乐高教育WeDo 2.0 核心套装

月球基地

为一个在月球上建造基地的机器人设计一个解决方案。

120+分钟
中级
年级 3-5
moon-and-earth

1. 规划教学顺序

15-30分钟

• 阅读实验内容和相关的“教师助手”材料。
• 确定要如何介绍实验。您可以使用实验中提供的视频,也可以使用您自己的材料。
• 确定实验的最终结果。例如,确定学生最终要展示的参数以及学生的记录中应包含的特定元素。

2. 探究阶段

10-45分钟

moon-and-earth

介绍主题: 使用视频或是您自己的材料

月球是地球的天然卫星,是太空中我们可以到达的最近的地方。在月球、火星或其他星球建立基地是人类对太空的一种探索。人类已经登上了月球,一些挑战已经有了相应的解决方案。但是要在月球上建立基地,还必须解决其他挑战。例如,在太空中移动物体就是其中的一项挑战。

人们使用火箭将人和物资送入太空。为了便于宇航员在太空中执行任务,人们发明了功能各异的机器人。例如,可以为机器人编程,使它们自己移动或抓取物体。月球上使用的机器人在地球上进行设计,经过测试和调整之后,再送入太空。

小组讨论问题
1.如何将东西送往月球?
可以使用火箭将物体送往月球或是其他地方。
2.如何在月球着陆?
人们发明了很多安全着陆方法,例如降落伞、气球和火箭。月球的大气层非常稀薄,因此降落伞并不是很好的解决方案。通常使用火箭。
3.在月球上建造基地有哪些好的方法?
通常使用机器人来执行那些对人类来说非常危险的任务。

3. 创建和测试阶段

40-60分钟

組み立てとプログラミング
学生要搭建一个可以行进和转向的机器人,然后为机器人编程,使其可以在平面上移动。

学生可以使用小的模块进行收集,或是自行搭建。

该程序应当可以使学生了解机器人的行为。应给学生一些时间,让他们熟悉机器人的动作,并进行探究和修改。

要控制机器人的行动,应理解马达功率和时间之间的关系。例如,如果时间保持不变,将功率等级设置为 10,则机器人行进的距离要比功率为 4 的时候远。

lunar-program

学生搭建此模型时应注意的一些元素包括:
• 前轮胎要大于后轮胎
• 马达的电线不得对机构造成干扰
• 轮胎应正确安装到轮毂上

小组搭建
如果有额外的设备,可以让小组中的每名学生搭建机器人的一部分,从而缩短搭建时间:
• 学生 A 可以进行第 1 步到第 23 步的搭建
• 学生 B 可以进行第 24 到第 41 步的搭建

计划和尝试解决方案:

• 确定机器人到达第一个月球基地模块的行进路线。
• 为机器人编程,使它移动到第一个模块。

测试并修改你的解决方案:

• 规划机器人到达第一个和第二个月球基地模块的行进路线。
• 规划机器人到达最终位置的行进路线。
• 为机器人编程,使它按以下路线移动。

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4. 分享阶段

45分钟

学生应花一些时间整理自己在整个实验过程中收集的信息。

根据您侧重的技能,可以让每个小组或每名学生提供以下一项或多项内容:
• 一份方案草图(分解)
• 一段机器人收集月球模块的视频(评估)
• 一段他们解释自己解决方案的视频(抽象化)
• 程序链的截屏(算法思维)
• 对程序的解释(算法思维)
• 他们在实验期间执行的一些测试的图片和解释(评估)

组织一堂课,让每个小组展示自己的解决方案。

5. 差异化

可以增加下列一项或多项要求,使实验更具挑战性:
• 使用两个以上的模块
• 必须在一分钟内走完路线
• 机器人在整个行进路线中只能向右转 90 度

可以构想下列与数学相关的问题:
• 有两个模块在月球上完美着陆。另外两个模块在一条与前两个模块平行的线上着陆。确定这些模块的着陆位置,并为机器人编程,使它捡起这些模块。
• 两个模块着陆后,彼此之间的距离为 20 厘米。另外两个模块着陆后,四个模块形成一个周长小于 60 厘米的矩形。确定这些模块的着陆位置,并为机器人编程,使它捡起这些模块。
• 需要由两个不同的机器人捡起这四个模块,但是它们必须同时抵达基地。
• 让学生自己搭建模块并设计与在月球上建造基地有关的任务。

教师支持

学生们将会学习:
• 探究我们为什么要在月球上建造基地,以及如何建造
• 制作一个机器人并为其编程,使它可以在月球表面移动
• 在特定位置搭建月球基地来测试你的程序
• 与别人分享你的程序和创意是如何成功完成这项任务的

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