WeDo2.0乐高机器人初级教程

本书通过引导学生利用WeDo 2.0零件搭建生活中常见的模型，探索生活中的科学原理，初步理解拉力、速度、电机、集线器等重要的自然科学概念。

第三课飞机营救




（1） 了解飞机小常识；

（2） 巩固齿轮传动的原理；

（3） 能够分析飞机营救的工作原理。

关键词汇（Key Words）： 飞机、倾斜传感器。



情景导入： 思思和迪迪在看电视，在节目中飞机驾驶员正坐在飞机里驾驶飞机飞行。“噢，不！”他突然大喊起来，“发动机要熄火了！”为了帮助他解决飞机发动机熄火的问题，你能搭建出一架会根据摇摆方向改变速度的飞机吗？
飞机模型底部和飞机模型整体分别如图31、图32所示。


图31飞机模型底部




图32飞机模型







你能搭建出一架飞机，让它在升起和降落的时候改变速度吗？


设计并搭建一架飞机，让它在升起和降落时改变螺旋桨的速度。
（1） 用电机带动螺旋桨；
（2） 加上一个倾斜传感器，识别飞机的升起和降落；
（3） 设计飞机程序，使飞机在不同的倾斜程度下螺旋桨的转速不同。
图33为参考的搭建方案。



图33飞机模型整体效果图



给你的飞机编写一个程序，让它在升起和降落时改变速度，并记录下你的程序（图34为参考程序）。


图34WeDo 2.0 程序样例


当飞机升起或降落时，给你的飞机加上一个不同的声音。要求用你的倾斜传感器来识别飞机的升起和降落，并分别发出不同的声音。给它编程，并记录下你的程序。


搭建一架飞机，速度会根据倾斜角度不同而改变 ，并且不同的螺旋桨转动速度，飞机的声音也不同。可以采用电机带动螺旋桨转动，在飞机中安装倾斜传感器的方法，也可以自己想一个新的办法。
按表31所示，记录自己飞机的状态。


表31飞机的状态



表示速度声音





其他







评价和标准
作品的执行情况占%，创意和美观占%。




执行情况
□ 能够根据摇摆方向使飞机转速改变；
□ 能够说出飞机的发明者以及飞机的种类；
□ 能够说出编程中用到的模块和原理；
□ 跟同学、老师交流学习心得。



创意和美观
A. 别出心裁，独一无二
B. 设计新颖，创意突出
C. 循规蹈矩，创意不明
D. 旧调重弹，有待改进


【“讲”科学】
飞机发展史： 滑翔机——喷气式飞机——直升飞机——民航客机——飞机巴士。
1. 滑翔机： 美国莱特兄弟在1903年制造出了第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机“飞行者”1号，并且试飞获得成功。
2. 喷气式飞机： 德国设计师奥安在新型发动机研制上是最早取得成功的。1939年8月27日,奥安使用他的发动机制成He－178喷气式飞机。
3. 直升飞机： 1939年9月14日,世界上第一架实用型直升机诞生，它是美国工程师西科斯基研制成功的VS－300直升机。
4. 民航客机： 20世纪20年代，飞机开始载运乘客。第二次世界大战结束初期，苏联、美国等国家开始把大量的运输机改装成为客机，著名的有苏联生产的安－22、伊尔－76，美国生产的C－141、C－5A、波音－747，法国的空中客车等。
5. 飞机巴士、空中客车： 错综复杂的空中航线把世界各国连接起来，为人们提供了既方便又迅速的客运。
飞机（aeroplane，airplane）是指由具有一具或多具发动机的动力装置产生前进的推力或拉力，由机身的固定机翼产生升力，在大气层内飞行的重于空气的航空器。如果飞行器的密度小于空气，那它就是气球或飞艇。如果没有动力装置，只能在空中滑翔，则称为滑翔机。
飞行器的机翼如果不固定，靠机翼旋转产生升力，就是直升机或旋翼机。固定翼飞机是最常见的航空器类型。动力的来源包含活塞发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮风扇发动机或火箭发动机等。
【“学”技术】
倾斜传感器的理论基础是牛顿第二定律： 根据基本的物理原理，在一个系统内部，速度是无法测量的，但却可以测量其加速度。如果初速度已知，就可以通过积分算出线速度，进而可以计算出直线位移，所以它其实是运用惯性原理的一种加速度传感器。当倾斜传感器静止时，也就是侧面和垂直方向没有加速度作用，那么作用在它上面的只有重力加速度。重力垂直轴与加速度传感器灵敏轴之间的夹角就是倾斜角。


【Daily Words and Sentences】
交通工具
bike自行车bus公共汽车train火车
jeep吉普车ship轮船yacht快艇
motor cycle摩托车boat小船car小汽车
taxi出租车 van小货车plane/airplane飞机
subway/underground地铁
询问乘坐的交通工具及回答
1. How do you go to school?

I go to school by bus.
2. How does she go to work?

She goes to work by bike/on foot.
3. I prefer traveling by train.
【Daily Stories】 （难度系数： ★★☆☆☆）
本节课的关键词是“飞机”，请阅读以下关于飞机的诗歌。
Plane飞机
Planes, planes, in a plain row.
飞机，飞机，排一排，
Flying to the places we plan to go.
飞到我们想去的地方。
We plan to plant trees in one row.
我们要种一排树。
We plan to play wherever we go.
我们要去我们想去的地方玩。
Flying to wherever we
飞到我们想去玩的
plan to play.
任何地方。

前 言
STEAM，即科学（Science）、 技术（Technology）、工程 （Engineering）、 艺术（Art）和数学（Mathematics）的英文首字母组合。STEAM教育(STEAM Education)源于美国，它的基本目标是培养学生的STEAM素养。STEAM教育并不是科学、技术、工程、艺术和数学教育的简单叠加，而是要将五门学科内容组合形成有机整体，强调多学科的交叉融合，以更好地培养学生的创新精神与实践能力。

本书内容主要包括乐高WeDo 2.0机器人套装简介、器件介绍、编程简介、WeDo 2.0实验项目。每个实验包括阅读与思考、设计与制作、程序编编看、拓展与提高、STEAM内涵和英语角等。本书通过引导学生利用WeDo 2.0套件搭建生活中常见的模型，探索生活中的科学原理，初步理解力、速度、电机、集线器等自然科学技术领域的基本概念。同时，通过创造和发明各类生活中常见的动物、植物和交通工具等模型，编写程序让作品动起来，初步学会将编程知识和科学原理应用于现实生活。

在特色方面，本书特别参照小学英语中的关键知识点要求，以“双语乐高”的全新模式，将英语学习与乐高创作有机结合，在教学中以英文方式提出问题，介绍项目背景，力求做到“做中学”“学中做”。本书涵盖小学英语词汇、日常用语、重要句型和日常谚语等，创设的语言情境和项目实践既可以锻炼学生的语言表达能力，又可以提高学生的动手能力。

本课程使得素质教育进一步向提高实践技能的方向发展，突出蕴含STEAM教育理念的项目特征，进一步满足各层次学校在机器人教学、人工智能教学方面的需求，为中小学综合实践活动的开展提供参考。本书可作为机器人初学者的学习用书，也可作为开设机器人课程或社团活动的参考用书。

本书由摆玉龙任主编，陈辉和范满红任副主编。西北师范大学创新创业学院STEAM创新教育工坊成员宫涛涛、孙洪阳、张福祥、马努亥、黄玉婷、星文燕等准备了教案并参与了编写，其中宫涛涛做了大量的整理与校对工作。

在本书的编写过程中，编者参考了乐高教育WeDo 2.0课程包和许多优秀教材，在此向各位作者表示真诚的谢意。感谢甘肃省高等学校创新创业教育慕课“STEAM教育创业讲坛（走进电世界）”对本书的资助。

由于编者水平有限，加之时间仓促，不妥之处在所难免，恳请读者批评指正。
编者

2019年6月