《樂高實(shí)驗(yàn)室》課件依據(jù)《Roblab2.5編程指南》制作而成,用于機(jī)器人教學(xué),是一個(gè)仿真實(shí)驗(yàn)型的研究性學(xué)習(xí)類課件。
● 課件特色與亮點(diǎn)
◇強(qiáng)仿真:課件搭建了一個(gè)交互式虛擬樂高機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái),可模擬樂高機(jī)器人活動(dòng)中的搭建、編程、調(diào)試等過程。
◇大容量:課件涵蓋了樂高機(jī)器人活動(dòng)中從初識(shí)Roblab到導(dǎo)航者級(jí)別、發(fā)明家級(jí)別直到高級(jí)應(yīng)用等各級(jí)別編程以及比賽準(zhǔn)備等全部內(nèi)容。
◇高智能:課件模擬了樂高機(jī)器人的搭建、編程環(huán)境,學(xué)習(xí)者擁有全部主動(dòng)權(quán),可以任意更改程序參數(shù),“機(jī)器人”也將隨之智能化調(diào)整運(yùn)行方式。
● 課件制作背景
機(jī)器人技術(shù)融合了機(jī)械造型、電子傳感器、計(jì)算機(jī)軟硬件和人工智能等眾多先進(jìn)技術(shù),機(jī)器人活動(dòng)作為培養(yǎng)學(xué)生能力和素質(zhì)的智能平臺(tái)之一,為信息技術(shù)教育帶來了新的活力。但是我們不得不面對(duì)機(jī)器人設(shè)備不足以及學(xué)生集中學(xué)習(xí)時(shí)間有限兩方面的難題,因此,急需開發(fā)一種能夠模擬機(jī)器人搭建、編程、調(diào)試,既適于課堂教學(xué)又方便學(xué)生自學(xué)的平臺(tái)。
實(shí)踐中,筆者利用Flash軟件,模擬出每次活動(dòng)的軟硬件環(huán)境,使學(xué)生輕松擁有自己的“機(jī)器人”,既激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,又解決了硬件設(shè)備不足的問題,同時(shí)將有限的集中學(xué)習(xí)時(shí)間進(jìn)行延伸,取得了很好的教學(xué)效果。經(jīng)過再創(chuàng)作、加工、梳理、完善、集成,集腋成裘形成本課件,創(chuàng)建了一個(gè)基于信息技術(shù)的研究性學(xué)習(xí)平臺(tái),讓學(xué)生能在其上進(jìn)行探究、實(shí)驗(yàn)(搭建與編程)、交流和查閱資料等活動(dòng),在自主參與活動(dòng)中學(xué)習(xí)知識(shí)、培養(yǎng)能力和拓展眼界。
● 藝術(shù)設(shè)計(jì)與布局
課件的封面,模擬了樂高機(jī)器人活動(dòng)中心(如圖1)。課件的整體色調(diào)為藍(lán)色,配以黑、紅、黃三色文字,給人以清新、明亮的感覺,淡雅而深沉,有力地凸顯了科技主題。
課件畫面分割合理,控制區(qū)、顯示區(qū)層次分明,風(fēng)格協(xié)調(diào)統(tǒng)一。導(dǎo)航控制方便實(shí)用,主菜單位于頂部,次級(jí)菜單(學(xué)習(xí)內(nèi)容控制)位于左部,右上角附以課件控制及幫助按鈕,無論何時(shí)何地都可以輕松跳轉(zhuǎn)到任意頁面,進(jìn)行課件各個(gè)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)(如下頁圖2)。
課件中采用了大量樂高積木實(shí)物的形象,從片、塊、梁、輪到RCX,每一個(gè)構(gòu)件的造型、用色、材質(zhì)、用光設(shè)計(jì)都十分考究。
課件的幫助系統(tǒng)內(nèi)容詳盡、操作方便,任何時(shí)候都可以調(diào)出整個(gè)系統(tǒng)的使用說明,查找相應(yīng)環(huán)節(jié)的操作幫助,隨時(shí)解決使用者在活動(dòng)過程中遇到的困難。
● 內(nèi)容結(jié)構(gòu)
本課件包括實(shí)驗(yàn)室、練功房、娛樂廳、服務(wù)處四大模塊。
1.實(shí)驗(yàn)室
實(shí)驗(yàn)室是課件的主體,也是課件的精髓所在,真實(shí)模擬了樂高機(jī)器人的搭建、編程、運(yùn)行、競賽環(huán)境。
其中,“編程實(shí)驗(yàn)室”由淺入深地篩選了從初識(shí)Roblab到編程者級(jí)別的11個(gè)案例,每個(gè)案例又包括了明確任務(wù)、嘗試搭建、編寫程序、運(yùn)行調(diào)試、任務(wù)拓展等幾個(gè)模塊。編寫程序和運(yùn)行調(diào)試是課件智能性的體現(xiàn),也是技術(shù)實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)。以“競走”案例為例,筆者首先描繪出Roblab編程環(huán)境,用按鈕控制馬達(dá)方向、馬達(dá)能量組件的顯示與隱藏,用ActionScript2.0控制程序的運(yùn)行,用變量記憶馬達(dá)能量、方向、運(yùn)行時(shí)間等各種狀態(tài),然后通過計(jì)算得出機(jī)器人運(yùn)行速度、偏移角度、行走方向等,實(shí)時(shí)調(diào)整機(jī)器人元件的_x和_y值,從而得到精準(zhǔn)的運(yùn)行效果。
“競賽準(zhǔn)備室”介紹了機(jī)器人滅火、機(jī)器人足球兩大經(jīng)典賽事,從任務(wù)要求到比賽規(guī)則再到場地介紹,從搭建步驟、技巧,到編程實(shí)現(xiàn)的要點(diǎn),都有非常詳細(xì)的介紹,并提供程序示意圖。最后可通過觀看比賽模塊查看現(xiàn)場的比賽效果(如圖3)。
2.練功房
練功房模塊提供了初識(shí)Roblab、導(dǎo)航者級(jí)別、編程者級(jí)別、高級(jí)應(yīng)用各級(jí)別全部編程資料,該模塊調(diào)用后會(huì)附在實(shí)驗(yàn)室模塊的上方,便于活動(dòng)過程中隨時(shí)查閱,是《Roblab編程指南2.5》的電子版。
3.娛樂廳
娛樂廳開發(fā)了樂高相關(guān)游戲4個(gè)(如圖4),以實(shí)現(xiàn)“樂中學(xué)”、“學(xué)中樂”的活動(dòng)理念。
4.服務(wù)處
提供本課件所有實(shí)例、案例源代碼下載、使用說明及幫助文檔。
● 技術(shù)要點(diǎn)及制作技巧
乍一看本課件好像技術(shù)處理困難重重,要橫跨Flash與Roblab兩個(gè)編程平臺(tái),但我們仔細(xì)分析一下就不難發(fā)現(xiàn),可以將問題轉(zhuǎn)化成普通的Flash動(dòng)畫問題。以“機(jī)器人滅火”為例,要完成的效果是拖動(dòng)蠟燭到任意房間,機(jī)器人作出智能判斷,到達(dá)房間將蠟燭吹滅,此功能是這樣實(shí)現(xiàn)的。
在相應(yīng)時(shí)間軸線上,共有4層、160幀,從上到下,第一層放置腳本代碼,第二層為引導(dǎo)線,第三層為機(jī)器人不同的運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫,第四層為圖片背景。
將蠟燭元件命名為lz并添加如下腳本代碼。
onClipEvent (mouseDown) { \\\\鼠標(biāo)按下,開始拖動(dòng)
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