通过该项活动，体会自主学习、合作学习与探究式学习的乐趣，锻炼交往能力，形成实事求是的科学态度和精益求精的科学精神，让学生充满社会责任感，激发学生的创造能力。3、参加活动的对象及人数从初二年级到高二年级学生都可以参加该项活动，人数在30人左右，每5人为一组，共6个组。4、活动时间从2008年3月到2009年7月，每周星期三下午课外活动时间(2课时)作为固定时间；再根据实际情况利用部分周末和假期的时间。根据进展情况，每次讨论出好的创意时，就安排1天左右的时间深入厂矿企业和科研院所进行实地调查了解，以帮助确定方案的可行性和实用性。5、活动地点（1）进行作品的前期社会调研时在工厂、码头、科研院所等进行。（2）学习、进行设计和调试阶段安排在学校科技活动室。（3）进行答辩和表演时将安排在学校大礼堂。6、活动内容学习机器人活动器材的基本知识、作品的设计、搭建结构、程序调试、作品演示。7、重点、难点和创新点（1）活动重点：作品设计。（2）活动难点：程序调试。（3）活动创新点：如何充分利用机器人活动器材，拓展学生的思路，让学生无拘无束地自由创意和设计，改变过去机器人套件只是用于“FLL”、“足球”、“灭火”等竞技比赛，从而培养学生的创造能力和创新精神。8、活动准备（1）学生的准备在全校的科技社团中，通过平时观察和调查了解、自愿报名等形式，选出对此项活动有兴趣且具备一定基础的学生，组建成班，并给这个班取名叫“梦想工厂”。（2）器材的准备我校现有乐高、慧鱼、中鸣、纳英特、广茂达、紫光公司的工程套件各十套以上，现各取5套作为备用，并根据以后各小组填写的需求预算表，再酌情增删。工作台(1m×2m)6张，每张台面上准备10个塑料盒用于存放工具和零件。电脑6台，用于每个小组的方案设计、绘制图纸和编程之用。（3）经费的准备在学校每年的科技活动经费中，预算出4万元用于部分新增零件和制作工具的购买、外出活动费用的支出、作品外加工的费用支出、作品展示时宣传资料和展板的制作、活动结束后的奖励资金等。9、活动过程(1)学习机器人活动器材的基本知识（共11课时）学习机器人活动器材的知识，分为3部分：①认识基本零件（3课时）②学习中央控制器的基本知识（4课时）③学习传感器的基本知识（4课时）（2）“梦想”与交流（每月的第一次活动课第1课时）本部分是此项活动的创新点。①活动内容：设计梦想，进行交流，建立“梦想点子库”。②活动形式：A、学生们自己查阅资料；B、设计自己的梦想；C、交流自己的“梦想”设计；D、选出6个最优方案；E、建立活动组的“梦想点子库”；F、以后每月评选一次金点子，作为备用。③活动过程：在每个月的第一次活动，请每位有了新的“梦想点子”的同学上台交流想法，请全班同学提出修改意见，老师提出指导意见，学生们投票选出最优方案。要进入“梦想点子库”创意必须具备以下“三性”：A、创新性B、实用性C、可行性(3)作品的设计（8-10课时）①作品论证（4课时）活动内容：实地考查、小组讨论。②文字性描述（2课时）活动内容：学生填写表格。③图纸描述（根据点子的难易程度，用1—3课时）活动内容：制作图纸。④分组讨论（1课时）活动内容：对作品进行讨论。(4)搭建结构（根据作品的难易程度不同，课时安排为5-20课时）活动内容：根据作品设计图，搭建结构。(5)程序调试（4-8课时）本部分是活动难点。活动内容：调试作品，使其具备自动化、智能化的功能。难点突破方式：①画流程图②程序编写③程序优化经过以上几个步骤，作品基本上完成。（6）活动结果及呈现方式（4课时）活动内容：作品演示。活动形式：召开作品发布会。①邀请家长、同学及老师参加，也可以请来记者；②制作展板，以图文的方式向同学及来宾介绍自己的作品；③每个小组登台演讲，陈述自己作品的功能以及科学性、先进性和实用性等；④邀请专家对作品进行评价，并接受专家的答辩；⑤撰写科技小论文，将自己的成功经验与大家分享。（7）效果评价标准（4课时）活动内容：填写作品评价得分量表，对作品的科学性、创新性、实用性、演示完整性、环保节能性、美观性和演讲答辩进行评价（见附表3）。活动形式：对学生制作的作品进行自我评价、生生互评、专家评价，其中专家评价作为重点活动内容。活动要求：评价满分为100分，采用等级制，分类如下：90-100分：优；70-89分：良；60-69分：合格；60分以下：不合格。（8）活动效果①改变学习方式②进行创新思维的学习和训练③训练动手能力和逻辑思维能力，学会科技攻关④训练了学生的社会活动能力和表达能力⑤让学生从小对立远大抱负，形成学科学、讲科学、爱科学、用科学的志向⑥培养学生的团队合作精神