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1、教學流程圖

本設計的內容主要包括五個方面：一是機器人在生產、生活中的應用；二是機器人的相關知識；三是模塊機器人的構成；四是模塊機器人的實驗探究；五是生活中自動控制電路的設計。

本設計的基本思路是：學生分組，在教師的指導下根據總課題“自動控制和模塊機器人”提出系列性問題或子課題，然后通過自主學習、查找資料、交流討論、探究實驗解決問題，最后進行小結、交流和評價。

本設計要突出的重點是：模塊機器人的構成和模塊機器人的實驗探究。方法是：通過子課題3的研究，了解傳感器、控制器、執行器、模塊電路、模塊機器人等相關知識；通過子課題4的研究，利用模塊機器人動手體驗三個模塊的功能及其關系，進一步熟悉模塊機器人的使用方法。

本設計要突破的難點是：運用模塊化設計方法設計生活中簡單的自動控制電路。方法是：利用“模塊機器人”提供的器材，也可以利用其它實際的器材設計出有一定價值和可行性的“自動控制電路”或“智能機器人”，感受模塊化設計思想，進一步加深理解三個模塊的功能及聯系。

本設計重視培養學生獲取、搜集、處理、表達信息的能力以及實驗探究，創造發明的能力。

完成本設計的教學任務需3課時。

3、課件：自制課件、Flash動畫等。

2、資料：Internet網絡、圖書資料，有關機器人的實物、圖片、視頻等資料。

1、器材：

(1)DIS“模塊機器人”及配套軟件、多媒體計算機及大屏幕投影。

(2)其他所需器材。

重點：

(1)模塊機器人的構成。

(2)模塊機器人的實驗探究。

難點：運用模塊化設計方法設計生活中簡單的自動控制電路。

3、情感、態度與價值觀

(1)通過機器人實物，圖片、影片等相關資料的展示，激發對機器人的興趣，建立“生活蘊藏著物理，物理服務于生活”的科學認識觀。

(2)通過學習包中提供的模塊，組合成各種自動控制電路，感悟實踐是鞏固知識提高能力的有效途徑之一。

(3)通過小組合作學習，體驗團隊協作的重要性。

2、過程與方法

(1)通過本設計的學習，經歷搜集資料、設計方案、實驗探究、交流總結的自主學習過程。

(2)通過傳感器的體驗，感受“信號轉換”的思想方法。

(3)通過生活中簡單的自動控制電路的設計過程，感受模塊化設計的思想方法。

1、知識與技能

(1)知道機器人的相關知識。

(2)理解模塊機器人的構成以及各個模塊的作用。

(3)知道模塊電路及其組合方式。

(4)初步學會組裝和操作模塊機器人。

本學習包以模塊機器人為實例，利用模塊機器人動手體驗三個模塊的功能及其關系，并學會運用模塊電路組合思路聯系實際設計簡單的自動控制電路，是上一節簡單邏輯電路應用的延續。模塊機器人作為物理教學用具，有別于市場上的各種機器人。由于是在有限的教學時間內完成特定的教學任務，因此模塊機器人沒有復雜的“積木”，也不需要高深的編程技巧，更不是少數學生的實驗項目。作為教學任務，它要求每一位學生都要參與其中，通過實驗了解自動控制的組成部分，并通過實際操作學會如何去獲取知識，解決問題。

學習本節內容所需準備的知識和技能主要有：(1)簡單邏輯電路相關知識；(2)電子技術相關知識－熱敏電阻、光敏電阻、干簧管等元件的特性。(3)電路的組成和簡單的串、并聯知識。

將“自動控制和模塊機器人”內容分成若干個子課題，對學生進行分組，并各自認領探究的課題。

通過子課題1，介紹機器人在生產、生活中的應用；通過子課題2，了解機器人的相關知識；通過子課題3，介紹模塊機器人的構成；通過子課題4，理解機器人三個模塊的功能；通過子課題5，運用模塊電路組合思路，設計生活中簡單的自動控制電路。

本節內容采用學習包的形式編寫，以問題為載體，以學生的動手實踐、自主探索、合作交流為主要的學習方式。通過合作學習、建立“個人－小組－全班”、“學生－教師－學生”三維一體的動態過程，共享“集體思維的成果”，然后通過“學生分組”、“小組合作”、“師生合作”解決有關問題。