项目九模拟驾驶教学设计 稷山县蔡村初中赵柳晨.docx
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项目九模拟驾驶教学设计稷山县蔡村初中赵柳晨
活动一搭建小车
教学目标:
1.通过观看微视频和虚拟机器人仿真平台提供的学习资源,熟悉虚拟机器人仿真平台
2.通过分析平台对零件的说明,了解同类零件的区别,并设计自己的小车
3.通过实际操作,能正确使用零件的安装点对各零件进行组装
4.通过了解直流电机,会正确设置直流电机的属性
教学重点:
能正确使用零件的安装点对各零件进行组装,搭建好小车
教学难点:
1.能正确使用零件的安装点对各零件进行组装,搭建好小车
2.了解直流电机,会正确设置直流电机的属性
课时:
1
教学流程:
一、情景导入
同学们喜欢汽车吗?
对,随着生活水平的提高,汽车进入了千家万户,同学们也见过各式各样的汽车,但是你们知道汽车的工作原理吗?
为了让大家了解汽车是怎么工作的,同学们可以借助虚拟机器人仿真平台,搭建机器人小车,通过编写程序,来控制小车运行,了解汽车工作原理。
这节课,我们将学习怎么借助虚拟机器人仿真平台,合理选用各类零件,搭建一辆属于自己的四轮小车。
二、发布任务
要想完成本项目中各项小车的仿真任务,需要先尽快熟悉虚拟机器人仿真平台的功能和使用方法,请同学们利用课前给你们下发的微视频9-1以及平台提供的学习资源(萝卜圈官网中的学习栏目),进行自主学习,完成任务一熟悉虚拟机器人仿真平台的导学手册。
任务一熟悉虚拟机器人仿真平台的导学手册
活动内容
活动要求
1.观看微视频,找到相应的网址,下载并安装客户端。
注册自己的账号。
你的账号为:
1.自主完成,时间2分钟
2.看微视频时,会做的同学可快进观看
2.用自己的账号及密码登录,进入虚拟机器人仿真平台,结合微视频并动手操作。
写出完成某个仿真任务的基本流程:
1.自主完成,时间5分钟
2.结合微视频,必须动手操作
3.有疑问的地方标注等待老师答疑讲解
3.参考课本上P57的知识园及平台提供的学习资源,组内交流,谈谈你对该仿真平台的基本认识,用自己的话表达:
1.组内交流,时间3分钟
2.组长主持,组员轮流发言
3.组长结合自己的理解及组员的发言,归纳总结
熟悉了虚拟机器人仿真平台的功能和使用方法,了解了完成仿真任务的基本流程,知道要完成一个仿真任务的第一步,需要搭建一辆属于自己的小车,请同学们参考微视频9-2及平台提供的学习资源,小组合作完成任务二搭建四轮小车的导学手册。
任务二搭建四轮小车的导学手册
活动内容
活动要求
1.结合课本P59知识园及微视频,说说搭建小车常用的基本零件有哪些,进入“搭建机器人”的工作环境,熟悉平台所提供的各个零件的特点,参照小车的四轮结构,设计自己的小车。
并写出你选择的零件
1.两个人一个小组,说说搭建小车常用的零件
2.自主选择零件设计小车
2.将选择好的零件放在编辑环境上,参考微视频尝试搭建小车,并总结自己安装的具体方法
1.先自主完成
2.遇到困难的同学请组内同学帮忙
3.有疑问的地方标注等待老师答疑讲解
3.参考微视频和课本P62知识园,将小车搭建好后,要想给小车提供动力,想让小车向前行驶,应对哪些零件进行属性设置,为什么?
1.细心观看微视频和P62知识园内容
2.观察电机旋转方向,组内讨论旋转方向对小车的影响
3.有疑问的地方可上网查询或者标注等待老师答疑讲解
4.给小车命名保存,你的小车名称为:
自主完成
三、分析任务
分别对任务中的重难点具体分析。
任务一:
虚拟机器人仿真平台
(演示操作)要想完成一个仿真任务,基本流程为:
搭建好虚拟机器人小车,编写好控制程序,在虚拟机器人仿真平台主界面左侧任务列表中选择一个“测试任务”,在平台右侧选择“机器人”和“控制程序”,然后在平台中间单击一个无用户占用的“空位置”,即进入仿真环境。
任务二:
搭建四轮小车
1.零件安装方法:
(演示操作)在放置零件的时候,我们经常会看到很多黄色的小点,这些小点就是安装点,鼠标单击安装点,会变成粉色方形安装点,说明该小点处于被安装状态,再选择被安装零件的位置,该零件就被安装好了。
圆形安装点为可运动的安装点,通过程序可以控制安装在其上的物体进行运动;方形的安装点为固定的安装点,安装在其上的物体不可移动。
2.直流电机属性设置:
虽然我们通过安装点实现了结构的组合,但是有些组件比较特殊,需要控制的联系,电机需要接受传感器给出的指令,传感器需要传给控制器,也就是说控制器需要知道信息从哪里来,指令往哪里去,在机器人控制中,通过通讯端口的设置来完成以上操作。
直流电机有默认的旋转方向,当其安装在控制器的两侧时,右侧车轮会使小车前进,而左侧车轮会使小车后退,因此,左侧电机应勾选“反转电机”。
操作演示直流电机的属性设置。
四、展示交流
1.根据老师对任务的讲解分析,小组内互评,并对作品进行完善。
2.各个小组推荐本小组的优秀作品,向全班同学进行展示,并介绍搭建小车的经验。
活动二直线行驶
教学目标:
1.通过对任务的分析,初步体验并总结完成仿真编程任务的步骤,形成完成任务的整体思路。
2.会根据小车动作,理解相对应的流程图。
3.会根据流程图及微视频选择合适的编程模块。
4.会通过观看微视频及仿真结果,对编程模块参数进行设置,完成相应动作。
教学重点:
通过对任务的分析,初步体验并总结完成仿真编程任务的步骤,形成完成任务的整体思路
教学难点:
会通过观看仿真结果,对编程模块参数进行设置,完成相应动作。
课时:
1
教学流程:
一、复习导入
复习要完成一个仿真任务,基本流程为:
上节课同学们在仿真平台,进入“搭建机器人”的工作环境,搭建了自己的小车,这节课我们将通过编写程序,对小车进行控制,使小车在规定时间内完成直线行驶任务。
二、发布任务
结合微视频9-3完成直线行驶导学手册,利用机器人仿真平台提供的编程模块控制小车,使其沿直线行驶,并在两分钟内通过拱门。
任务直线行驶的导学手册
活动内容
活动要求
1.通过观看小车“直线行驶”仿真演示,说明小车需要完成的动作:
两个人相互描述小车要完成的动作
2.根据小车需要完成的动作,参考课本,绘制相对应的流程图:
1.对照课本绘制流程图
2.两个人对着流程图再次描述小车完成的动作
3.根据流程图,参考微视频9-3,选择相关的程序模块:
选择好程序模块并依次连接好,给程序命名并保存,程序名称为:
1.对照微视频选择程序模块
2.两个人对着流程图找选择好的对应的程序模块
3.自主连接程序模块并保存命名
4.仿真模拟及程序调试:
选择山西初中项目学习中的“前进任务”,在平台右侧选择自己保存的“机器人”和“控制程序”,进入仿真环境。
开始测试,若不成功,参考微视频9-4,单击“修改程序”按钮,设置相应的参数,直到任务成功,并做好记录。
测试
电机参数
延时参数
若任务失败说明原因,任务成功写出用时
第一次测试
第二次测试
第三次测试
第四次测试
1.组内交流,讨论编程模块参数对小车的影响
2.多次实验,相互比较并说说失败的原因及改进的方法,填好记录表
3.组长收集任务成功的模块参数,组内评比用时最短的同学
4.有疑问的地方标注等待老师答疑讲解
三、分析任务
要完成一个仿真编程任务,应按以下步骤完成,需先理解仿真任务,能清晰说明小车需要完成的动作,根据动作绘制对应的流程图,再根据流程图选择合适的编程模块,最后进行仿真模拟,并通过修改编程模块的参数进行调试,直至任务成功。
直线行驶:
1.小车动作:
小车启动后线沿直线行驶一段时间,通过拱门后在指定位置停下来。
2.绘制流程图:
3.选择程序模块:
4.仿真模拟,修改参数,程序调试。
四、展示交流
1.组内互助,使小组成员都能完成本活动任务。
2.比较小组成员完成任务的时间,用时最短的同学代表小组在全班进行展示
活动三转入停车区
教学目标:
1.对任务的整体思路有更清晰的框架,熟练掌握完成仿真编程任务的步骤,
2.会通过对编程模块参数的设置使小车左转,培养学生通过参数设置能达到直行、转弯、后退、停止等动作的思维。
3.会通过多次测试解决之前遇到的问题,直到任务成功。
教学重点:
会通过多次测试解决之前遇到的问题。
教学难点:
会通过对编程模块参数的设置使小车左转
课时:
1
教学过程:
一、复习导入
复习要完成一个仿真编程任务,需要具备的几个步骤:
二、发布任务
小组合作完成“转入停车区”导学手册,仿真演示控制小车在两分钟内,直行通过拱门,然后左转到停车区域。
任务转入停车区的导学手册
活动内容
活动要求
1.进入仿真任务房间,观看任务要求,说明小车依次要完成的动作:
小组讨论控制小车左转应采用的方法:
1.可以选择平台内做好的机器人和程序,仿真并观看任务要求
2.两个人相互描述小车要完成的动作
3.组内讨论如何使小车左转
2.根据小车需要完成的动作,在“直线行驶”的基础上,绘制相对应的流程图:
1.可以在前一节的基础上绘制流程图
2.两个人对着流程图再次描述小车要完成的动作
3.根据流程图,在“直线行驶”的基础上,选择相关的程序模块:
1.两个人对着流程图找对应的程序模块,可以在上节课保存的程序上添加。
2.自主连接程序模块并保存命名
4.选择山西初中项目学习中的“转入停车区”任务,在平台右侧选择自己保存的“机器人”和“控制程序”,进入仿真环境。
开始测试,若不成功,设置相应的参数,直到任务成功,并做好记录。
在仿真环境中进行调试直到成功。
测试
电机参数
延时参数
若任务失败说明原因,任务成功写出用时
第一次测试
电机1:
延时1:
电机2:
延时2:
电机3:
延时3:
第二次测试
电机1:
延时1:
电机2:
延时2:
电机3:
延时3:
第三次测试
电机1:
延时1:
电机2:
延时2:
电机3:
延时3:
第四次测试
电机1:
延时1:
电机2:
延时2:
电机3:
延时3:
1.组内交流,讨论编程模块参数对小车直行,小车左转的影响。
2.多次实验,相互比较并说说失败的原因及改进的方法,填好记录表
3.组长收集任务成功的模块参数,组内评比用时最短的同学
4.有疑问的地方标注等待老师答疑讲解
三、分析任务
转入停车区:
1.小车动作:
小车启动后线沿直线行驶一段时间,通过拱门后左转,再继续行驶一段时间,在指定位置停下来。
通过设置电机的参数,使左侧车轮反转一小段时间,完成左转。
当然,我们也可以通过修改电机的参数完成小车的直行、转弯、后退、停止等动作。
2.绘制流程图:
3.选择编程模块
4.仿真模拟,修改参数,程序调试。
四、展示交流
1.直流电机的参数是不是越大越好?
为什么?
2.比较小组成员完成任务的时间,交流编程经验。
3.改进设计,尝试使用更短的时间完成任务。
4.每个小组选派用时最短的同学做代表,向全班同学进行展示,并介绍自己的经验。
活动四倒车入位
教学目标:
1.会对之前所做的编程进行修改,完成新的任务。
2.通过多次测试,修改编程模块和参数,能更灵活的利用编程程序控制小车。
3.通过展示、交流,共享经验与成果,增强学习兴趣,增强团队意识,提升合作能力。
教学重点:
会对之前所做的编程进行修改,完成新的任务
教学难点:
通过多次测试,修改编程模块和参数,能更灵活的利用编程程序控制小车。
课时:
1
教学过程:
一、复习导入
上节课,通过编程程序,完成了小车的“转入停车区”任务,请一位同学演示操作该任务。
这节课我们在活动三的基础上,完成一个新任务,倒车入位。
二、发布任务
小组合作完成“倒车入位”导学手册,仿真演示在活动三的虚拟场景内,小车起点不变,两分钟内以倒车的方式进入停车区域。
任务倒车入位的导学手册
活动内容
活动要求
1.进入仿真任务房间,观看任务要求,说明小车依次要完成的动作:
1.可以选择平台内做好的机器人和程序,仿真并观看任务要求
2.两个人相互描述小车要完成的动作
2.根据小车需要完成的动作,在活动三的基础上,绘制相对应的流程图:
1.可以在前一节的基础上修改流程图
2.两个人对着流程图再次描述小车要完成的动作
3.根据流程图及活动三,选择相关的程序模块:
1.两个人对着流程图找对应的程序模块,可以在上节课保存的程序上修改。
2.自主连接程序模块并保存命名
4.选择山西初中项目学习中的“倒车入位”任务,在平台右侧选择自己保存的“机器人”和“控制程序”,进入仿真环境。
开始测试,若不成功,设置相应的参数,直到任务成功,并做好记录。
测试
电机参数
延时参数
若任务失败说明原因,任务成功写出用时
第一次测试
电机1:
延时1:
电机2:
延时2:
电机3:
延时3:
第二次测试
电机1:
延时1:
电机2:
延时2:
电机3:
延时3:
第三次测试
电机1:
延时1:
电机2:
延时2:
电机3:
延时3:
第四次测试
电机1:
延时1:
电机2:
延时2:
电机3:
延时3:
1.组内交流,讨论编程模块参数对小车直行,小车左转的影响。
2.多次实验,相互比较并说说失败的原因及改进的方法,填好记录表
3.组长收集任务成功的模块参数,组内评比用时最短的同学
4.有疑问的地方标注等待老师答疑讲解
三、分析任务
倒车入位:
1.小车动作:
小车启动后线沿直线行驶一段时间,通过拱门后右转,再倒退行驶一段时间,在指定位置停下来。
2.绘制流程图:
3.选择编程模块
4.仿真模拟,修改参数,程序调试
四、展示交流
1.每个小组汇总本组成员完成任务的方法,并总结各自的特点。
2.比较小组成员完成任务的时间,交流编程经验。
3.改进设计,尝试用更短的时间完成任务。
4.每个小组选派用时最短的同学做代表,向全班同学进行展示,并介绍自己的经验。
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