• LEGO教学工具

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    • LEGO简介

    LEGO是一家丹麦玩具公司,由五彩的塑料积木、齿轮、迷你小人和各种不同其他零件,组成各种模型物件。

    Lego 教育部成立于1980年,以“做中学、玩中学”为理念,以培养创造力为目标,开发了其独特的4C教学模式:联系——建构——反思——延续。

    • 虚拟乐高简介

    LEGO Digital Designer(简称LDD)是由乐高公司提供的免费软件。透过这个软件使用者就可以在计算机里拼装积木,完成后还可以变成说明书,引导使用者让实体积木组合起来。LDD 目前支持一般的 DESIGNbyMe 积木,也支援 CREATORMindstorms 系列。

    • 代表型图片

    • 相关网站

    Lego美国官网           http://www.lego.com/en-us/

    Lego中国官网           http://www.lego.com/zh-cn/

    Lego工程                  http://www.legoengineering.com/

    Lego serious play     http://www.seriousplay.com/

    Legoland                  http://www.legoland.com/

    Lego赛事网              http://www.firstlegoleague.org.cn/

    MIT media lab           http://www.media.mit.edu/sponsorship/getting-value/collaborations/wedo

    • 通用技术教学案例

    教案1--通用技术.doc

    通用技术·必修二

    《控制系统方案的初步设计》教学案例

    ——活用LEGO机器人辅助教学

    林碧春

    福建省莆田第一中学

    1 教材分析与设计

    本节课是通用技术(地质出版社)必修2《技术与设计2》第四章第五节的内容。这一节的目标是让学生体验控制系统设计的实际过程,并以三个实例:(1)声控灯、自动门控制系统的开环设计;(2)指南车自动控制系统的闭环设计展开教学,但是学校通用技术实验室多是一些钳工、木工等工具,这些工具用于本章教学发挥不了多大作用,但以上三个例子用我校现有的12LEGO机器人配件实践教学,正所谓是工欲善其事,必先利其器,用机器人辅助教学可以起到事半功倍的效果,有利于教学处于轻松、直观的情境下顺利进行,本节是以学生为主体的课堂教学,亲自的参与、切身的体会,有利于学生对本章节的理解和掌握。

    课时3节。

    2 学情分析

    1、通过本章已学过的内容,调查了解学生学习情况如下:学生反映所学内容基本能掌握,但提及自己是否想过尝试设计、制作控制系统时,少部分同学直言不会做,但大部分同学表示不喜欢在教室上通用技术学科课,希望有机会到实验室操作实践。

    2、对于机器人,同学们早有耳闻。现在同学们能够亲自体验机器人更是兴奋不已,激发同学们的好奇心和动手做的欲望,开展机器人辅助通用技术教学,学生们非常乐意投入其中。

    3 活动目标

    3.1 知识技能目标:

    通过互动操作让学生在实践过程中,领悟知识,提高技能:

    1、控制系统设计所经历的几个阶段和每个阶段的各种任务

    2、画出系统方框图,形成初步设计方案

    3、能设计制作一个控制方法,尝试用机器人搭建模型,并进行模拟控制和调试。

    3.2 过程与方法:

    通过在控制系统方案的设计、制作过程中,创设情景,发挥学生自主学习的积极性,让学生在做中学,学中做。经历思维、实践过程,让学生在实践中提高分析问题、解决问题的能力,锻炼学生的逻辑思维能力和动手操作能力。

    3.3 情感、态度和价值观:

    通过多种形式的教学活动,提高学生学习技术课的兴趣。体会团队合作的精神和使用技术的责任感、使命感。体验科学探究的过程,激发学生对科学的求知欲和探究科学的勇气。培养勇于实践、勇于思考、勇于创新的精神和素质。

    4 活动重点

    控制系统设计的一般思路,并通过三个学习任务,学生在合作学习的基础上,自行设计,共同分析问题、解决问题。

    5 活动难点

    运用机械知识,拼装、搭建机器人模型,体会开环系统与闭环系统的设计与区别以及适用场合。

    6 活动器材

    LEGO套装、ROBOLAB软件、计算机

    7 活动课程设计

    活动过程中,45人为一组,采用合作式学习的教学方式,以问题为先导,任务驱动为动力,让学生自己发现、自己探索。

    8 教学策略设计

    本节从理论上讲内容较难,学生理解起来比较困难,为了能有较好的课堂教学效果,设计如下:

    1、使用LEGO机器人配件,指导搭建声控灯、自动门控制系统的开环模型,指南车自动闭环控制模型,从而引入课题。通过自主活动,引导研究一些贴近学生生活实际和典型的案例,使学生了解,尝试自主设计实验的活动过程。

    2、引导学生进行“问题式学习”,通过尝试——发现,探索——研究的过程来掌握本节课的知识,在老师的帮助下,把生活中的经验逐步与控制系统联系起来,通过动手实践、改造,亲身体会,体验成就感!

    3、创设情境,帮助学生在快乐、轻松的氛围中掌握知识。

    9 实施教学

    1乐高机器人简介

    LEGO机器人以积木式搭建为主,ROBOLAB编程以图形化界面呈现。通过电脑编程,可以依靠程序完成一定操作或移动的机械装置,它可以有视觉、触觉等感觉功能,有识别和自主行动的功能。搭建机器人的主要零件有:微控制器、动力(马达)、传感器、齿轮及一些积木块。

    乐高机器人易用、易于接受,机器人的制做都是徒手进行的,不需要借助其他任何工具。这一点使它非常容易被学生们接受,学生活动时可以很轻松的上手。学生们用它来实现一个设计可以只用很短的时间,这对于一节课45分钟来说是很有利的,学生在更改设计时从拆到装也可以在很短时间完成,这使学生们很快就可以看到他们的设计成果,对他们自己的设想能在很短时间得到反馈,这对学生的学习来说是很重要的。同时也在很大程度上减轻了教师教学的负担。

    编程方面ROBOLAB图形化的编程软件,学生们只用十分钟可以很轻松的上手。ROBOLAB可以使机器人“活起来”,并且对学生图形化的思维方式也是一种训练,使学生更关注程序中的逻辑关系。

    2LEGO机器人辅助通用技术课堂教学

    电脑机器人——通用技术课堂教学的“助推器”,它的亮相对通用技术课堂教学无疑是巨大的冲击、无穷的震撼;它的加盟对教学研究确信是推波助澜、不同凡响。

    LEGO机器人适用于通用技术学科《技术与设计一》、《技术与设计二》每一章节的辅助教学工具。

    最近几年,许多中学把电脑机器人活动引入到通用技术课堂教学当中,许多教师都在不断探索如何进行电脑机器人辅助通用技术教学,才能使这种跨学科、高操作性、极具挑战的内容,真正适合通用技术课程整合、综合创新活动的需要,提高学生的动手能力、协作能力和创造能力,使他们在积极的学习兴趣中不断探索和研究,实现自己的新创意、新设想、新设计。

    3实践环节

    有了前面的探究,这个环节显得水到渠成。同学们已经初步具备了控制系统设计的能力,是一位准设计师了。现在机器人就在大家的面前,同学们,你们将怎么做?

    这一环节的设计在于创设一个情境,激发学生的探究欲望,提供一个机会,发挥学生的想象力和创造力,引导学生主动探究。

    实践一:声控灯控制系统

    开环控制,被控对象是声控灯,输入是有声音/否,输出是灯亮/否,干扰因素是外界声源和电源电压的波动等。绘制系统框图和机器人模型和编程如下图:


     


     

    实践二:自动门控制系统

    开环控制,被控对象是门,输入是有人否,输出是门开/关。绘制系统框图和机器人模型和编程如下图:


     


     

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