第九章 E 学习包——自动控制和模块机器人

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1、资源信息表标题第九章E学习包——自动控制和模块机器人关键词自动控制模块机器人传感器控制器执行器描述本教学设计包括：一、教学任务分析二、教学目标三、教学重点和难点四、教学资源五、教学设计思路六、教学流程七、教学案例学科高中物理二年级第一册第九章E节语种汉语媒体格式.doc学习者学生资源类型文本类素材课程类型高中基础型课程作者蔡钢单位华东师范大学附属东昌中学地址上海市浦东新区栖霞路34号Emailcgfoller@163.com15第九章E学习包——自动控制和模块机器人执教：华东师范大学附属东昌中学蔡钢一、教学任务分析本学习包以模块机器人为实例，利用模块机器人动手体验三个模块的功能及其关系，并学会

2、运用模块电路组合思路联系实际设计简单的自动控制电路，是上一节简单逻辑电路应用的延续。模块机器人作为物理教学用具，有别于市场上的各种机器人。由于是在有限的教学时间内完成特定的教学任务，因此模块机器人没有复杂的“积木”，也不需要高深的编程技巧，更不是少数学生的实验项目。作为教学任务，它要求每一位学生都要参与其中，通过实验了解自动控制的组成部分，并通过实际操作学会如何去获取知识，解决问题。学习本节内容所需准备的知识和技能主要有：（1）简单逻辑电路相关知识；（2）电子技术相关知识－热敏电阻、光敏电阻、干簧管等元件的特性。（3）电路的组成和简单的串、并联知识。将“自动控制和模块机器人”内容分成若干个子课

3、题，对学生进行分组，并各自认领探究的课题。通过子课题1，介绍机器人在生产、生活中的应用；通过子课题2，了解机器人的相关知识；通过子课题3，介绍模块机器人的构成；通过子课题4，理解机器人三个模块的功能；通过子课题5，运用模块电路组合思路，设计生活中简单的自动控制电路。本节内容采用学习包的形式编写，以问题为载体，以学生的动手实践、自主探索、合作交流为主要的学习方式。通过合作学习、建立“个人－小组－全班”、“学生－教师－学生”三维一体的动态过程，共享“集体思维的成果”，然后通过“学生分组”、“小组合作”、“师生合作”解决有关问题。二、教学目标1、知识与技能（1）知道机器人的相关知识。（2）理解模块机

4、器人的构成以及各个模块的作用。（3）知道模块电路及其组合方式。（4）初步学会组装和操作模块机器人。2、过程与方法（1）通过本设计的学习，经历搜集资料、设计方案、实验探究、交流总结的自主学习过程。（2）通过传感器的体验，感受“信号转换”的思想方法。（3）通过生活中简单的自动控制电路的设计过程，感受模块化设计的思想方法。3、情感、态度与价值观（1）通过机器人实物，图片、影片等相关资料的展示，激发对机器人的兴趣，建立“生活蕴藏着物理，物理服务于生活”的科学认识观。（2）通过学习包中提供的模块，组合成各种自动控制电路，感悟实践是巩固知识提高能力的有效途径之一。15（3）通过小组合作学习，体验团队协作的

5、重要性。三、教学重点和难点重点：（1）模块机器人的构成。（2）模块机器人的实验探究。难点：运用模块化设计方法设计生活中简单的自动控制电路。四、教学资源1、器材：（1）DIS“模块机器人”及配套软件、多媒体计算机及大屏幕投影。（2）其他所需器材。2、资料：Internet网络、图书资料，有关机器人的实物、图片、视频等资料。3、课件：自制课件、Flash动画等。五、教学设计思路本设计的内容主要包括五个方面：一是机器人在生产、生活中的应用；二是机器人的相关知识；三是模块机器人的构成；四是模块机器人的实验探究；五是生活中自动控制电路的设计。本设计的基本思路是：学生分组，在教师的指导下根据总课题“自动控

6、制和模块机器人”提出系列性问题或子课题，然后通过自主学习、查找资料、交流讨论、探究实验解决问题，最后进行小结、交流和评价。本设计要突出的重点是：模块机器人的构成和模块机器人的实验探究。方法是：通过子课题3的研究，了解传感器、控制器、执行器、模块电路、模块机器人等相关知识；通过子课题4的研究，利用模块机器人动手体验三个模块的功能及其关系，进一步熟悉模块机器人的使用方法。本设计要突破的难点是：运用模块化设计方法设计生活中简单的自动控制电路。方法是：利用“模块机器人”提供的器材，也可以利用其它实际的器材设计出有一定价值和可行性的“自动控制电路”或“智能机器人”，感受模块化设计思想，进一步加深理解三个

7、模块的功能及联系。本设计重视培养学生获取、搜集、处理、表达信息的能力以及实验探究，创造发明的能力。完成本设计的教学任务需3课时。六、教学流程1、教学流程图15探索研究实验探究课外完成实验报告，回答相关问题课内交流实验设计方案，实验探究问题探讨提出问题课内听介绍，看表演，提问题课外学生分组，搜集资料，设计实验方案课内汇报成果，交流心得，师生点评课外反思，小结，完成思考与练习交流小结成果交流拓展延伸设