月球基地

• 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。

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。

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。

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。

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。

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。