变形机器人乐高教学设计

人工智能 2025-10-06 13:02www.robotxin.com人工智能专业

以下是关于"变形机器人乐高教学设计"的综合方案,结合乐高搭建技巧、编程基础与创意实践,适用于中小学机器人课程或兴趣班:

一、教学目标设计

1. 知识与技能

  • 掌握乐高机械结构的联动原理(如齿轮传动、杠杆结构)
  • 学习变形机器人的模块化拼搭方法,理解"三合体"或"全向移动"等变形机制
  • 基础编程控制(如EV3或NXT程序实现变形指令)
  • 2. 过程与方法

  • 通过"拆解-重组"实践培养工程思维,例如从花瓣形零件拼搭到底座轨道设计
  • 项目式学习(PBL):分组完成"障碍挑战赛",测试机器人变形后的通过性
  • 3. 情感与价值观

  • 激发对机械工程的兴趣,结合生活场景设计功能(如自动卸货装置)
  • 二、教学内容与步骤

    第一阶段:认知与基础搭建(2课时)

  • 核心活动
  • 1. 展示变形机器人案例(如蛇颈龙变形或合体机器人),分析其关节连接方式

    2. 使用42个基础零件完成简单变形结构(如可折叠手臂或旋转躯干)

    第二阶段:机械结构深化(3课时)

  • 关键技术点
  • 全向轮设计:通过1.5格间距底板实现多方向移动(需游标卡尺测量精度)
  • 齿轮组搭配:用二转一板调整扭矩,解决变形时的动力传递问题
  • 第三阶段:编程与调试(2课时)

  • 实践任务
  • 在EV3环境中编写"变形触发程序"(如按下传感器后自动展开结构)
  • 通过蓝牙遥控实现"人形-车辆"形态切换
  • 第四阶段:综合挑战与展示(1课时)

  • 评估方式
  • 设置多地形赛道(台阶、坡道、梅花桩),测试机器人变形后的适应性
  • 小组互评:从创意性、功能实现度等维度打分
  • 三、教学资源建议

    1. 硬件

  • 乐高Mindstorms EV3/NXT套装(含伺服马达、传感器)
  • 特殊零件:花瓣形连接件、横杆、轨道模块
  • 2. 软件与教材

  • 《乐高机器人EV3程序设计艺术》(含合体机器人案例)
  • 乐高官方GBC(小球流水线)扩展方案
  • 四、差异化教学策略

  • 初学者:简化变形步骤,提供预制模板(如头部/身体分体拼搭)
  • 进阶者:引入勾股定理计算结构角度,优化底盘稳定性
  • 通过以上设计,学生能在实践中理解机械工程与编程的逻辑关联,同时培养创新思维和团队协作能力。

    Copyright © 2016-2025 www.robotxin.com 人工智能机器人网 版权所有 Power by