《第一节 巡线机器人的搭建与测试》名师教案.docxVIP

学而优教有方

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第一节巡线机器人的搭建与测试

一、教材分析

（一）内容分析

本节是真实机器人教学实践课，教材采用鲸鱼机器人套装，搭建时先进行硬件搭建，再进行机器人编程软件安装，最后是机器人的调试。

硬件搭建部分，先让学生认识机器人的各种配件及名称，然后再进行机器人的搭建。在搭建前，要向学生强调，一定要按照《搭建手册》上面的装配顺序，完成机器人的搭建工作。这样要求的目的是教育学生按《程序文件》规则操作，以便学生将来走向工作岗位时，在工厂进行产品生产与总装时，能够按照产品的生产工艺流程进行生产和组装。《搭建手册》中的装配顺序相当于产品的生产工艺流程，是需要严格遵守的。机器人的积木配件搭建完成后，再进行电缆线的安装。之后安装编程软件，再进行机器人的调试。

（二）教学目标

（1）通过鲸鱼巡线机器人的搭建和调试，让学生掌握积木式机器人搭建的方法。

（2）通过机器人的程序设计与调试实践，让学生熟悉机器人程序设计软件界面及各个模块的功能。

（3）通过机器人的搭建与实践活动，让学生理解巡线小车各部件的功能。

（4）通过实践活动，让学生了解机器人积木配件的名称。

（三）教学重点和难点

1.教学重点

鲸鱼巡线机器人的搭建与调试。

2.教学难点

（1）鲸鱼机器人其中一个电机的反转问题。

（2）鲸鱼巡线机器人的调试。

二、学情分析

学生在前几章学习的VJC1.5仿真版软件中的设计程序方法，在本节完全适用。从学生的认知水平来说，他们很快就能探索并使用新的编程软件AIModule，在实际教学中，几乎不需要进行教师指导，学生就能掌握AIModule软件。

但是，学生对鲸鱼机器人其中一个电机的反转问题会感到疑惑，这是本节的一个教学难点。教师要通过电机带动转动的轮子，对机器人两边的轮子进行演示，让学生明白其中的道理。也许有学生会提出在VJC1.5仿真版软件的仿真机器人与真实的MⅡ和MⅢ机器人为什么没有反转电机的问题，这是因为MⅡ和MⅢ机器人电机接口出厂时已经进行了反向处理，VJC1.5仿真版软件中做了类似的处理。这一点在教学中必须给学生讲清楚。

三、教学建议

（一）课前准备

设备：按分组情况准备好鲸鱼巡线机器人积木套装配件。

学生：预习本节，了解鲸鱼巡线机器人套装。

教师：提前准备好鲸鱼机器人程序设计软件安装包AIModuleSetup.exe。

（二）过程设计

1.创设情境，导入新课

教师可运用学生参加机器人比赛视频创设情境，导入新课，激发学生学习兴趣。之后，把话题转向机器人搭建上：“要想在竞赛中取得优异的成绩，机器人的搭建是非常重要的,今天我们来研究机器人搭建问题。”

2.智能小车的搭建

（1）认识AIModule积木机器人套装中的零配件。先让学生熟悉积木式机器人配件名称及功能。

（2）搭建巡线机器人智能小车。这一教学环节步骤较多，但是由于教材的篇幅有限，具体的搭建步骤不便在教材中体现，因此要求学生按照厂家的机器人《搭建手册》的具体步骤来完成。

（3）完成巡线机器人智能小车相关电缆线的连接。机器人控制器的电机端口A连接到左电机端口，电机端口B连接到右电机端口。

这一部分的要点是让学生根据图纸，按顺序查清地面灰度传感器的位置，得知传感器的编号后把传感器的电缆线布置到控制器的相应接口处，进行对插。从机器人底部来看，右边的第一个传感器连接控制器的I/O1端口,第二个传感器连接控制器的I/O2端口，……，第五个传感器接连接控制器的I/O5端口。

3.机器人控制器及编程软件的安装

（1）机器人控制器。机器人控制器是机器人的核心部件，MC901控制器是一款高性能的控制器，课堂教学中，要让学生观察并记住控制器周边的各种接口编号及位置。教师可讲解控制器的开机与关机方法，在控制器开机后，引导学生观察讨论、熟悉掌握控制器屏幕菜单的功能及使用方法。

（2）机器人程序设计软件的下载与安装。AIModule软件可从产品光盘直接安装，或者从官方网站的对应下载区下载软件。运行Setup.exe，按照安装提示完成AIModule软件的安装。在教学中，学生对这一软件的安装不存在任何困难。

（3）程序设计软件界面简介。AIModule在流程图程序编辑窗口时，左侧为程序模块库，中间是程序编辑窗口，右侧为C语言代码栏或Python语言代码栏（可以控制该栏是否显示，显示内容是根据流程图程序自动生成的，不可更改。如需更改，可切换到C语言界面或Python语言界面进行更改）。代码栏可以方便学习C语言结构和Python语言结构，以及读取各模块参数。

AIModule软件共有七大模块库，分别为动作模块库、传感器模块库、控制模块库、程序模块库、数据模块库、高级模块库和巡线