第一篇：機(jī)器人選修課教案

第一章

機(jī)器人 選修課教案

目 錄

走進(jìn)機(jī)器人世界 1.1 學(xué)前教育 1.2 觸摸機(jī)器人

1.3 機(jī)器人的硬件構(gòu)成 1.4 機(jī)器人的軟件

第二章 機(jī)器人結(jié)構(gòu)搭建

2.1 有“皮膚”的三輪車

2.2 有“眼睛”的自尋跡小車 2.3 有“手臂”的投籃機(jī)器人 2.4 履帶戰(zhàn)車 2.5 靈活轉(zhuǎn)彎小車 2.6 娃娃學(xué)步 2.7 六足牛

第三章 機(jī)器人程序設(shè)計(jì)

3.1 三種燈光控制 3.2 避障 3.3 自尋跡 3.4 秒表 3.5 兩地控制 3.6 判粗細(xì)

3.7 計(jì)數(shù)與判奇偶 3.8 多任務(wù) 3.9 事件控制 3.10 無線通信

第四章 機(jī)器人工程創(chuàng)意設(shè)計(jì)

4.1 創(chuàng)意設(shè)計(jì)概述 4.2 工廠流水線

4.3 程控鋸床

4.4 長(zhǎng)頸鹿

第一章 走進(jìn)機(jī)器人世界

1.1 學(xué)前教育 教學(xué)目標(biāo)：理解本課程的意義，理順教學(xué)秩序，認(rèn)識(shí)課程目標(biāo)。教學(xué)重點(diǎn)：理順教學(xué)秩序 教學(xué)準(zhǔn)備：學(xué)員須知30份 教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：參觀校機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室。教學(xué)內(nèi)容與過程：

一、學(xué)員分組，選定班組長(zhǎng)。

二、宣布課堂紀(jì)律、注意事項(xiàng)，介紹學(xué)習(xí)方法，三、公布學(xué)習(xí)總?cè)蝿?wù)與學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)。

四、參觀校機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室。

五、附件

《機(jī)器人制作》選修課學(xué)員須知

嚴(yán)格

協(xié)作

研究

一、嚴(yán)格

1、準(zhǔn)時(shí)上下課。特殊情況事先向組長(zhǎng)請(qǐng)假。

2、保管好器材，不遺失、不損壞。

3、保持環(huán)境安靜、清潔，不得有粗魯行為。

4、愛護(hù)電腦，禁玩游戲。

二、協(xié)作

1、每?jī)扇藶橐换緦W(xué)習(xí)單位，合用一套器材，共同完成每個(gè)制作任務(wù)。要求：

⑴互相配合：交替進(jìn)行各項(xiàng)操作，使人人都具有獨(dú)立搭建與編程的能力。⑵互相幫助：有困難時(shí)共同探討，一起進(jìn)步。

2、每四人合用一臺(tái)電腦，充分利用電腦獲取信息和練習(xí)程序設(shè)計(jì)。

3、每六人為一個(gè)小組，合用一個(gè)調(diào)試場(chǎng)地，三、研究

? 獲取信息： 聽課、利用電腦查閱資料和幫助文檔、從互連網(wǎng)獲取信息。? 積極實(shí)踐： 注重具體的結(jié)構(gòu)搭建和編程練習(xí)，結(jié)累經(jīng)驗(yàn)。

? 探索研究： 開拓思路，展開聯(lián)想，用實(shí)驗(yàn)的方法證明自己的想法

四、評(píng)價(jià)

以上三條(嚴(yán)格、協(xié)作、研究)和機(jī)器人項(xiàng)目制作結(jié)果作為學(xué)習(xí)成績(jī)的依據(jù) 成績(jī)分四檔：

A優(yōu)秀

B良好

C合格

D不合格

五、理念

樂高機(jī)器人制作理念

做中學(xué) 玩中學(xué) 團(tuán)結(jié)協(xié)作

祝同學(xué)們： 團(tuán)隊(duì)協(xié)作 學(xué)得愉快 技術(shù)進(jìn)步 能力提高

班組長(zhǎng)職責(zé)

管理班長(zhǎng)：①填寫出勤情況表

②協(xié)助組長(zhǎng)處理管理上的難點(diǎn) ③及時(shí)與教師溝通管理上的問題 技術(shù)班長(zhǎng)：①技術(shù)上領(lǐng)先全班同學(xué)

②協(xié)助組長(zhǎng)處理技術(shù)上的難點(diǎn) ③及時(shí)與教師溝通技術(shù)上的問題

組 長(zhǎng)： ①技術(shù)上領(lǐng)先組內(nèi)其他同學(xué)

②管理組內(nèi)紀(jì)律，接受同學(xué)請(qǐng)假，③及時(shí)與二位班長(zhǎng)協(xié)同工作

1.2 觸摸機(jī)器人

教學(xué)目標(biāo)：認(rèn)識(shí)機(jī)器人的定義，了解機(jī)器人現(xiàn)狀，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)重點(diǎn)：機(jī)器人的定義 教學(xué)準(zhǔn)備：錄像與PPT課件 教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：觀看錄像資料 教學(xué)內(nèi)容與過程：

一、講解機(jī)器人的定義

二、講解機(jī)器人現(xiàn)狀

三、附件

1、機(jī)器人是什么

到目前為止人們對(duì)機(jī)器人還沒有一個(gè)權(quán)威而又確切的定義，但“機(jī)器人是自動(dòng)工作的機(jī)器”這種說法還是被人們廣泛地接受。這樣說來在我們身邊到處都有機(jī)器人的存在。譬如：家中的電飯堡、洗衣機(jī)、各種防盜報(bào)警器，出租車的計(jì)價(jià)器等等。

既然機(jī)器人是自動(dòng)工作的機(jī)器，那么利用機(jī)器人就可以為人們的生產(chǎn)、生活服務(wù)。當(dāng)今，機(jī)器人的應(yīng)用已經(jīng)涉及到了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、家政、科研、軍事實(shí)戰(zhàn)等領(lǐng)域。機(jī)器人的足跡遍布陸地、海洋、天空，甚至在浩蕩的宇宙太空上也能覓到它的芳蹤，火星上的“勇氣號(hào)控測(cè)器”向人們展示了它靚麗的風(fēng)彩。

機(jī)器人要按照人們的意圖自動(dòng)地工作，它就必需有存放程序的存儲(chǔ)器；為獲取工作環(huán)境的信息就要有傳感器(輸入設(shè)備)；對(duì)獲取的信息進(jìn)行運(yùn)算和處理，根據(jù)程序設(shè)計(jì)的工作步驟發(fā)出控制指令，這就要有CPU(中央處理器)；經(jīng)過處理的信息要轉(zhuǎn)化成輸出聲音、圖像或是動(dòng)作，就需要執(zhí)行機(jī)構(gòu)(輸出設(shè)備)；再有，人們?yōu)橥瓿赡骋惶囟ǖ牡娜蝿?wù)，給機(jī)器人編寫的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。這樣看來機(jī)器人是一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

當(dāng)然，機(jī)器人是一個(gè)集多個(gè)學(xué)科的高科技產(chǎn)物，隨著通信、網(wǎng)絡(luò)、材料等各種高新技術(shù)的加入，使機(jī)器人變得越來越聰明，功能越來越強(qiáng)大。機(jī)器人技術(shù)給人們帶來了巨大的利益，也成了衡量各國科技發(fā)展水平的標(biāo)志。因此，機(jī)器人技術(shù)受到了各國政府的和重視，紛紛在機(jī)器人的研發(fā)、應(yīng)用和教學(xué)普及中投入了巨大的人力、財(cái)力和物力。

2、圖片資料

我國研制的工業(yè)機(jī)器人

日本索尼公司研制的娛樂機(jī)器人

美國研制的”角斗士”軍事機(jī)器人

日本研制的家政機(jī)器人

水下排雷機(jī)器人

農(nóng)業(yè)機(jī)器人

3、積木式機(jī)器人

積木式機(jī)器人是各大廠商專為廣大青少年學(xué)習(xí)制作機(jī)器人而開發(fā)的，一般以套件的形式提供。套件中包括機(jī)器人控制器、輸入輸出部件、編程軟件光盤、程序下載裝置、機(jī)器人外形結(jié)構(gòu)件、制作說明書等。廠商不同提供的套件也不同，有的結(jié)構(gòu)件是整體不容易拆裝和改形，有的結(jié)構(gòu)件是散件，可以隨心所欲自由拼湊，有些控制器是封閉的,有些是開放的，可以擴(kuò)展一些輸入輸出端口。但它們都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，這就是強(qiáng)大的直觀的圖形化編程平臺(tái)，有了它，學(xué)習(xí)機(jī)器人程序的設(shè)計(jì)將變得輕松而愉快，當(dāng)你學(xué)而有余時(shí)，也可以采用高級(jí)語言來編程。另外，套件中提供的各式各樣易插易用且性能優(yōu)越的傳感器和小馬達(dá)，省卻了你諸多的煩惱。積木式機(jī)器人的確是機(jī)器人初學(xué)者得心應(yīng)手的好幫手。

以下是國內(nèi)常見的積木式機(jī)器人的圖片資料。

樂高機(jī)器人

樂高新款機(jī)器人

廣茂達(dá)AM—Ⅱ機(jī)器人 納英特機(jī)器人

通用教學(xué)機(jī)器人

中鳴機(jī)器人

1.3 機(jī)器人的硬件構(gòu)成

教學(xué)目標(biāo)：認(rèn)識(shí)機(jī)器人控制器、輸入、輸出部件、積木構(gòu)件。教學(xué)重點(diǎn)：RCX控制器

教學(xué)準(zhǔn)備：硬件實(shí)物、圖片，PPT課件。教時(shí)：1課時(shí) 課堂練習(xí)：整理硬件儲(chǔ)物箱 教學(xué)內(nèi)容與過程：

一、介紹RCX控制器

二、輸入、輸出部件

三、積木構(gòu)件

四、按照9786核心套裝圖片，整理硬件儲(chǔ)物箱

五、附件

樂高機(jī)器人控制器(RCX)

RCX與輸入、輸出部件的連接

樂高的輸出部件：

a)9V迷你馬達(dá) b)9V高速馬達(dá)

c)9V傳動(dòng)馬達(dá)

d)微型馬達(dá)

e)遙控賽車馬達(dá)

小燈

蜂鳴器

樂高的輸入部件

角度傳感器 光線傳感器 溫度傳感器 觸動(dòng)傳感器

樂高的積木

圖 紙

實(shí) 物

1.4 機(jī)器人的軟件

教學(xué)目標(biāo)：初識(shí)樂高編程軟件《ROBOLAB》 教學(xué)重點(diǎn)：功能面板與工具面板的操作 教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體投影儀，電腦。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：編一個(gè)最簡(jiǎn)單的程序 教學(xué)內(nèi)容與過程：

內(nèi)容——軟件的啟動(dòng)與關(guān)閉；功能面板與工具面板的作用與操作；程序的下載與運(yùn)行。

第二章 機(jī)器人結(jié)構(gòu)搭建

2.1 有“皮膚”的三輪車

教學(xué)目標(biāo)：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項(xiàng)作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學(xué)重點(diǎn)：樂高積木與圖紙的匹配，教學(xué)準(zhǔn)備：結(jié)構(gòu)分解圖，樂高結(jié)木，RCX一個(gè)，馬達(dá)二個(gè)，觸感一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：用樂高積木搭建一個(gè)有“皮膚”的三輪車。教學(xué)內(nèi)容與過程： 實(shí)踐操作。

2.2 有“眼睛”的自尋跡小車

教學(xué)目標(biāo)：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項(xiàng)作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學(xué)重點(diǎn)：樂高積木與圖紙的匹配，教學(xué)準(zhǔn)備：結(jié)構(gòu)分解圖，樂高結(jié)木，RCX一個(gè)，馬達(dá)二個(gè)，光感一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：用樂高積木搭建一個(gè)有“眼睛”的自尋跡小車。教學(xué)內(nèi)容與過程： 實(shí)踐操作。

2.3 有“手臂”的投籃機(jī)器人

教學(xué)目標(biāo)：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項(xiàng)作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學(xué)重點(diǎn)：樂高積木與圖紙的匹配，教學(xué)準(zhǔn)備：結(jié)構(gòu)分解圖，樂高結(jié)木，RCX一個(gè)，馬達(dá)二個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：用樂高積木搭建一個(gè)有“手臂”的投籃機(jī)器人。教學(xué)內(nèi)容與過程： 實(shí)踐操作。

2.4 履帶戰(zhàn)車

教學(xué)目標(biāo)：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項(xiàng)作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學(xué)重點(diǎn)：樂高積木與圖紙的匹配，教學(xué)準(zhǔn)備：結(jié)構(gòu)分解圖，樂高結(jié)木，RCX一個(gè)，馬達(dá)二個(gè)，觸感二個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：用樂高積木搭建一個(gè)履帶戰(zhàn)車。教學(xué)內(nèi)容與過程： 實(shí)踐操作。

2.5 靈活轉(zhuǎn)彎小車

教學(xué)目標(biāo)：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項(xiàng)作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學(xué)重點(diǎn)：樂高積木與圖紙的匹配，教學(xué)準(zhǔn)備：結(jié)構(gòu)分解圖，樂高結(jié)木，RCX一個(gè)，馬達(dá)二個(gè)，光感一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：用樂高積木搭建一個(gè)靈活轉(zhuǎn)彎小車。教學(xué)內(nèi)容與過程： 實(shí)踐操作。

2.6 娃娃學(xué)步

教學(xué)目標(biāo)：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項(xiàng)作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學(xué)重點(diǎn)：樂高積木與圖紙的匹配，教學(xué)準(zhǔn)備：結(jié)構(gòu)總圖，樂高結(jié)木，馬達(dá)一個(gè)。，教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：用樂高積木搭建一個(gè)“娃娃學(xué)步”。教學(xué)內(nèi)容與過程： 實(shí)踐操作。

2.7 六足牛

教學(xué)目標(biāo)：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項(xiàng)作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學(xué)重點(diǎn)：樂高積木與圖紙的匹配，教學(xué)準(zhǔn)備：結(jié)構(gòu)分解圖，樂高結(jié)木，RCX一個(gè)，馬達(dá)二個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：用樂高積木搭建一個(gè)“六足牛”。教學(xué)內(nèi)容與過程： 實(shí)踐操作。

第二篇：機(jī)器人選修課教案

機(jī)器人選修課教案

（2011—2012學(xué)第二學(xué)期）

目 錄

第四章

機(jī)器人程序設(shè)計(jì)

4.1 三種燈光控制 4.2 避障 4.3 自尋跡 4.4 秒表 4.5 兩地控制 4.6 判粗細(xì) 4.7 計(jì)數(shù)與判奇偶 4.8 多任務(wù) 4.9 事件控制 4.10 無線通信 第五章

NXT機(jī)器人

5.1 搭建第一個(gè)NXT機(jī)器人 5.2 讓機(jī)器人動(dòng)起來 5.3 讓機(jī)器人隨著聲音動(dòng)起來 5.4 巡線機(jī)器人 5.5 齒輪的使用

第四章 機(jī)器人程序設(shè)計(jì)

4.1三種燈光控制

授課時(shí)間

2月27日

參加教師

崔深根

教學(xué)目標(biāo)：學(xué)習(xí)順序結(jié)構(gòu)、絕對(duì)跳轉(zhuǎn)指令，完成三種不同燈光控制的編程。教學(xué)重點(diǎn)：順序結(jié)構(gòu)與絕對(duì)跳轉(zhuǎn)指令

教學(xué)準(zhǔn)備：ROBOLAB軟件，樂高積木，RCX一個(gè)，小燈一只，觸感一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：ROBOLAB編程 教學(xué)內(nèi)容與過程： 學(xué)習(xí)內(nèi)容：

輸入部件觸感，輸出部件小燈，停止圖標(biāo)，絕對(duì)跳轉(zhuǎn)圖標(biāo)，開始與結(jié)束圖標(biāo)。

一、臺(tái)燈控制程序

功能：按鈕按下后，小燈亮，再次按下，小燈滅，可重復(fù)。

臺(tái)燈控制程序

二、門口燈控制程序

功能：按鈕按下后，小燈亮，延時(shí)2秒后，小燈滅，可重復(fù)。

門口燈控制程序

二、警燈控制程序

功能：程序啟動(dòng)后，小燈間隔1秒閃爍，始終循環(huán)。

警燈控制程序

4.2 避 障

授課時(shí)間

3月5日

參加教師

崔深根

教學(xué)目標(biāo)：，馬達(dá)圖標(biāo)與時(shí)間等待圖標(biāo)，完成“碰碰車”控制的編程。教學(xué)重點(diǎn)：馬達(dá)圖標(biāo)與設(shè)置，時(shí)間等待圖標(biāo)與設(shè)置。

教學(xué)準(zhǔn)備：ROBOLAB軟件，樂高結(jié)木，RCX一個(gè)，馬達(dá)二個(gè)，觸感一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：硬件配置與ROBOLAB編程 教學(xué)內(nèi)容與過程： 學(xué)習(xí)內(nèi)容：

馬達(dá)圖標(biāo)與設(shè)置，時(shí)間等待圖標(biāo)與設(shè)置。

“碰碰車”控制程序

功能：小車向前運(yùn)行，遇到障礙，先后退0.2秒,再轉(zhuǎn)彎0.5秒,然后繼續(xù)前進(jìn)

“碰碰車”控制程序

4.3 自尋跡

授課時(shí)間

3月12日

參加教師

崔深根

教學(xué)目標(biāo)：學(xué)習(xí)光感的應(yīng)用，選擇結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，完成“沿黑線走”控制的編程。教學(xué)重點(diǎn)：選擇結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

教學(xué)準(zhǔn)備：ROBOLAB軟件，樂高結(jié)木，RCX一個(gè)，馬達(dá)二個(gè)，光感一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：硬件配置與ROBOLAB編程 教學(xué)內(nèi)容與過程： 學(xué)習(xí)內(nèi)容：

光感的應(yīng)用，選擇結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。

“沿黑線走”控制程序。

功能：小車自動(dòng)沿黑線行駛，但不會(huì)停止。

“沿黑線走”控制程序

4.4 秒 表

授課時(shí)間

3月19日

參加教師

崔深根

教學(xué)目標(biāo)：學(xué)習(xí)計(jì)時(shí)器、顯示屏、容器、清零，完成“秒表”控制的編程。教學(xué)重點(diǎn)：計(jì)時(shí)器、顯示屏、容器、清零圖標(biāo)的應(yīng)用。教學(xué)準(zhǔn)備：ROBOLAB軟件，RCXG一個(gè)，觸感一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：硬件配置與ROBOLAB編程 教學(xué)內(nèi)容與過程：

計(jì)時(shí)器、顯示屏、容器、清零圖標(biāo)的應(yīng)用。

秒表控制程序

功能：按鈕按下，開始計(jì)時(shí)，顯示屏以0.1秒累加，再次按下，時(shí)間值固定。

4.5 兩地控制

授課時(shí)間

3月26日

參加教師

崔深根

教學(xué)目標(biāo)：學(xué)習(xí)容器清零，選擇結(jié)構(gòu)嵌套，完成“二個(gè)按鈕控制一個(gè)燈”的編程。教學(xué)重點(diǎn)：選擇結(jié)構(gòu)嵌套

教學(xué)準(zhǔn)備：ROBOLAB軟件，RCX一個(gè)，小燈一個(gè)，觸感二個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：硬件配置與ROBOLAB編程 教學(xué)內(nèi)容與過程：

容器清零，選擇結(jié)構(gòu)嵌套。

“二個(gè)按鈕控制一個(gè)燈”的程序

功能：兩個(gè)按鈕均可獨(dú)立控制一個(gè)小燈。

4.6 判粗細(xì)

授課時(shí)間

4月2日

參加教師

崔深根

教學(xué)目標(biāo)：會(huì)計(jì)算機(jī)器人經(jīng)過某段距離的時(shí)間，完成“判斷黑線粗細(xì)”的編程。教學(xué)重點(diǎn)：怎樣判定過了一段路程。

教學(xué)準(zhǔn)備：ROBOLAB軟件，樂高結(jié)木，RCX一個(gè)，光感一個(gè)，場(chǎng)地一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：硬件配置與ROBOLAB編程 教學(xué)內(nèi)容與過程：

確定經(jīng)過一段黑線的時(shí)間程序

“判斷黑線粗細(xì)”的程序

功能：小車前進(jìn)，過細(xì)黑線繼續(xù)前進(jìn)，過粗黑線后小車停止。

場(chǎng)地圖紙

4.7 計(jì)數(shù)與判奇偶

授課時(shí)間

4月9日

參加教師

崔深根

教學(xué)目標(biāo)：學(xué)習(xí)容器的運(yùn)算，容器選擇圖標(biāo)，完成計(jì)數(shù)與判奇偶的編程。教學(xué)重點(diǎn)：容器的運(yùn)算，容器選擇圖標(biāo)。

教學(xué)準(zhǔn)備：ROBOLAB軟件，RCX一個(gè)，樂高結(jié)木，馬達(dá)一個(gè)，光感一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：硬件配置與ROBOLAB編程 教學(xué)內(nèi)容與過程：

機(jī)器人場(chǎng)地與“判粗細(xì)”程序相同

計(jì)數(shù)程序

功能：小車前進(jìn)，過粗黑線后小車停止，顯示經(jīng)過的細(xì)黑線數(shù)目。

判奇偶程序

功能：小車前進(jìn)，過粗黑線后小車停止，若經(jīng)過的細(xì)黑線數(shù)目為奇數(shù)，機(jī)器人會(huì)亮一個(gè)燈。否則，若經(jīng)過的細(xì)黑線數(shù)目為偶數(shù)，會(huì)亮兩個(gè)燈。

4.8 多任務(wù)

授課時(shí)間

4月16日

參加教師

崔深根

教學(xué)目標(biāo)：學(xué)習(xí)多任務(wù)編程、音階圖標(biāo)，完成“邊走邊唱歌”的編程。教學(xué)重點(diǎn)：多任務(wù)編程

教學(xué)準(zhǔn)備：ROBOLAB軟件，RCX一個(gè)，樂高結(jié)木，馬達(dá)二個(gè)，光感一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：硬件配置與ROBOLAB編程 教學(xué)內(nèi)容與過程：

多任務(wù)“邊沿黑線走邊唱歌”的程序

4.9 事件控制

授課時(shí)間

4月23日

參加教師

崔深根

教學(xué)目標(biāo)：學(xué)習(xí)事件控制應(yīng)用、完成“任意時(shí)刻停止沿黑線走”控制的編程。教學(xué)重點(diǎn)：事件控制應(yīng)用

教學(xué)準(zhǔn)備：ROBOLAB軟件，RCX一個(gè)，觸感一個(gè)，馬達(dá)二個(gè)，光感一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：硬件配置與ROBOLAB編程 教學(xué)內(nèi)容與過程：

“任意時(shí)刻停止沿黑線走”程序

4.10 無線通信

授課時(shí)間

4月30日

參加教師

崔深根

教學(xué)目標(biāo)：學(xué)習(xí)無線通信應(yīng)用、完成“雙胞胎小車”控制的編程。教學(xué)重點(diǎn)：順序結(jié)構(gòu)與絕對(duì)跳轉(zhuǎn)指令

教學(xué)準(zhǔn)備：ROBOLAB軟件，RCX二個(gè)，樂高結(jié)木，馬達(dá)一個(gè)，角感二個(gè)。教時(shí)：1課時(shí) 課堂練習(xí)：硬件配置與ROBOLAB編程 教學(xué)內(nèi)容與過程：

“發(fā)信小車”程序

“收信小車”程序

第五章 NXT機(jī)器人

5.1 搭建第一個(gè)NXT機(jī)器人

授課時(shí)間

5月7日

參加教師

崔深根

活動(dòng)目的：

（一）分組1、3—4人一個(gè)組，選出組長(zhǎng)、項(xiàng)目研究員、程序員、機(jī)械設(shè)計(jì)師；

2、為小組取一個(gè)組名。

（二）認(rèn)識(shí)NXT核心元件

1、對(duì)9797套裝進(jìn)行分類；

2、認(rèn)識(shí)NXT核心元件;

3、搭建藍(lán)牙機(jī)器人9797套裝8___24頁； 活動(dòng)過程：

一、LEGO NXT的幾張酷圖欣賞

二、認(rèn)識(shí)樂高組件

1、軸、梁、軸套、半軸套、齒輪

2、傳感器

3、控制器

三、了解樂高組件的基本搭建技巧。

1、搭建基本機(jī)器人

2、參照搭建手冊(cè)搭建風(fēng)車，了解齒輪的運(yùn)用

5.2 讓機(jī)器人動(dòng)起來

授課時(shí)間

5月14日

參加教師

崔深根

活動(dòng)目的：

（一）分組1、2人一組，選出組長(zhǎng)

2、為小組取一個(gè)組名。

（二）內(nèi)容

1、了解NXT編程軟件界面

2、學(xué)習(xí)移動(dòng)模塊、電機(jī)模塊，并在此基礎(chǔ)上掌握計(jì)器人的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎。

3、掌握機(jī)器人轉(zhuǎn)彎的幾種方法。教學(xué)過程

一：認(rèn)識(shí)編程軟件MINDSTORMS Edu NXT界面

1、啟動(dòng)MINDSTORMS Edu NXT

在桌面上點(diǎn)擊：

2、界面的組成：編程區(qū)，面板區(qū)，學(xué)習(xí)區(qū)，菜單區(qū)、工具欄區(qū)、控制面板

二、任務(wù)：讓機(jī)器人“倒車入庫”

1、任務(wù)分析：

第一步：機(jī)器人前進(jìn)； 第二步：機(jī)器人右轉(zhuǎn)彎 第三步；機(jī)器人后退；

2、模塊介紹

3、編程

4、學(xué)習(xí)練習(xí)

三、機(jī)器人轉(zhuǎn)彎的三種情況

1、差速轉(zhuǎn)彎：

2、一個(gè)電機(jī)正轉(zhuǎn)，另一電機(jī)反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎

3、一個(gè)電機(jī)不動(dòng)，另一電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)（推薦方式）

（1）使用移動(dòng)模塊，只選擇一個(gè)電機(jī)

（2）使用電機(jī)模塊

5.3 讓機(jī)器人隨著聲音動(dòng)起來

授課時(shí)間

5月21日

參加教師

崔深根

活動(dòng)目的：

1、學(xué)習(xí)循環(huán)模塊的使用

2、學(xué)習(xí)聲音傳感器的使用

3、學(xué)習(xí)分支模塊的使用 活動(dòng)過程 一：機(jī)、2、使用循環(huán)模塊

二、、如何測(cè)定電機(jī)的運(yùn)行時(shí)間

三、讓機(jī)器人隨著聲音動(dòng)起來

讓機(jī)器人聽到聲音時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)機(jī)器人前方出面障礙物時(shí)，并后退轉(zhuǎn)彎再前進(jìn)。

1、介紹等待模塊

5.4 巡線機(jī)器人

授課時(shí)間

5月28日

參加教師

崔深根

活動(dòng)目的：

1、了解光電傳感器的原理

2、初步掌握光電傳感器對(duì)光的測(cè)量方法

3、了解單光電傳感器巡線的原理

活動(dòng)過程

一、光電傳感器的原理

1、光電傳感器由光電接收管和光電發(fā)射管組成。他能夠接收外界光的強(qiáng)度，并把光的強(qiáng)度換算成0-100的值。

2、影響光電傳感器的因素

顏色、距離、質(zhì)地等三個(gè)因素，是影響光電傳感器的主要因素。實(shí)驗(yàn)

1、用光電傳感器測(cè)量不同顏色的物質(zhì)的值；

實(shí)驗(yàn)

2、用光電傳感器測(cè)量同一物質(zhì)在不同距離的值

將一白色的物質(zhì)，從近到遠(yuǎn)，測(cè)出傳感器的值的變化

實(shí)驗(yàn)

3、測(cè)量白色陶瓷片和白色的紙的反射值

3、光電傳感器的用途

光電傳感器的用途很多，比如識(shí)別顏色、判斷距離等等。今天我們主要學(xué)習(xí)利用光電傳感器讓機(jī)器人巡線，即讓機(jī)器人在場(chǎng)地順著黑色運(yùn)動(dòng)。

二、機(jī)器人巡線的基本原理

單光電傳感器的巡線原理：

光電傳感器沒有檢測(cè)到黑線，就向黑色一方轉(zhuǎn)，當(dāng)光電傳感器檢測(cè)到黑線地，就向遠(yuǎn)離黑線的另一方轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣就可以讓機(jī)器人順著黑線前進(jìn)。光電傳感器

5.5 齒輪的使用

授課時(shí)間

6月4日

參加教師

崔深根

教學(xué)內(nèi)容：

1、了解齒輪的相關(guān)術(shù)語

2、了解齒輪的加速和減速的關(guān)系及優(yōu)缺點(diǎn)

3、了解不同齒輪的搭建方法

一：齒輪的相關(guān)術(shù)語

1、樂高的齒輪分類

普通齒輪、斜齒輪、雙面斜齒輪、差速齒輪、渦輪

2、齒輪的單位和齒數(shù)

三、加速和減速的原理

它的每一個(gè)齒都與8齒的兩個(gè)齒嚙合的很好。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)24齒，每一次在齒輪的接觸面一個(gè)新齒取代前一個(gè)齒時(shí)，8齒也剛好轉(zhuǎn)過一個(gè)齒，因此，大齒輪轉(zhuǎn)過8個(gè)齒（24齒的齒輪）就可以讓小齒輪轉(zhuǎn)過一圈（360度）。當(dāng)大齒輪再轉(zhuǎn)過8個(gè)齒時(shí)，小齒輪又轉(zhuǎn)了一圈。在你轉(zhuǎn)動(dòng)24齒齒輪的最后8個(gè)齒時(shí)，8齒齒輪轉(zhuǎn)過第三圈。這也是兩軸產(chǎn)生不同速度的原因：24齒齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，8齒齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)了三圈！我們用兩個(gè)齒輪齒數(shù)之比來表示兩者的關(guān)系：24比8。經(jīng)過簡(jiǎn)化，得到3:1。從數(shù)字來看，24齒齒輪1轉(zhuǎn)就相當(dāng)與8齒齒輪的3轉(zhuǎn)。

由此，我們得到一種加速的方法（從技術(shù)角度來將應(yīng)稱為角速度，而不是速度）。這時(shí)候你可能會(huì)想到在競(jìng)速小車上使用巨大的傳動(dòng)比。遺憾的是，在力學(xué)中有得必有失，獲得了速度，同時(shí)就減少了扭矩，簡(jiǎn)單的說，就是在力量上的損失會(huì)轉(zhuǎn)化為速度——速度越快，扭矩就越小。比率也相同：如果獲得了三倍的角速度，你的扭矩會(huì)減小到原來的1/3。

什么時(shí)候應(yīng)當(dāng)加速或減速傳動(dòng)，經(jīng)驗(yàn)會(huì)告訴你。總的來說，減速傳動(dòng)用的比加速傳動(dòng)要多，因?yàn)轳R達(dá)會(huì)產(chǎn)生很高的速度，但扭矩很小。在多數(shù)時(shí)候，常減小速度來提高扭矩，讓小車能爬上斜坡，或者讓機(jī)器人的手臂舉起物體。在你不需要大扭矩時(shí)，可以減小速度來精確定位。

四、齒輪的搭建方式

第三篇：機(jī)器人選修課教案

鳳翔縣西街中學(xué)科技活動(dòng)課程講義

機(jī)器人

鳳翔縣西街中學(xué)科技活動(dòng)室

2015年3月20日

目 錄

第一章 走進(jìn)機(jī)器人世界

1.1 學(xué)前教育 1.2 觸摸機(jī)器人

1.3 機(jī)器人的硬件構(gòu)成 1.4 機(jī)器人的軟件

第二章 機(jī)器人結(jié)構(gòu)搭建

2.1 有“皮膚”的三輪車

2.2 有“眼睛”的自尋跡小車 2.3 有“手臂”的投籃機(jī)器人 2.4 履帶戰(zhàn)車 2.5 靈活轉(zhuǎn)彎小車 2.6 娃娃學(xué)步 2.7 六足牛

第三章 機(jī)器人程序設(shè)計(jì)

3.1 三種燈光控制 3.2 避障 3.3 自尋跡 3.4 秒表

3.5 兩地控制 3.6 判粗細(xì)

3.7 計(jì)數(shù)與判奇偶 3.8 多任務(wù) 3.9 事件控制 3.10 無線通信

第一章 走進(jìn)機(jī)器人世界

1.1 學(xué)前教育

教學(xué)目標(biāo)：理解本課程的意義，理順教學(xué)秩序，認(rèn)識(shí)課程目標(biāo)。教學(xué)重點(diǎn)：理順教學(xué)秩序 教學(xué)準(zhǔn)備：學(xué)員須知30份 教時(shí)：1課時(shí)

教學(xué)內(nèi)容與過程：

一、學(xué)員分組，選定班組長(zhǎng)。

二、宣布課堂紀(jì)律、注意事項(xiàng)，介紹學(xué)習(xí)方法。

《機(jī)器人制作》學(xué)員須知

嚴(yán)格

協(xié)作

研究

一、嚴(yán)格

1、準(zhǔn)時(shí)上下課。特殊情況事先向組長(zhǎng)請(qǐng)假。

2、保管好器材，不遺失、不損壞。

3、保持環(huán)境安靜、清潔，不得有粗魯行為。

4、愛護(hù)電腦，禁玩游戲。

二、協(xié)作

1、每?jī)扇藶橐换緦W(xué)習(xí)單位，合用一套器材，共同完成每個(gè)制作任務(wù)。要求：

⑴互相配合：交替進(jìn)行各項(xiàng)操作，使人人都具有獨(dú)立搭建與編程的能力。⑵互相幫助：有困難時(shí)共同探討，一起進(jìn)步。

2、每四人合用一臺(tái)電腦，充分利用電腦獲取信息和練習(xí)程序設(shè)計(jì)。

3、每六人為一個(gè)小組，合用一個(gè)調(diào)試場(chǎng)地，三、研究

? 獲取信息： 聽課、利用電腦查閱資料和幫助文檔、從互連網(wǎng)獲取信息。? 積極實(shí)踐： 注重具體的結(jié)構(gòu)搭建和編程練習(xí)，結(jié)累經(jīng)驗(yàn)。

? 探索研究： 開拓思路，展開聯(lián)想，用實(shí)驗(yàn)的方法證明自己的想法

四、評(píng)價(jià)

以上三條(嚴(yán)格、協(xié)作、研究)和機(jī)器人項(xiàng)目制作結(jié)果作為學(xué)習(xí)成績(jī)的依據(jù) 成績(jī)分四檔：

A優(yōu)秀

B良好

C合格

D不合格

五、理念

樂高機(jī)器人制作理念

做中學(xué) 玩中學(xué) 團(tuán)結(jié)協(xié)作

祝同學(xué)們： 團(tuán)隊(duì)協(xié)作 學(xué)得愉快 技術(shù)進(jìn)步 能力提高

班組長(zhǎng)職責(zé)

管理班長(zhǎng)：①填寫出勤情況表

②協(xié)助組長(zhǎng)處理管理上的難點(diǎn) ③及時(shí)與教師溝通管理上的問題 技術(shù)班長(zhǎng)：①技術(shù)上領(lǐng)先全班同學(xué)

②協(xié)助組長(zhǎng)處理技術(shù)上的難點(diǎn)

③及時(shí)與教師溝通技術(shù)上的問題

組 長(zhǎng)： ①技術(shù)上領(lǐng)先組內(nèi)其他同學(xué)

②管理組內(nèi)紀(jì)律，接受同學(xué)請(qǐng)假，③及時(shí)與二位班長(zhǎng)協(xié)同工作

1.2 觸摸機(jī)器人

教學(xué)目標(biāo)：認(rèn)識(shí)機(jī)器人的定義，了解機(jī)器人現(xiàn)狀，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)重點(diǎn)：機(jī)器人的定義 教學(xué)準(zhǔn)備：錄像與PPT課件 教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：觀看錄像資料 教學(xué)內(nèi)容與過程：

一、講解機(jī)器人的定義

二、講解機(jī)器人現(xiàn)狀

三、附件

1、機(jī)器人是什么

到目前為止人們對(duì)機(jī)器人還沒有一個(gè)權(quán)威而又確切的定義，但“機(jī)器人是自動(dòng)工作的機(jī)器”這種說法還是被人們廣泛地接受。這樣說來在我們身邊到處都有機(jī)器人的存在。譬如：家中的電飯堡、洗衣機(jī)、各種防盜報(bào)警器，出租車的計(jì)價(jià)器等等。

既然機(jī)器人是自動(dòng)工作的機(jī)器，那么利用機(jī)器人就可以為人們的生產(chǎn)、生活服務(wù)。當(dāng)今，機(jī)器人的應(yīng)用已經(jīng)涉及到了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、家政、科研、軍事實(shí)戰(zhàn)等領(lǐng)域。機(jī)器人的足跡遍布陸地、海洋、天空，甚至在浩蕩的宇宙太空上也能覓到它的芳蹤，火星上的“勇氣號(hào)控測(cè)器”向人們展示了它靚麗的風(fēng)彩。

機(jī)器人要按照人們的意圖自動(dòng)地工作，它就必需有存放程序的存儲(chǔ)器；為獲取工作環(huán)境的信息就要有傳感器(輸入設(shè)備)；對(duì)獲取的信息進(jìn)行運(yùn)算和處理，根據(jù)程序設(shè)計(jì)的工作步驟發(fā)出控制指令，這就要有CPU(中央處理器)；經(jīng)過處理的信息要轉(zhuǎn)化成輸出聲音、圖像或是動(dòng)作，就需要執(zhí)行機(jī)構(gòu)(輸出設(shè)備)；再有，人們?yōu)橥瓿赡骋惶囟ǖ牡娜蝿?wù)，給機(jī)器人編寫的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。這樣看來機(jī)器人是一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

當(dāng)然，機(jī)器人是一個(gè)集多個(gè)學(xué)科的高科技產(chǎn)物，隨著通信、網(wǎng)絡(luò)、材料等各種高新技術(shù)的加入，使機(jī)器人變得越來越聰明，功能越來越強(qiáng)大。機(jī)器人技術(shù)給人們帶來了巨大的利益，也成了衡量各國科技發(fā)展水平的標(biāo)志。因此，機(jī)器人技術(shù)受到了各國政府的和重視，紛紛在機(jī)器人的研發(fā)、應(yīng)用和教學(xué)普及中投入了巨大的人力、財(cái)力和物力。

2、圖片資料

我國研制的工業(yè)機(jī)器人

日本索尼公司研制的娛樂機(jī)器人

美國研制的”角斗士”軍事機(jī)器人

日本研制的家政機(jī)器人

水下排雷機(jī)器人

農(nóng)業(yè)機(jī)器人

3、積木式機(jī)器人

積木式機(jī)器人是各大廠商專為廣大青少年學(xué)習(xí)制作機(jī)器人而開發(fā)的，一般以套件的形式提供。套件中包括機(jī)器人控制器、輸入輸出部件、編程軟件光盤、程序下載裝置、機(jī)器人外形結(jié)構(gòu)件、制作說明書等。廠商不同提供的套件也不同，有的結(jié)構(gòu)件是整體不容易拆裝和改形，有的結(jié)構(gòu)件是散件，可以隨心所欲自由拼湊，有些控制器是封閉的,有些是開放的，可以擴(kuò)展一些輸入輸出端口。但它們都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，這就是強(qiáng)大的直觀的圖形化編程平臺(tái)，有了它，學(xué)習(xí)機(jī)器人程序的設(shè)計(jì)將變得輕松而愉快，當(dāng)你學(xué)而有余時(shí)，也可以采用高級(jí)語言來編程。另外，套件中提供的各式各樣易插易用且性能優(yōu)越的傳感器和小馬達(dá)，省卻了你諸多的煩惱。積木式機(jī)器人的確是機(jī)器人初學(xué)者得心應(yīng)手的好幫手。

以下是國內(nèi)常見的積木式機(jī)器人的圖片資料。

樂高機(jī)器人

樂高新款機(jī)器人

廣茂達(dá)AM—Ⅱ機(jī)器人 納英特機(jī)器人

通用教學(xué)機(jī)器人

中鳴機(jī)器人

1.3 機(jī)器人的硬件構(gòu)成

教學(xué)目標(biāo)：認(rèn)識(shí)機(jī)器人控制器、輸入、輸出部件、積木構(gòu)件。教學(xué)重點(diǎn)：RCX控制器

教學(xué)準(zhǔn)備：硬件實(shí)物、圖片，PPT課件。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：整理硬件儲(chǔ)物箱 教學(xué)內(nèi)容與過程：

一、介紹RCX控制器

二、輸入、輸出部件

三、積木構(gòu)件

四、按照9786核心套裝圖片，整理硬件儲(chǔ)物箱

五、附件

樂高機(jī)器人控制器(RCX)

RCX與輸入、輸出部件的連接

樂高的輸出部件：

a)9V迷你馬達(dá) b)9V高速馬達(dá)

c)9V傳動(dòng)馬達(dá)

d)微型馬達(dá)

e)遙控賽車馬達(dá)

小燈

蜂鳴器

樂高的輸入部件

角度傳感器 光線傳感器 溫度傳感器 觸動(dòng)傳感器

樂高的積木

圖 紙

實(shí) 物

1.4 機(jī)器人的軟件

教學(xué)目標(biāo)：初識(shí)樂高編程軟件《ROBOLAB》 教學(xué)重點(diǎn)：功能面板與工具面板的操作 教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體投影儀，電腦。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：編一個(gè)最簡(jiǎn)單的程序 教學(xué)內(nèi)容與過程：

內(nèi)容——軟件的啟動(dòng)與關(guān)閉；功能面板與工具面板的作用與操作；程序的下載與運(yùn)行。

第二章 機(jī)器人結(jié)構(gòu)搭建

2.1 有“皮膚”的三輪車

教學(xué)目標(biāo)：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項(xiàng)作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學(xué)重點(diǎn)：樂高積木與圖紙的匹配，教學(xué)準(zhǔn)備：結(jié)構(gòu)分解圖，樂高結(jié)木，RCX一個(gè)，馬達(dá)二個(gè)，觸感一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：用樂高積木搭建一個(gè)有“皮膚”的三輪車。教學(xué)內(nèi)容與過程： 實(shí)踐操作。

2.2 有“眼睛”的自尋跡小車

教學(xué)目標(biāo)：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項(xiàng)作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學(xué)重點(diǎn)：樂高積木與圖紙的匹配，教學(xué)準(zhǔn)備：結(jié)構(gòu)分解圖，樂高結(jié)木，RCX一個(gè)，馬達(dá)二個(gè)，光感一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：用樂高積木搭建一個(gè)有“眼睛”的自尋跡小車。教學(xué)內(nèi)容與過程： 實(shí)踐操作。

2.3 有“手臂”的投籃機(jī)器人

教學(xué)目標(biāo)：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項(xiàng)作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學(xué)重點(diǎn)：樂高積木與圖紙的匹配，教學(xué)準(zhǔn)備：結(jié)構(gòu)分解圖，樂高結(jié)木，RCX一個(gè)，馬達(dá)二個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：用樂高積木搭建一個(gè)有“手臂”的投籃機(jī)器人。教學(xué)內(nèi)容與過程： 實(shí)踐操作。

2.4 履帶戰(zhàn)車

教學(xué)目標(biāo)：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項(xiàng)作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學(xué)重點(diǎn)：樂高積木與圖紙的匹配，教學(xué)準(zhǔn)備：結(jié)構(gòu)分解圖，樂高結(jié)木，RCX一個(gè)，馬達(dá)二個(gè)，觸感二個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：用樂高積木搭建一個(gè)履帶戰(zhàn)車。教學(xué)內(nèi)容與過程： 實(shí)踐操作。

2.5 靈活轉(zhuǎn)彎小車

教學(xué)目標(biāo)：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項(xiàng)作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學(xué)重點(diǎn)：樂高積木與圖紙的匹配，教學(xué)準(zhǔn)備：結(jié)構(gòu)分解圖，樂高結(jié)木，RCX一個(gè)，馬達(dá)二個(gè)，光感一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：用樂高積木搭建一個(gè)靈活轉(zhuǎn)彎小車。教學(xué)內(nèi)容與過程： 實(shí)踐操作。

2.6 娃娃學(xué)步

教學(xué)目標(biāo)：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項(xiàng)作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學(xué)重點(diǎn)：樂高積木與圖紙的匹配，教學(xué)準(zhǔn)備：結(jié)構(gòu)總圖，樂高結(jié)木，馬達(dá)一個(gè)。，教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：用樂高積木搭建一個(gè)“娃娃學(xué)步”。教學(xué)內(nèi)容與過程： 實(shí)踐操作。

2.7 六足牛

教學(xué)目標(biāo)：能按照結(jié)構(gòu)分解圖，完成本項(xiàng)作品的搭建，理解樂高積木的作用。教學(xué)重點(diǎn)：樂高積木與圖紙的匹配，教學(xué)準(zhǔn)備：結(jié)構(gòu)分解圖，樂高結(jié)木，RCX一個(gè)，馬達(dá)二個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：用樂高積木搭建一個(gè)“六足?！?。教學(xué)內(nèi)容與過程： 實(shí)踐操作。

第三章 機(jī)器人程序設(shè)計(jì)

3.1 三種燈光控制

教學(xué)目標(biāo)：學(xué)習(xí)順序結(jié)構(gòu)、絕對(duì)跳轉(zhuǎn)指令，完成三種不同燈光控制的編程。教學(xué)重點(diǎn)：順序結(jié)構(gòu)與絕對(duì)跳轉(zhuǎn)指令

教學(xué)準(zhǔn)備：ROBOLAB軟件，樂高積木，RCX一個(gè)，小燈一只，觸感一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：ROBOLAB編程 教學(xué)內(nèi)容與過程： 學(xué)習(xí)內(nèi)容：

輸入部件觸感，輸出部件小燈，停止圖標(biāo)，絕對(duì)跳轉(zhuǎn)圖標(biāo)，開始與結(jié)束圖標(biāo)。

一、臺(tái)燈控制程序

功能：按鈕按下后，小燈亮，再次按下，小燈滅，可重復(fù)。

臺(tái)燈控制程序

二、門口燈控制程序

功能：按鈕按下后，小燈亮，延時(shí)2秒后，小燈滅，可重復(fù)。

門口燈控制程序

二、警燈控制程序

功能：程序啟動(dòng)后，小燈間隔1秒閃爍，始終循環(huán)。

警燈控制程序

3.2 避 障

教學(xué)目標(biāo)：，馬達(dá)圖標(biāo)與時(shí)間等待圖標(biāo)，完成“碰碰車”控制的編程。教學(xué)重點(diǎn)：馬達(dá)圖標(biāo)與設(shè)置，時(shí)間等待圖標(biāo)與設(shè)置。

教學(xué)準(zhǔn)備：ROBOLAB軟件，樂高結(jié)木，RCX一個(gè)，馬達(dá)二個(gè)，觸感一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：硬件配置與ROBOLAB編程 教學(xué)內(nèi)容與過程： 學(xué)習(xí)內(nèi)容：

馬達(dá)圖標(biāo)與設(shè)置，時(shí)間等待圖標(biāo)與設(shè)置。

“碰碰車”控制程序

功能：小車向前運(yùn)行，遇到障礙，先后退0.2秒,再轉(zhuǎn)彎0.5秒,然后繼續(xù)前進(jìn)

“碰碰車”控制程序

3.3 自尋跡

教學(xué)目標(biāo)：學(xué)習(xí)光感的應(yīng)用，選擇結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，完成“沿黑線走”控制的編程。教學(xué)重點(diǎn)：選擇結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

教學(xué)準(zhǔn)備：ROBOLAB軟件，樂高結(jié)木，RCX一個(gè)，馬達(dá)二個(gè)，光感一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：硬件配置與ROBOLAB編程 教學(xué)內(nèi)容與過程： 學(xué)習(xí)內(nèi)容：

光感的應(yīng)用，選擇結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。

“沿黑線走”控制程序。

功能：小車自動(dòng)沿黑線行駛，但不會(huì)停止。

“沿黑線走”控制程序

3.4 秒 表

教學(xué)目標(biāo)：學(xué)習(xí)計(jì)時(shí)器、顯示屏、容器、清零，完成“秒表”控制的編程。教學(xué)重點(diǎn)：計(jì)時(shí)器、顯示屏、容器、清零圖標(biāo)的應(yīng)用。教學(xué)準(zhǔn)備：ROBOLAB軟件，RCXG一個(gè)，觸感一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：硬件配置與ROBOLAB編程 教學(xué)內(nèi)容與過程：

計(jì)時(shí)器、顯示屏、容器、清零圖標(biāo)的應(yīng)用。

秒表控制程序

功能：按鈕按下，開始計(jì)時(shí)，顯示屏以0.1秒累加，再次按下，時(shí)間值固定。

3.5 兩地控制

教學(xué)目標(biāo)：學(xué)習(xí)容器清零，選擇結(jié)構(gòu)嵌套，完成“二個(gè)按鈕控制一個(gè)燈”的編程。教學(xué)重點(diǎn)：選擇結(jié)構(gòu)嵌套

教學(xué)準(zhǔn)備：ROBOLAB軟件，RCX一個(gè)，小燈一個(gè)，觸感二個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：硬件配置與ROBOLAB編程 教學(xué)內(nèi)容與過程：

容器清零，選擇結(jié)構(gòu)嵌套。

“二個(gè)按鈕控制一個(gè)燈”的程序

功能：兩個(gè)按鈕均可獨(dú)立控制一個(gè)小燈。

3.6 判粗細(xì)

教學(xué)目標(biāo)：會(huì)計(jì)算機(jī)器人經(jīng)過某段距離的時(shí)間，完成“判斷黑線粗細(xì)”的編程。教學(xué)重點(diǎn)：怎樣判定過了一段路程。

教學(xué)準(zhǔn)備：ROBOLAB軟件，樂高結(jié)木，RCX一個(gè)，光感一個(gè)，場(chǎng)地一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：硬件配置與ROBOLAB編程 教學(xué)內(nèi)容與過程：

確定經(jīng)過一段黑線的時(shí)間程序

“判斷黑線粗細(xì)”的程序

功能：小車前進(jìn)，過細(xì)黑線繼續(xù)前進(jìn)，過粗黑線后小車停止。

場(chǎng)地圖紙

3.7 計(jì)數(shù)與判奇偶

教學(xué)目標(biāo)：學(xué)習(xí)容器的運(yùn)算，容器選擇圖標(biāo)，完成計(jì)數(shù)與判奇偶的編程。教學(xué)重點(diǎn)：容器的運(yùn)算，容器選擇圖標(biāo)。

教學(xué)準(zhǔn)備：ROBOLAB軟件，RCX一個(gè)，樂高結(jié)木，馬達(dá)一個(gè)，光感一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：硬件配置與ROBOLAB編程 教學(xué)內(nèi)容與過程：

機(jī)器人場(chǎng)地與“判粗細(xì)”程序相同

計(jì)數(shù)程序

功能：小車前進(jìn)，過粗黑線后小車停止，顯示經(jīng)過的細(xì)黑線數(shù)目。

判奇偶程序

功能：小車前進(jìn)，過粗黑線后小車停止，若經(jīng)過的細(xì)黑線數(shù)目為奇數(shù)，機(jī)器人會(huì)亮一個(gè)燈。否則，若經(jīng)過的細(xì)黑線數(shù)目為偶數(shù)，會(huì)亮兩個(gè)燈。

3.8 多任務(wù) 教學(xué)目標(biāo)：學(xué)習(xí)多任務(wù)編程、音階圖標(biāo)，完成“邊走邊唱歌”的編程。教學(xué)重點(diǎn)：多任務(wù)編程

教學(xué)準(zhǔn)備：ROBOLAB軟件，RCX一個(gè)，樂高結(jié)木，馬達(dá)二個(gè)，光感一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：硬件配置與ROBOLAB編程 教學(xué)內(nèi)容與過程：

多任務(wù)“邊沿黑線走邊唱歌”的程序

3.9 事件控制

教學(xué)目標(biāo)：學(xué)習(xí)事件控制應(yīng)用、完成“任意時(shí)刻停止沿黑線走”控制的編程。教學(xué)重點(diǎn)：事件控制應(yīng)用

教學(xué)準(zhǔn)備：ROBOLAB軟件，RCX一個(gè)，觸感一個(gè)，馬達(dá)二個(gè)，光感一個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：硬件配置與ROBOLAB編程 教學(xué)內(nèi)容與過程：

“任意時(shí)刻停止沿黑線走”程序

3.10 無線通信 教學(xué)目標(biāo)：學(xué)習(xí)無線通信應(yīng)用、完成“雙胞胎小車”控制的編程。教學(xué)重點(diǎn)：順序結(jié)構(gòu)與絕對(duì)跳轉(zhuǎn)指令

教學(xué)準(zhǔn)備：ROBOLAB軟件，RCX二個(gè)，樂高結(jié)木，馬達(dá)一個(gè)，角感二個(gè)。教時(shí)：1課時(shí)

課堂練習(xí)：硬件配置與ROBOLAB編程 教學(xué)內(nèi)容與過程：

“雙胞胎小車”程序

“發(fā)信小車”程序

“收信小車”程序

第四篇：選修課論文納米機(jī)器人

納米機(jī)器人

-------治療目前醫(yī)學(xué)無法治愈的疾病

一、納米技術(shù)的含義

.所謂納米技術(shù)，是指在0.1~100納米的尺度里，研究電子、原子和分子內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特性的一項(xiàng)嶄新技術(shù)。科學(xué)家們?cè)谘芯课镔|(zhì)構(gòu)成的過程中，發(fā)現(xiàn)在納米尺度下隔離出來的幾個(gè)、幾十個(gè)可數(shù)原子或分子，顯著地表現(xiàn)出許多新的特性，而利用這些特性制造具有特定功能設(shè)備的技術(shù)，就稱為納米技術(shù)。

納米技術(shù)與微電子技術(shù)的主要區(qū)別是：納米技術(shù)研究的是以控制單個(gè)原子、分子來實(shí)現(xiàn)設(shè)備特定的功能，是利用電子的波動(dòng)性來工作的；而微電子技術(shù)則主要通過控制電子群體來實(shí)現(xiàn)其功能，是利用電子的粒子性來工作的。人們研究和開發(fā)納米技術(shù)的目的，就是要實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)微觀世界的有效控制。

納米技術(shù)是一門交叉性很強(qiáng)的綜合學(xué)科，研究的內(nèi)容涉及現(xiàn)代科技的廣闊領(lǐng)域。1993年，國際納米科技指導(dǎo)委員會(huì)將納米技術(shù)劃分為納米電子學(xué)、納米物理學(xué)、納米化學(xué)、納米生物學(xué)、納米加工學(xué)和納米計(jì)量學(xué)等6個(gè)分支學(xué)科。其中，納米物理學(xué)和納米化學(xué)是納米技術(shù)的理論基礎(chǔ)，而納米電子學(xué)是納米技術(shù)最重要的內(nèi)容。

納米是一個(gè)微小的長(zhǎng)度單位，1納米等于10億分之一米。根頭發(fā)絲有7萬到8萬納米。納米技術(shù)這個(gè)詞匯出現(xiàn)在1974年。納米科學(xué)、納米技術(shù)是在 0。10到100納米尺度的空間內(nèi)研究電子、原子和分子運(yùn)動(dòng)規(guī)律及特性。納米材料是納米技術(shù)的重要的組成部分，也是國際上競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。碳納米管自從 1991年被發(fā)現(xiàn)以來，就一直被譽(yù)為未來的材料。碳納米管在強(qiáng)度上大約比鋼強(qiáng)100倍，其傳熱性能優(yōu)于所有已知的其它材料。碳納米管具有良好的導(dǎo)電性，在常溫下導(dǎo)電時(shí)，幾乎不產(chǎn)生電阻。納米陶瓷材料在1600攝氏度高溫下能像橡皮泥那樣柔軟，在室溫下也能自由彎曲。從1998年世界上第一只納米晶體管制成，到1999年100納米芯片問世，使20世紀(jì)最后10年世界上出現(xiàn)的“納米熱”進(jìn)一步升溫。

(注：該部分內(nèi)容參考百度文庫)

二、納米應(yīng)用領(lǐng)域

經(jīng)過以上介紹想必對(duì)于納米會(huì)有初步了解了，下面再介紹一下目前納米技術(shù)發(fā)展的領(lǐng)域?，F(xiàn)在納米技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛，涉及陶瓷領(lǐng)域、微電子領(lǐng)域、生物工程、光電領(lǐng)域、化工領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、分子組裝方面。

1、所謂納米陶瓷，是指顯微結(jié)構(gòu)中的物相具有納米級(jí)尺度的陶瓷材料，也就是說晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在納米量級(jí)的水平上。要制備納米陶瓷，這就需要解決：粉體尺寸形貌和粒徑分布的控制，團(tuán)聚體的控制和分散。塊體形態(tài)、缺陷、粗糙度以及成分的控制。

2、納米電子學(xué)是納米技術(shù)的重要組成部分，其主要思想是基于納米粒子的量子效應(yīng)來設(shè)計(jì)并制備納米量子器件，它包括納米有序（無序）陣列體系、納米微粒與微孔固體組裝體系、納米超結(jié)構(gòu)組裝體系。納米電子學(xué)的最終目標(biāo)是將集成電路進(jìn)一步減小，研制出由單原子或單分子構(gòu)成的在室溫能使用的各種器件。3,、眾所周知，分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)不變的最小單位。生物分子是很好的信息處理材料，每一個(gè)生物大分子本身就是一個(gè)微型處理器，分子在運(yùn)動(dòng)過程中以可預(yù)測(cè)方式進(jìn)行狀態(tài)變化，其原理類似于計(jì)算機(jī)的邏輯開關(guān)，利用該特性并結(jié)合納米技術(shù)，可以此來設(shè)計(jì)量子計(jì)算機(jī)。美國南加州大學(xué)的Adelman博士等應(yīng)用基于DNA分子計(jì)算技術(shù)的生物實(shí)驗(yàn)方法，有效地解決了目前計(jì)算機(jī)無法解決的問題-“哈密頓路徑問題”，使人們對(duì)生物材料的信息處理功能和生物分子的計(jì)算技術(shù)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

4、納米技術(shù)的發(fā)展，使微電子和光電子的結(jié)合更加緊密，在光電信息傳輸、存貯、處理、運(yùn)算和顯示等方面，使光電器件的性能大大提高。將納米技術(shù)用于現(xiàn)有雷達(dá)信息處理上，可使其能力提高10倍至幾百倍，甚至可以將超高分辨率納米孔徑雷達(dá)放到衛(wèi)星上進(jìn)行高精度的對(duì)地偵察。但是要獲取高分辨率圖像，就必需先進(jìn)的數(shù)字信息處理技術(shù)?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，將光調(diào)制器和光探測(cè)器結(jié)合在一起的量子阱自電光效應(yīng)器件，將為實(shí)現(xiàn)光學(xué)高速數(shù)學(xué)運(yùn)算提供可能。

5、納米粒子作為光催化劑，有著許多優(yōu)點(diǎn)。首先是粒徑小，比表面積大,光催化效率高。另外，納米粒子生成的電子、空穴在到達(dá)表面之前，大部分不會(huì)重新結(jié)合。因此，電子、空穴能夠到達(dá)表面的數(shù)量多，則化學(xué)反應(yīng)活性高。其次，納米粒子分散在介質(zhì)中往往具有透明性，容易運(yùn)用光學(xué)手段和方法來觀察界面間的電荷轉(zhuǎn)移、質(zhì)子轉(zhuǎn)移、半導(dǎo)體能級(jí)結(jié)構(gòu)與表面態(tài)密度的影響。目前，工業(yè)上利用納米二氧化鈦-三氧化二鐵作光催化劑，用于廢水處理（含SO32-或 Cr2O72-體系），已經(jīng)取得了很好的效果。

6、隨著納米技術(shù)的發(fā)展，在醫(yī)學(xué)上該技術(shù)也開始嶄露頭腳。研究人員發(fā)現(xiàn)，生物體內(nèi)的RNA蛋白質(zhì)復(fù)合體，其線度在15~20nm之間，并且生物體內(nèi)的多種病毒，也是納米粒子。10nm以下的粒子比血液中的紅血球還要小，因而可以在血管中自由流動(dòng)。如果將超微粒子注入到血液中，輸送到人體的各個(gè)部位，作為監(jiān)測(cè)和診斷疾病的手段。科研人員已經(jīng)成功利用納米 SiO2 微粒進(jìn)行了細(xì)胞分離，用金的納米粒子進(jìn)行定位病變治療，以減少副作用等。另外，利用納米顆粒作為載體的病毒誘導(dǎo)物已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展，現(xiàn)在已用于臨床動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，估計(jì)不久的將來即可服務(wù)于人類。

7、納米技術(shù)的發(fā)展，大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)發(fā)展階段：在實(shí)驗(yàn)室探索用各種手段制備各種納米微粒，合成塊體。研究評(píng)估表征的方法，并探索納米材料不同于常規(guī)材料的特殊性能。利用納米材料已挖掘出來的奇特的物理、化學(xué)和力學(xué)性能，設(shè)計(jì)納米復(fù)合材料。目前主要是進(jìn)行納米組裝體系、人工組裝合成納米結(jié)構(gòu)材料的研究。雖然已經(jīng)取得了許多重要成果，但納米級(jí)微粒的尺寸大小及均勻程度的控制仍然是一大難關(guān)。如何合成具有特定尺寸，并且粒度均勻分布無團(tuán)聚的納米材料，一直是科研工作者努力解決的問題。目前，納米技術(shù)深入到了對(duì)單原子的操縱，通過利用軟化學(xué)與主客體模板化學(xué)，超分子化學(xué)相結(jié)合的技術(shù)，正在成為組裝與剪裁，實(shí)現(xiàn)分子手術(shù)的主要手段?？茖W(xué)家們?cè)O(shè)想能夠設(shè)計(jì)出一種在納米量級(jí)上尺寸一定的模型，使納米顆粒能在該模型內(nèi)生成并穩(wěn)定存在，則可以控制納米粒子的尺寸大小并防止團(tuán)聚的發(fā)生。可見納米技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)融入到生活很多領(lǐng)域了，接下來我就要說一下我想講解的納米機(jī)器人了。

三、納米機(jī)器人

物理學(xué)家總是模擬生物學(xué)原理制作各種靈巧的機(jī)器，這就是仿生學(xué)。仿生學(xué)是生物物理學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科，它按照生物學(xué)原理提出設(shè)計(jì)原型，制造用于特殊目的的“功能器件”。

“納米機(jī)器人”的研制屬于分子仿生學(xué)的范疇，它根據(jù)分子水平的生物學(xué)原理為設(shè)計(jì)原型，設(shè)計(jì)制造可對(duì)納米空間進(jìn)行操作的“功能分子器件”。納米生物學(xué)的近期設(shè)想，是在納米尺度上應(yīng)用生物學(xué)原理，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，研制可編程的分子機(jī)器人，也稱納米機(jī)器人。目前涉及的內(nèi)容可歸納為以下三個(gè)方面：

1、在納米尺度上了解生物大分子的精細(xì)結(jié)構(gòu)及其與功能的聯(lián)系。

2、在納米尺度上獲得生命信息，例如，利用掃描隧道顯微鏡獲取細(xì)胞膜和細(xì)胞表面的結(jié)構(gòu)信息等。

3、納米機(jī)器人的研制。納米機(jī)器人是納米生物學(xué)中最具有誘惑力的內(nèi)容，第一代納米機(jī)器人是生物系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合體，這種納米機(jī)器人可注入人體血管內(nèi)，進(jìn)行健康檢查和疾病治療。還可以用來進(jìn)行人體器官的修復(fù)工作、作整容手術(shù)、從基因中除去有害的ＤＮＡ，或把正常的ＤＮＡ安裝在基因中，使機(jī)體正常運(yùn)行。第二代納米機(jī)器人是直接從原子或分子裝配成具有特定功能的納米尺度的分子裝置，第三代納米機(jī)器人將包含有納米計(jì)算機(jī)，是一種可以進(jìn)行人機(jī)對(duì)話的裝置。這種納米機(jī)器人一旦問世將徹底改變?nèi)祟惖膭趧?dòng)和生活方式。

高中學(xué)生物的時(shí)候，學(xué)到過細(xì)胞的組成成分，細(xì)胞是由細(xì)胞壁、細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)所組成。是細(xì)胞質(zhì)的基本成分，主要含有多種可溶性酶、糖、無機(jī)鹽和水等。細(xì)胞器是分布于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)、具有一定形態(tài)、在細(xì)胞生理活動(dòng)中起重要作用的結(jié)構(gòu)。它包括：線粒體、葉綠體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、內(nèi)網(wǎng)器、高爾基體、溶酶體、微絲、微館、中心粒等。細(xì)胞核，它是由核膜、核骨架、核仁構(gòu)成。就動(dòng)物而說不具有細(xì)胞壁。再說一下靶細(xì)胞，基本含義是某種細(xì)胞成為另外的細(xì)胞或抗體的攻擊目標(biāo)時(shí)，前者就叫做后者的靶細(xì)胞。例如帶有表面抗原的細(xì)胞受到免疫細(xì)胞或特異性抗體的攻擊，它就是該抗原的靶細(xì)胞。能夠接受內(nèi)分泌細(xì)胞分泌激素刺激的器官或細(xì)胞稱為靶器官或靶細(xì)胞。靶細(xì)胞具有與激素特異性結(jié)合的受體。含氮激素的受體位于靶細(xì)胞膜上，類固醇激素的受體位于靶細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，它們通過靶細(xì)胞內(nèi)不同的信號(hào)傳遞系統(tǒng)，作用于細(xì)胞核內(nèi)相應(yīng)的基因，從而調(diào)節(jié)控制該基因的表達(dá)，產(chǎn)生相應(yīng)的功能物質(zhì)。

美國科學(xué)家破解部分病毒進(jìn)入靶細(xì)胞的機(jī)理

美國西北大學(xué)的研究人員破解了一些病毒具有的一種叉狀蛋白的結(jié)構(gòu)，這些病毒正是通過這種結(jié)構(gòu)進(jìn)入細(xì)胞，繼而誘發(fā)感染。這種蛋白被稱為融合蛋白，即F蛋白，首先發(fā)現(xiàn)于副流感病毒5的外表面，在感染細(xì)胞前通過F蛋白可以將病毒的細(xì)胞膜與宿主細(xì)胞膜融合。隨后，病毒細(xì)胞核內(nèi)的遺傳基因便可以進(jìn)入宿主細(xì)胞，進(jìn)行自身的復(fù)制增殖。

我所研究的論題是制造一種納米機(jī)器人，具有細(xì)胞識(shí)別功能的，可作用于特定靶細(xì)胞的，用于解決一些難以治愈的疾病例如糖尿病，腦癱以及癌癥等。首先這種納米機(jī)器人要具備細(xì)胞的基本特征，進(jìn)入人體內(nèi)不會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，帶有特定的功能，能夠起到修復(fù)細(xì)胞和消滅變異細(xì)胞的作用。如美國科學(xué)家所做的一樣，該種納米機(jī)器人細(xì)胞膜上要具有F蛋白，與特定靶細(xì)胞膜進(jìn)行融合，進(jìn)而使納米機(jī)器人內(nèi)部正常的基因進(jìn)入到病變細(xì)胞。拿癌癥舉例，在敘述癌以前,首先對(duì)“腫瘤”加以說明。腫瘤是身體的一部分細(xì)胞與機(jī)體的其他組織生長(zhǎng)不協(xié)調(diào),表現(xiàn)為任意地、無節(jié)制地增殖分裂,增長(zhǎng)成一個(gè)大的組織塊則為腫瘤。腫瘤有良性的又有惡性的。良性腫瘤逐漸增長(zhǎng)時(shí)僅是壓迫周圍組織,而惡性腫瘤除了壓迫以外還可以向周圍浸潤,也就是腫瘤組織不斷侵入周圍組織,這種惡性腫瘤就稱為 “癌”。

癌是怎樣產(chǎn)生的？

學(xué)者們認(rèn)為由起癌物質(zhì)進(jìn)入正常細(xì)胞后和遺傳控制物質(zhì)（如DNA, RNA, Protein）作用后產(chǎn)生的。其作用的結(jié)果可產(chǎn)生兩種效果，一為改變遺傳物質(zhì)的構(gòu)造，使基因產(chǎn)生突變（見基因突變說）；另一為使基因的作用及表現(xiàn)受到改變但不影響到基因的構(gòu)造（見蛋白缺如說，抑制物失效說及癌性基因說）。人為什么會(huì)生癌，什么是癌細(xì)胞？

一個(gè)成人身體大約由近一千萬億個(gè)細(xì)胞組成。細(xì)胞的種類非常多，可是個(gè)個(gè)識(shí)大體，顧大局，有分工，有合作，工作起來循規(guī)蹈矩，所以，把人體比作一個(gè)“細(xì)胞國家”，那是再形象不過的了?！凹?xì)胞國家”有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些不安定分子，在“教唆犯”的作用下，起來“造反”，不服從整體，自由主義泛濫，大搞特權(quán)，另立門戶，嚴(yán)重危脅著“國家”的安全。這些不安全的分子就是癌細(xì)胞.癌細(xì)胞是怎樣產(chǎn)生的呢？誰是“教唆犯”呢？科學(xué)家們一百多年的研究認(rèn)為病毒、霉菌、射線、化學(xué)致癌劑等是癌細(xì)胞的“教唆犯”。人體細(xì)胞的代謝可使它們變?yōu)槿菀着判沟膹U物，被排出體外，但也可能在酶的生物轉(zhuǎn)化作用下，使它們變成能直接引起細(xì)胞遺傳物質(zhì)DNA突變的最終致癌物。這僅是癌形成過程的第一階段，只需幾秒鐘至幾小時(shí)。第二階段，最終致癌物質(zhì)作用于細(xì)胞。如經(jīng)DNA修復(fù)有缺陷，DNA就發(fā)生突變，改變遺傳的性能。當(dāng)細(xì)胞分裂繁殖時(shí)，下一代子細(xì)胞接受了錯(cuò)誤的信息，形態(tài)就發(fā)生了變化，成為癌細(xì)胞，又慢慢地發(fā)展成癌細(xì)胞集團(tuán)。當(dāng)它變成臨床上能察見的癌時(shí)，雖然開始只有一個(gè)火柴頭那么大，但已包含了三千萬個(gè)癌細(xì)胞。第二階段則相當(dāng)長(zhǎng)，大約需要15到30年。由于癌的潛伏期長(zhǎng)。所以癌癥病人以老年人為多。

什么是癌細(xì)胞？癌細(xì)胞的特征前已說過，癌癥是人體在各種致癌因素的作用下，局部組織細(xì)胞異常增生而形成的新生物。不用說，癌細(xì)胞是由正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化而來。而正常細(xì)胞一旦轉(zhuǎn)變成癌細(xì)胞就獲得了強(qiáng)大的生命力，并且有獨(dú)特生物學(xué)特征和行為。首先，癌細(xì)胞不斷增殖，這種增殖不受身體內(nèi)部調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的控制，更不是身體所必需。我們知道，人體正常細(xì)胞有一個(gè)生長(zhǎng)、繁殖、衰老和死亡的過程。老化的細(xì)胞死亡之后就會(huì)有新的細(xì)胞來取代它，以維持身體組織、器官的正常功能。故人體絕大部分細(xì)胞都可以增殖。但是，正常細(xì)胞的增殖是有限度的，身體內(nèi)部會(huì)自我控制。如外后細(xì)胞即開始繁殖，但當(dāng)傷口愈合后，在身體內(nèi)部調(diào)節(jié)因素作用下，馬上停止。而癌細(xì)胞則不然，可以無止境地增生，直到人身死亡。第二，癌細(xì)胞由于不能成熟（即分化障礙），故不具備對(duì)身體有任何益處功能，常常是“成事不足，敗事有余”。例如白血病，血液中出現(xiàn)大量的幼稚白細(xì)胞，但這些細(xì)胞不像通常白細(xì)胞那樣，能抵抗入侵身體的細(xì)菌和病毒，相反，由于無休止地增殖而消耗大量的養(yǎng)分。另外，有的癌癥卻表現(xiàn)出不具備的功能，后者與整體功能極協(xié)調(diào)。如肺臟，并不是內(nèi)分泌器官，但肺癌卻能產(chǎn)生促腎上腺皮質(zhì)激素，這些非常器官非常時(shí)期分泌的激素，嚴(yán)重地?cái)_亂了正常生命活動(dòng)和秩序，從而出現(xiàn)一系列病態(tài)。第三，癌細(xì)胞無孔不鉆，無處不到。癌細(xì)胞大多呈侵襲性生長(zhǎng)，破壞附近組織、器官的正常結(jié)構(gòu)和功能，造成不同程度的功能障礙。癌細(xì)胞非常好動(dòng)，會(huì)從一個(gè)地方跑到另一地方（即轉(zhuǎn)移），并繼續(xù)生長(zhǎng)繁殖，形成新的癌瘤（轉(zhuǎn)移癌灶），對(duì)身體造成更嚴(yán)重的危害，也大大地增加了治療難度，是癌癥病人死亡的主要原因之一。

（注：癌細(xì)胞介紹出自阿里醫(yī)藥）所以納米機(jī)器人的作用就是直接消滅或吞噬掉或修復(fù)破損細(xì)胞，像癌細(xì)胞這種已經(jīng)病變的細(xì)胞，納米機(jī)器人的作用就是消滅癌細(xì)胞，具有特定細(xì)胞識(shí)別功能，進(jìn)入人體后，找到病變細(xì)胞，進(jìn)行細(xì)胞融合后將納米機(jī)器人內(nèi)部所帶的消滅癌細(xì)胞的物質(zhì)注入，直接殺死癌細(xì)胞。采用這種方法可以直接消滅癌細(xì)胞，最終達(dá)到治愈的目的。但是這里又面臨一個(gè)問題，一個(gè)納米機(jī)器人只作用一個(gè)細(xì)胞這個(gè)需要的成本太高，需要制造出的納米機(jī)器人在進(jìn)行細(xì)胞融合后還可以進(jìn)行細(xì)胞分裂，再將自己分裂出去，作用于下一個(gè)病變細(xì)胞。為了不會(huì)對(duì)身體產(chǎn)生影響，納米機(jī)器人需要在一定時(shí)間內(nèi)如十二小時(shí)候自行分解，這要求其內(nèi)部帶有溶酶體，再一定條件下激發(fā)，自己分解。同樣可以制造出治療各種身體內(nèi)部疾病的納米機(jī)器人。

我認(rèn)為納米機(jī)器人的研發(fā)將會(huì)成為人類的有一個(gè)里程碑。

第五篇：用LEGO開機(jī)器人選修課

用LEGO開機(jī)器人選修課－北京市順義區(qū)牛欄山第一中學(xué)

simbel 發(fā)表于 2008-6-13 9:16:00

摘要：我們經(jīng)過幾年的探索實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)用LEGO機(jī)器人開選修課在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手、動(dòng)腦、創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)精神等具有非常獨(dú)特的效果。我校為市屬重點(diǎn)高中，具備開設(shè)機(jī)器人選修課的軟硬件條件，現(xiàn)已經(jīng)把LEGO機(jī)器人選修課納入高一機(jī)器人模塊校本課程中。本文主要介紹了我校開設(shè)機(jī)器人選修課的課程設(shè)置和實(shí)踐教學(xué)情況。

關(guān)鍵字：LEGO開機(jī)器人、選修課、校本課程

隨著2007年高一新課程教學(xué)的全面展開，模塊教學(xué)開始實(shí)施，我校在具備軟硬件條件和經(jīng)過幾年的實(shí)踐探索之后，用LEGO開機(jī)器人選修課被納入高一機(jī)器人模塊校本課程中。下面向大家簡(jiǎn)單介紹我校機(jī)器人課程的開設(shè)情況，與大家分享。

一、為什么選擇樂高

我校選擇LEGO教育機(jī)器人作為課程使用的材料，有以下幾點(diǎn)理由： 1．安全

我認(rèn)為這是很重要的特點(diǎn)，安全總該放在第一位的，尤其是在學(xué)校教學(xué)當(dāng)中。使用LEGO上課時(shí)，不需要電烙鐵，不需要螺絲刀，不需要鉗子，這使得學(xué)生在課堂上可以用百分之百的精力來玩，而不必注意安全問題。2． 易用

LEGO機(jī)器人的制做都是徒手進(jìn)行的，不需要借助其他任何工具。這一點(diǎn)使它非常容易被學(xué)生們接受，學(xué)生活動(dòng)時(shí)可以很輕松的上手。學(xué)生們用它來實(shí)現(xiàn)一個(gè)設(shè)計(jì)可以只用很短的時(shí)間，這對(duì)于一節(jié)課45分鐘來說是很有利的，學(xué)生在更改設(shè)計(jì)時(shí)從拆到裝也可以在很短時(shí)間完成，這是學(xué)生們很快就可以看到他們的設(shè)計(jì)成果，對(duì)他們自己的設(shè)想能在很短時(shí)間得到反饋，這對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)來說是很重要的。

同時(shí)也在很大程度上減輕了教師教學(xué)的負(fù)擔(dān)。

編程方面ROBOLAB圖形化的編程軟件，學(xué)生們只用十分鐘可以很輕松的上手。我們沒選擇文本式的NQC來教學(xué)，ROBOLAB就可以使機(jī)器人“活起來”，干嗎還要學(xué)生去背那一大堆文本式的命令呢？并且對(duì)學(xué)生圖形化的思維方式也是一種訓(xùn)練，使學(xué)生更關(guān)注程序中的邏輯關(guān)系。3．

耐用

從2003年我校購買第一套LEGO9794套裝，到現(xiàn)在我校又購進(jìn)了30套，除有一兩根導(dǎo)線壞的，馬達(dá)有兩個(gè)學(xué)生摔壞的，還沒有其他影響到上課的損壞問題。我認(rèn)為，對(duì)大面積開設(shè)課程來說，這一點(diǎn)是很重要的。不然十多個(gè)班幾百個(gè)學(xué)生在用，每節(jié)課壞一根導(dǎo)線，用不了一周這課就開不下去了，修都修不過來。

二、課程介紹 基本情況：

本學(xué)年我校機(jī)器人可開設(shè)在高一年級(jí)，共16個(gè)班，每班45人左右，每周一節(jié)課，每節(jié)課45分鐘。學(xué)生們共用15套LEGO9794機(jī)器人套裝。

=512){this.resized = true;this.width=512} else { this.resized = false;}“ border=0 resized=”true“> 使用自編的機(jī)器人校本教材，內(nèi)容包括：ROBOLAB編程、機(jī)械原理、機(jī)械結(jié)構(gòu)搭建技巧等，主要作為學(xué)生自學(xué)輔導(dǎo)用書。課堂上主要采用學(xué)生自主活動(dòng)的模式。教師教得很少，主要是學(xué)生自己來編程、制做和自學(xué)。評(píng)價(jià)方法：

學(xué)生在講臺(tái)進(jìn)行展示（表達(dá)能力的訓(xùn)練），然后教師與全體學(xué)生評(píng)分。評(píng)分組成：

自我評(píng)價(jià)2分

其他學(xué)生評(píng)價(jià)5分

教師評(píng)價(jià)+/-2分

總分為最后得分

根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)我制定了新學(xué)年的機(jī)器人課程計(jì)劃：

2007-2008機(jī)器人課課程計(jì)劃

時(shí)間安排

2007-2008學(xué)第一學(xué)期

每周1節(jié)，每月4節(jié)，一學(xué)期16節(jié)

主要內(nèi)容

1．單片機(jī)有關(guān)知識(shí) 2．編程 3．機(jī)械結(jié)構(gòu) 4．傳感器 5．人文素養(yǎng)

內(nèi)容簡(jiǎn)介 第一學(xué)期

緒論

分類整理器材 3

第一個(gè)機(jī)器人 4

單片機(jī)

5+6

編程基礎(chǔ)

（一）7

自由練習(xí)

機(jī)械結(jié)構(gòu)

（一）9

牛津劍橋科學(xué)百科 10

搭建練習(xí)創(chuàng)意發(fā)揮 11

爬坡比賽準(zhǔn)備 12

比賽

8字繞障礙賽準(zhǔn)備 14

比賽及總結(jié) 15+16

期末考試

第二學(xué)期

影片“I Robot” 18

復(fù)習(xí)及傳感器簡(jiǎn)介 19

光電傳感器使用練習(xí)20

編程

（二）21

機(jī)械結(jié)構(gòu)

（二）搭建機(jī)械手或腿式結(jié)構(gòu)練習(xí)23 +24

運(yùn)輸機(jī)器人 25+26

創(chuàng)意發(fā)揮

27+28

數(shù)據(jù)采集初步，光值分析 29

勻速直線運(yùn)動(dòng)測(cè)試 30

勻變速直線運(yùn)動(dòng)測(cè)試 31+32

期末考試

下面簡(jiǎn)單介紹一下，計(jì)劃中的內(nèi)容如何實(shí)施。根據(jù)學(xué)生情況，我認(rèn)為要把機(jī)械結(jié)構(gòu)放在課程的主要位置。不應(yīng)太強(qiáng)調(diào)編程。第一學(xué)期

1.緒論:講課堂守則，然后觀看影片“機(jī)器人時(shí)代”，學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí)。2.分類整理器材：使學(xué)生了解將要使用的器材

3.第一個(gè)機(jī)器人：按照LEGO9794套裝中搭建手冊(cè)上16-27頁的步驟，制作機(jī)器人，提高興趣，練習(xí)器材的使用

4.單片機(jī)：課前教師準(zhǔn)備有關(guān)資料，學(xué)生在課堂自學(xué) 5+6.編程基礎(chǔ)

（一）：了解各種編程軟件，學(xué)會(huì)ROBOLAB的基本操作，簡(jiǎn)單編程，控制RCX和馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)

7.自由練習(xí)：自由練習(xí)ROBOLAB簡(jiǎn)單編程和機(jī)器人的簡(jiǎn)單控制，提高興趣 8.機(jī)械結(jié)構(gòu)

（一）：通過幻燈了解各種簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，并練習(xí)搭建，結(jié)合課本，搭建并了解如齒輪、皮帶、蝸輪等等搭建方法和傳動(dòng)特點(diǎn)

9.牛津劍橋科學(xué)百科：學(xué)習(xí)“牛津劍橋科學(xué)百科”軟件的使用方法；自學(xué)各種物品的結(jié)構(gòu)等；搭建一兩個(gè)物品模型；向大家展示作品

10.搭建練習(xí)創(chuàng)意發(fā)揮：自由制作任意東西，向大家展示作品 11.爬坡比賽準(zhǔn)備：制作爬坡機(jī)器人，練習(xí)制作和調(diào)試

12.比賽：機(jī)器人爬坡比賽；提高活動(dòng)興趣，培養(yǎng)遵守規(guī)則的素養(yǎng)，通過理論知識(shí)的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，通過比賽，分享各種結(jié)構(gòu)搭建方法

13.“8”字繞障礙賽準(zhǔn)備：機(jī)器人“8”字繞障礙賽準(zhǔn)備：機(jī)器人設(shè)計(jì)制作和編程調(diào)試

14.比賽及總結(jié)：機(jī)器人“8”字繞障礙賽；優(yōu)勝小組展示講解機(jī)器人和程序；學(xué)生和教師總結(jié)兩次比賽的收獲

15+16.期末考試：學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)意，設(shè)計(jì)制作機(jī)器人或其他有創(chuàng)意的作品；考察通過這一學(xué)期的學(xué)期，學(xué)生的收獲

第二學(xué)期

17.影片“I Robot”：通過觀看影片“I Robot”，引起學(xué)生對(duì)機(jī)器人與人類的關(guān)系的思考 18.復(fù)習(xí)及傳感器簡(jiǎn)介：復(fù)習(xí)編程基本知識(shí)和練習(xí)；閱讀傳感器電子書，自學(xué)傳感器的基本知識(shí)

19．光電傳感器使用練習(xí)：學(xué)習(xí)光電傳感器的工作原理；練習(xí)使用光電傳感器檢測(cè)光值；練習(xí)編程，用光電傳感器和RCX控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng) 20．編程

（二）：學(xué)會(huì)用光電傳感器和RCX控制機(jī)器人，沿黑線走的方法；學(xué)習(xí)帶有分支結(jié)構(gòu)的編程；重要的是在調(diào)試過程中學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)問題，科學(xué)地描述問題，然后想辦法解決問題；嘗試發(fā)現(xiàn)問題，猜想/假設(shè)，改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)，再發(fā)現(xiàn)問題??的過程 21．機(jī)械結(jié)構(gòu)

（二）：閱讀和自學(xué)機(jī)械圖冊(cè)電子書，了解較復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)；嘗試搭建一些較簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的模型；向同學(xué)展示和解說該結(jié)構(gòu)如何工作

22．搭建機(jī)械手或腿式結(jié)構(gòu)練習(xí)：觀看機(jī)械手和腿式結(jié)構(gòu)的示例；嘗試制作機(jī)械手或腿式結(jié)構(gòu)；試驗(yàn)如何用馬達(dá)作動(dòng)力源，使它們工作

23+24.運(yùn)輸機(jī)器人：制作機(jī)器人通過黑線做的迷宮，用機(jī)械手把可樂罐從一處運(yùn)到另一處；提高編程和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力；提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力

25+26.創(chuàng)意發(fā)揮：自主活動(dòng)設(shè)計(jì)制作；給學(xué)生發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力的時(shí)間；提高自主活動(dòng)能力

27+28.數(shù)據(jù)采集初步，光值分析：學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的用傳感器和微電腦采集數(shù)據(jù)；學(xué)習(xí)用計(jì)算機(jī)軟件處理和分析簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)；練習(xí)用光電傳感器和微電腦采集一塊雜色之上光值數(shù)據(jù)；練習(xí)用計(jì)算機(jī)軟件處理和分析簡(jiǎn)單所得到的數(shù)據(jù)

29.勻速直線運(yùn)動(dòng)測(cè)試：設(shè)計(jì)制作一輛馬達(dá)驅(qū)動(dòng)小車；用角度傳感器和RCX檢測(cè)車的運(yùn)動(dòng)速度；通過數(shù)據(jù)分析車的運(yùn)動(dòng)情況

30.勻變速直線運(yùn)動(dòng)測(cè)試：提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力；提高數(shù)據(jù)分析能力；提高理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力

31+32.期末考試：綜合考察一學(xué)年來學(xué)生們的收獲；發(fā)揮創(chuàng)意，設(shè)計(jì)制作一件任意的東西 =512){this.resized = true;this.width=512} else { this.resized = false;}” border=0 resized=“false”> 目前我們正在進(jìn)行第一學(xué)期的教學(xué)，在高一校本課程教學(xué)中我們還在不斷的探索中，正在繼續(xù)努力完善這個(gè)課程，很高興與大家分享。