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科学、技术、工程和数学实验室
麦德博特 老师

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教师工具箱图标 教师工具箱 - 活动大纲

这次探索将向学生介绍基本的前进、后退和等待编程行为。 这些基本技能将帮助他们在该 STEM 实验室结束时的自动化挑战中取得成功,届时他们将使用 Speedbot 在医院楼层中导航。

使用 V5 Speedbot(动力传动系统 2 马达,无陀螺仪)模板项目,学生只需使用一条指令即可对 Speedbot 进行编程以使其向前移动。

Speedbot 已准备好移动! 

这次探索将为你提供工具,使你能够对 Speedbot 进行编程,以实现简单的动作。 在本活动结束时,您将使用前进、后退和等待行为参与篮球训练挑战。

教师工具箱图标 教师工具箱

以下是 VEXcode V5 用户界面的概述。 学生将会在 Medbot STEM 实验室的活动中了解这些选项卡/按钮。 整个 STEM 实验室还提供链接来提供有关这些选项卡/按钮的更多信息。

VEXcode V5 Python 用户界面图片

  • 本次探索将使用VEXcode V5指令:

    • 传动系统.drive_for(前进,200,MM)

    • 等待(1,秒)

  • 要了解有关该指令的更多信息,请选择“帮助”,然后选择命令旁边的问号图标以查看更多信息。

    在 Python 项目窗口中打开的 VEXcode V5 帮助图像

     

  • 确保您拥有所需的硬件、工程笔记本,并且已下载并准备好 VEXcode V5。

教师提示图标 教师提示

如果这是学生第一次使用 VEXcode V5,他们可以在探索过程中随时参考教程。 教程位于工具栏中 VEXcode V5 工具栏中突出显示的教程图标图像

所需材料:
数量 所需材料
1

Speedbot 机器人

1

充电机器人电池

1

VEX代码 V5

1

USB 电缆(如果使用电脑)

1

工程笔记本

教师提示图标 教师提示

为学生示范每一个故障排除步骤。

步骤 1:  准备探索

在开始活动之前,您是否已准备好以下每件物品? 检查下列各项:

步骤 2:  开始新项目

完成以下步骤来开始该项目:

  • 打开文件菜单并选择打开示例。

    VEXcode V5 中打开的文件菜单图像,其中突出显示了“打开的示例”

     

  • 选择并打开 Speedbot(传动系统 2 电机,无陀螺仪)模板项目。 模板项目包含 Speedbot 的 电机配置。 如果不使用模板,您的机器人将无法正确运行项目。

    示例项目菜单中的 Speedbot 模板图像

     

  • 由于您将要让 Speedbot 前进和后退,  您将把项目命名为 Drive单击项目名称,输入 Drive 并选择保存。

 

项目名称对话框和保存按钮的图像

 

 

教师提示图标 教师提示

  • 项目名称的单词之间或单词后可以有空格。

    重命名 V5

  • 您可以要求学生在项目名称中添加他们的姓名首字母或小组名称。 如果您要求学生提交项目,这将有助于区分它们。

  • 因为这是学生可能尝试的第一个编程活动,所以您应该模拟这些步骤,然后要求学生完成相同的操作。 然后,老师应该监督学生,以确保他们正确地遵循这些步骤。

  • 确保学生已从文件菜单中选择了打开示例。

  • 确保学生选择了 Speedbot(传动系统 2 马达,无陀螺仪)模板项目。

  • 您可以向学生指出,示例页面上有多种选择可供选择。 当他们建造和使用其他机器人时,他们将有机会使用不同的模板。

  • 检查确保项目名称 Drive 现在位于工具栏中心的窗口中。 Image of the project name in the Toolbar

教师工具箱图标 教师工具箱 - 保存项目

  • 指出,当他们第一次打开 VEXcode V5 时,窗口标记为 VEXcode 项目。 VEXcode Project 是首次打开 VEXcode V5 时的默认项目名称。 将项目重命名为 Drive 并保存后,显示屏将更新以显示新的项目名称。 使用工具栏中的此窗口,可以轻松检查学生是否使用正确的项目。

  • 告诉学生他们现在已经准备好开始他们的第一个项目了。 向学生们解释,只需按照几个简单的步骤,他们就能创建并运行一个推动 Speedbot 前进的项目。

  • 提醒学生在工作时保存他们的项目。 VEX 库中的 Python 部分解释了 VEXcode V5 中的保存实践。

教师工具箱图标 教师工具箱 - 停下来讨论

这是暂停的好时机,让学生单独或分组回顾一下刚刚完成的在 VEXcode V5 中启动新项目的步骤。 要求学生先进行个人反思,然后再在小组内或全班同学分享。

步骤 3:  向前推进

您现在可以开始对机器人进行编程,使其向前行驶了!

  • 在开始编程之前,我们需要了解什么是指令。 一条指令有三个部分。 有关 VEXcode V5 Python 中代码着色的更多信息, 请参阅此文章

    带有每个组件标识的 Python 命令图像

  • 向项目中添加指令:

    添加到 Python 项目工作区的命令驱动器图像

教师提示图标 教师提示

当您开始输入指令时,您可能会注意到自动完成功能。 使用“向上”和“向下”键选择所需的名称,然后按键盘上的“Tab”或(Enter/Return)进行选择。 有关此功能的更多信息,请查看 Python 文章。

Python 项目中的自动完成功能的图像

  • 选择插槽图标以选择机器人大脑上八个可用插槽之一,然后选择插槽 1。

     

  • 使用微型 USB 电缆将 V5 机器人大脑连接到计算机,并打开 V5 机器人大脑的电源。 一旦成功连接,工具栏中的 Brain 图标 将变为绿色 。

    VEXcode V5 工具栏中的绿色大脑图标图像

     

  • 选择 下载 将项目下载到 Brain。

    VEXcode V5 工具栏中的下载按钮图像

教师工具箱图标 教师工具箱

  • 提醒学生断开机器人大脑上的 USB 电缆。 在运行项目时将机器人连接到计算机可能会导致机器人拉动连接线。

教师工具箱图标 教师工具箱 - 停下来讨论

让学生预测当该项目下载并在 Speedbot 上运行时会发生什么。 告诉学生将他们的预测记录在他们的工程笔记本中。 如果时间允许,让每个小组分享他们的预测。

  • 通过查看 Robot Brain 的屏幕,检查以确保您的项目已下载 (Python) 。 项目名称 Drive 应列在 Slot 1 中。

    插槽 1 中带有 Drive 程序的 Brain 屏幕图像

教师工具箱图标 教师工具箱 - 模型优先

  • 在让所有学生同时尝试之前,先在班级面前示范运行该项目。 将学生聚集在一个区域,如果 Speedbot 放在地板上,则要留出足够的移动空间。
  • 告诉学生现在轮到他们运行他们的项目了。 确保它们有一条畅通的路径并且没有 Speedbot 会互相碰撞。
     
  • 确保选择了项目,在机器人上运行(Python) 该项目,然后按下机器人大脑上的 运行 按钮。 恭喜您创建了您的第一个项目!

    运行 Drive 项目的大脑屏幕图像

步骤 4:  档倒车

现在您已经对机器人进行了编程,使其向前行驶,让我们对其进行编程,使其向后行驶。

  • 将驱动说明中的参数更改为 REVERSE 而不是 FORWARD

    驱动器中命令更改为反向的参数图像

  • 选择项目名称,将其从 Drive 更改为 Reverse

     

  • 选择插槽图标来选择一个新插槽。 选择插槽 2。

     

  • 下载(Python) 项目。

    VEXcode V5 工具栏中的下载按钮图像

  • 通过查看 Robot Brain 的屏幕,检查以确保您的项目已下载 (Python) 。 项目名称 Reverse 应列在 Slot 2 中。

    插槽 2 中的脑部屏幕与反向项目的图像

  • 确保选择了项目,在机器人上运行(Python) 该项目,然后按下机器人大脑上的 运行 按钮。

    运行逆向项目的大脑屏幕图像

教师工具箱图标 教师工具箱 - 完成第 4 步

  • 要将 drive_for 命令从 forward 更改为 reverse,只需将第一个参数更改为 REVERSE。 这将使传动系统中的电机以相反的方向移动。

  • 毫米数可以改变,但在这个例子中,我们将其保留为上一步设置的 100 毫米。

  • 提醒他们在运行项目之前断开机器人大脑上的 USB 电缆。

  • 提醒学生在工作时保存他们的项目。 VEX 库中的 Python 部分解释了 VEXcode V5 中的保存实践。

步骤 5:  然后倒车

现在我们已经对机器人进行了编程,使其向前行驶然后向后行驶,我们现在可以添加 等待 指令,以便机器人在向后行驶之前等待一段时间。

  • 添加 等待 指令,如图所示。 这告诉机器人在倒车行驶之前等待三秒钟。

    添加了等待命令的项目图像

  • 选择项目名称,将其从 Reverse 更改为

     

  • 选择插槽图标来选择一个新插槽。 选择插槽 3。

  • 下载(Python) 项目。

    VEXcode V5 工具栏中的下载按钮图像

  • 通过查看 Robot Brain 的屏幕,检查以确保您的项目已下载 (Python) 。 项目名称 WaitReverse 应列在 Slot 3 中。

    大脑屏幕第 3 槽中的 WaitReverse 项目图像

  • 确保选择了项目,然后在机器人上运行(Python) 该项目,然后按下 运行 按钮。

    运行 WaitReverse 项目的大脑屏幕图像

教师工具箱图标 教师工具箱 - 完成第 5 步

  • 使用 等待 命令不会结束项目,它只会暂停机器人运动。
  • 如果学生正在使用电脑,请提醒他们在运行项目之前断开 Robot Brain 的 USB 电缆。
  • 提醒学生在工作时保存他们的项目。 VEX 库中的 Python 部分解释了 VEXcode V5 中的保存实践。

第 6 步:  完成篮球训练挑战!

篮球训练挑战布局

在篮球训练挑战赛中,机器人必须能够沿着一系列不同距离的线路行进。 机器人将向前移动到距起始位置 10 厘米的第一条线,等待 1 秒,然后向后移动回到同一条线。 机器人随后会重复该动作,向前行驶 20 厘米至第二条线,等待 1 秒,再向后行驶至原来的起跑线。 机器人将向前行驶至距离第三条线40厘米处,等待1秒,然后最后返回起跑线,完成挑战。

在对机器人进行编程之前,请先在工程笔记本中规划出机器人的路径和行为。

完成篮球挑战后,您将能够将前进和后退运动与额外的机器人行为相结合,以完成更高级的挑战。

编程时请记住 1 厘米 = 10 毫米。

教师工具箱图标 教师工具箱 - 解决方案

查看下面的示例解决方案: 

篮球训练挑战赛示例解决方案的图片

教师工具箱图标 教师工具箱 - 停下来讨论

要求学生两人一组分享他们的解决方案,然后全班讨论。 通过提问来促进讨论: 

  • 在编写这个挑战时,你遇到过什么困难吗? 
  • 您的机器人的行为是否符合您根据项目所预期的行为? 为什么或为什么不? 
  • 如果您可以重新接受这个挑战,您会做哪些不同的事情?