第五課自動避障機器人第一課時（教學(xué)設(shè)計）

1、第5課 自動避障機器人課題名稱：自動避障機器人第1課時一、教學(xué)目標(biāo)1.知識與技能（1）了解紅外避障傳感器的組成和工作原理。（2）學(xué)會分析任務(wù)，制作流程圖（3）理解“永久循環(huán)”的意義（4）理解流程圖各種框圖的意義及名稱。2.過程與方法（1）通過傳感器外部結(jié)構(gòu)的觀察、討論和對蝙蝠故事的類比進行思考，認識并了解紅外避障傳感器的構(gòu)成及原理。（2）通過對任務(wù)的分析，運用算法流程圖理清思路，理解“永久循環(huán)”模塊的運用以及各類框圖的應(yīng)用。3.情感態(tài)度與價值觀（1）在學(xué)習(xí)中養(yǎng)成善于觀察、勤于思考的好習(xí)慣。（2）通過小組內(nèi)的互助合作探究，體驗合作分析解決問題的過程，進而得到成功的體驗。（3）通過算法流程圖，感受

2、程序思維的表達方式，梳理思路的同時體驗到邏輯思維解決問題的過程。教學(xué)重點：1.認識紅外避障傳感器的構(gòu)成 2.掌握“永久循環(huán)”模塊的意義。教學(xué)難點：“永久循環(huán)”模塊的意義。二、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖課前準備學(xué)生以四人為一小組，每組使用兩臺計算機及一套機器人設(shè)備。討論確定組員分工：組長、程序員、搭建員、匯報員有利于開展小組合作學(xué)習(xí)，讓每個學(xué)生能充分參與課堂。情境導(dǎo)入老師今天從機器人星球帶來了一位機器人朋友，這位朋友有著特殊的能力，當(dāng)你在跟他打招呼的時候，他也會跟你打招呼，哪位同學(xué)想來跟機器人朋友打個招呼？這個機器人是通過身體的那個部分發(fā)現(xiàn)了你跟他打招呼呢？（同學(xué)回答：指著機器人胸

3、前的設(shè)備）那么這個設(shè)備叫什么呢？我們一起來看：參與互動，觀察思考，回答問題。讓學(xué)生通過體驗與機器人的交互來激發(fā)學(xué)生的興趣，并同時體驗紅外避障傳感器帶來的應(yīng)用效果。原理分析PPT展示紅外避障傳感器以及微電腦。利用一根RJ11連接線將兩個設(shè)備連接到一起，請同學(xué)們一起做一個小測試。打開電源開關(guān)，用手由遠到近的靠近傳感器時，請同學(xué)們觀察，傳感器有什么現(xiàn)象發(fā)生？（學(xué)生回答：上面的燈亮了）這個現(xiàn)象的發(fā)生又代表著紅外避障傳感器有什么功能呢？我們一起通過一個小故事來了解一下（通過動物與機器人的聯(lián)系對比）動物身上有感官，而機器人身上有傳感器。下面我們一起來了解一下紅外避障傳感器：紅外避障傳感器相當(dāng)于機器人的“眼

4、睛”，它是由一個紅外發(fā)射管和一個紅外接收管組成的。紅外避障傳感器的具體工作狀態(tài)又是怎么樣的呢？紅外發(fā)射管發(fā)射紅外線，紅外線在遇到障礙物發(fā)生反射后，接收管接收紅外線。然后指示燈會亮起，并且傳感器會發(fā)射一個發(fā)現(xiàn)障礙物的信號到微電腦。學(xué)習(xí)了傳感器的相關(guān)知識，我們要利用它來做些什么呢？動手操作，并回答問題。觀察并思考鍛煉學(xué)生自我探究及提出問題的能力。通過蝙蝠引出，機器人的傳感器是模仿了動物的感官。讓學(xué)生了解傳感器的組成及工作原理。任務(wù)分析我們來看一下本節(jié)課的任務(wù)，要求設(shè)計一個可以自動躲避障礙的機器人想要設(shè)計這樣一個機器人我們要做些什么呢？下面我們就一起來分析一下這個任務(wù)在之前學(xué)習(xí)的課程中，通過編程我們

5、開始應(yīng)用流程圖，流程圖中所出現(xiàn)的各種圖形都分別是什么含義，又有什么作用呢？本節(jié)課在分析任務(wù)的同時，我們也一起學(xué)習(xí)一些關(guān)于流程圖中這些圖形的應(yīng)用。通過觀察之前學(xué)習(xí)過的流程圖，我們會發(fā)現(xiàn)每個流程圖都有“主程序”及“結(jié)束”兩個黃色的橢圓框，這兩個框有什么作用呢？起止框：表示算法的“開始”或“結(jié)束”。再次回到我們的任務(wù)中，我們想要設(shè)計可以自動躲避障礙的機器人，首先我們要給機器人添加一個傳感器，同學(xué)們知道是哪一個傳感器嗎？（紅外避障傳感器）添加好了傳感器之后，我們就利用傳感器來進行判斷前方是否有障礙物，如果有，那么就轉(zhuǎn)彎，沒有就運行電機繼續(xù)跑。好，這段程序編輯完。天馬行空，將自己的想法充分表達出來。通過

6、觀察流程圖，首先分析橢圓形框圖的作用根據(jù)任務(wù)做流程分析，思考這是最需要學(xué)生自己理清思路的環(huán)節(jié)，也是為接下來進一步的程序設(shè)計和編寫打下基礎(chǔ)。深入探究這個時候我們再來從頭看一下這個程序?，F(xiàn)在這個程序機器人可以實現(xiàn)自動躲避障礙嗎？（同學(xué)回答：能或不能）機器人與人類不同，它會嚴格執(zhí)行你給的任務(wù)，所以我們的機器人想要一直躲避障礙我們就要一直讓他執(zhí)行任務(wù)，所以，為了能夠?qū)崿F(xiàn)這個功能，我們要給這段程序添加一個模塊“永久循環(huán)”模塊，來讓機器人實現(xiàn)可以一直躲避障礙物。分析一下這段流程圖中的模塊，分別了解這些模塊的作用。菱形：判斷框作用：判斷程序匯中的事件，并根據(jù)不同情況作出決定平行四邊形：輸出輸出框作用：從外界獲取信息或向外界傳遞信息長方形：處理框作用：框中表明的是進行的什么操作。箭頭：流程線作用：表示從某一框到另一框的流向。通過剛才學(xué)習(xí)過的內(nèi)容完成實踐報告單中第三題。觀察、思考，掌握紅外避障傳感器在程序中的設(shè)置方法。結(jié)合老師講解和教材自學(xué)，思考并理解。小組填寫實踐報告單通過程序分析，引出“永久循環(huán)”模塊