第11課 聽(tīng)話的Arduino機(jī)器人-教案

1、第11課 聽(tīng)話的Arduino機(jī)器人（一）教材分析本課是廣東省版小學(xué)信息技術(shù)五年級(jí)上冊(cè)第11課。本課使用的是Arduino模式，在算法上與第7課內(nèi)容類(lèi)似，但讀取探測(cè)數(shù)值的方式不同。本課要使用到循環(huán)和判斷語(yǔ)句以及判斷的嵌套。新的知識(shí)點(diǎn)是軌跡傳感器與超聲測(cè)距傳感器的工作原理與應(yīng)用；傳感器與主控板的連接，程序中讀取傳感器與接口的一致。在課程中，機(jī)器人的調(diào)試運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)各種異常情況，是教師比較難把握的一個(gè)環(huán)節(jié)。這是課堂實(shí)施最終達(dá)成課堂目標(biāo)的關(guān)鍵。（二）學(xué)生分析學(xué)生通過(guò)兩冊(cè)程序編程的課程學(xué)習(xí)，基本掌握了循環(huán)和條件判斷以及條件判斷嵌套使用方法。對(duì)于軌跡傳感器和超聲測(cè)距傳感器也有一定認(rèn)識(shí)。在傳感器接線方面和編

2、程中直接讀取端口的數(shù)值還是首次接觸。在機(jī)器人調(diào)試運(yùn)行方面經(jīng)驗(yàn)不足。對(duì)于五年級(jí)的學(xué)生遇到問(wèn)題是還沒(méi)有養(yǎng)成鉆研的習(xí)慣，教師需要引導(dǎo)學(xué)生處理好獨(dú)立鉆研和請(qǐng)教他人之間的關(guān)系。教師需要培養(yǎng)學(xué)生閱讀說(shuō)明書(shū)的能力。（三）教學(xué)目標(biāo)1，知識(shí)與技能（1）認(rèn)識(shí)Arduino機(jī)器人，會(huì)搭建機(jī)器人，掌握接線方法。（2）學(xué)會(huì)控制機(jī)器人前進(jìn)和后退。（3）掌握機(jī)器人讀取傳感器數(shù)據(jù)入利用軌跡傳感器走黑線的方法。（4）學(xué)習(xí)使用超聲波測(cè)距傳感器在障礙物前停止的方法。2，過(guò)程與方法（1）通過(guò)對(duì)Arduino機(jī)器人的介紹、搭建、設(shè)備連接以及傳感器使用，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力。（2）通過(guò)探究學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握機(jī)器人編程基本的思路，學(xué)會(huì)調(diào)試機(jī)器人

3、。3.情感、態(tài)度和價(jià)值觀（1）體驗(yàn)機(jī)器人編程設(shè)計(jì)的樂(lè)趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。（2）端正自評(píng)和互評(píng)的價(jià)值觀。（3）培養(yǎng)學(xué)生積極思考、勇于探究、注重自身意志力品質(zhì)的鍛煉的態(tài)度價(jià)值觀。（四）教學(xué)策略1，引導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)，在講解演示環(huán)節(jié)方面，教師講解示范之后讓學(xué)生及時(shí)總結(jié)，填寫(xiě)相應(yīng)表格。各環(huán)節(jié)表格共同組成學(xué)生探究完成程序編寫(xiě)得指引，在教學(xué)的過(guò)程中生成導(dǎo)學(xué)單。2、適應(yīng)教學(xué)策略，提供不同的學(xué)習(xí)材料，讓學(xué)生根據(jù)情況選擇不同的起點(diǎn)進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，并給出不同的評(píng)價(jià)等級(jí)。既保證學(xué)生有完整的作品制作體驗(yàn)，又鼓勵(lì)學(xué)生勇于挑戰(zhàn)困難。（五）教學(xué)準(zhǔn)備1、ArduinoScratch編程軟件及驅(qū)動(dòng)程序；2、Arduino機(jī)器人及

4、下載數(shù)據(jù)線。（六）教學(xué)重難點(diǎn)了解軌跡傳感器和超聲波傳感器的工作原理，會(huì)編寫(xiě)相應(yīng)腳本，掌握機(jī)器人讀取傳感器數(shù)據(jù)的方法，掌握調(diào)試機(jī)器人的方法。（七）教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖課堂引入（一）播放循線機(jī)器人視頻素材和完整的任務(wù)視頻演示（二）分解任務(wù)1、認(rèn)識(shí)Arduino機(jī)器人2、讓機(jī)器人動(dòng)起來(lái)，腳本搭建3、聽(tīng)話的機(jī)器人自動(dòng)識(shí)別黑線和障礙（一）學(xué)生觀看視頻（二）明確學(xué)習(xí)目標(biāo)通過(guò)視頻素材激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，以目標(biāo)導(dǎo)向和檢驗(yàn)學(xué)習(xí)探究新課教授探究活動(dòng)（一）：認(rèn)識(shí)Arduino機(jī)器人1、機(jī)器人的各個(gè)模塊都有什么用途？出具Arduino機(jī)器人的模塊，講解機(jī)器人的模塊功能2、播放機(jī)器人組

5、裝的示意視頻，講解機(jī)器人的組裝步驟。1、學(xué)生帶著問(wèn)題觀察了解機(jī)器人的模塊部件，認(rèn)識(shí)主控板。2、根據(jù)示范操作，完成機(jī)器人零部件以及傳感器的組裝，并根據(jù)提示檢查連線情況。認(rèn)識(shí)機(jī)器人各模塊部件，通過(guò)對(duì)機(jī)器人部件的組裝，鍛煉學(xué)生動(dòng)手操作能力。探究活動(dòng)（二）：讓機(jī)器人動(dòng)起來(lái)1、設(shè)備在使用前是否要檢測(cè)各部件，該如何檢測(cè)？出具課件，指導(dǎo)學(xué)生完成機(jī)器人前進(jìn)、后退程序的編寫(xiě)。2、講解設(shè)置軟件和下載程序的方法，檢測(cè)馬達(dá)安裝是否正確。3、指導(dǎo)和幫助學(xué)生排除檢測(cè)問(wèn)題，讓機(jī)器人動(dòng)起來(lái)。1、學(xué)生帶著問(wèn)題，根據(jù)課堂提示或參照課文P93，完成機(jī)器人前進(jìn)、后退程序編寫(xiě)。2、學(xué)習(xí)軟件設(shè)置，小組合作探究，將腳本傳給Arduino機(jī)

6、器人。3、按照異常調(diào)試手冊(cè)調(diào)試機(jī)器人。引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成在設(shè)計(jì)完成任務(wù)前檢測(cè)硬件的習(xí)慣。培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真、仔細(xì)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶骄繎B(tài)度。探究活動(dòng)（三）：聽(tīng)話的機(jī)器人自動(dòng)識(shí)別黑線前進(jìn)1、安裝軌跡傳感器。2、如何編寫(xiě)一個(gè)識(shí)別黑線和識(shí)別障礙的機(jī)器人腳本呢？分析軌跡傳感器識(shí)別黑線功能的三種情況。1、學(xué)生安裝軌跡傳感器（課本P95）2、聽(tīng)老師講解，理解兩個(gè)傳感器的工作原理，搭建自動(dòng)識(shí)別黑線的腳本程序。3、調(diào)試機(jī)器人。讓學(xué)生學(xué)會(huì)探究傳感器使用的一般思維方式。探究活動(dòng)（四）：聽(tīng)話的機(jī)器人自動(dòng)識(shí)別障礙停止1、安裝超聲波傳感器。2、講解超聲波傳感器的工作原理。3、探究提示：當(dāng)超聲波測(cè)距傳感器與障礙物距離小于10時(shí)，馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)左（右）軌跡傳感器探測(cè)到黑線時(shí)，左（右）馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，檢測(cè)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)是否異常。1、安裝超聲波傳感器2、聽(tīng)老師講解，理解超聲波傳感器的工作原理，在原有腳本基礎(chǔ)上搭建超聲波避障腳本。3、根據(jù)探究提示，調(diào)試機(jī)器人，小組交流成果。進(jìn)一步理解兩個(gè)傳感器的工作原理，學(xué)會(huì)檢測(cè)維護(hù)。體檢機(jī)器人算法設(shè)計(jì)的過(guò)程和方法。探究活動(dòng)（五）：自主探究，思考并完成循線算法表格?？偨Y(jié)機(jī)器人循線算法，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行調(diào)試完成機(jī)器人循線任務(wù)。組織學(xué)生進(jìn)行超聲波傳感器的測(cè)障調(diào)試。自主探究，完成課本P96-97頁(yè)的算法表格填寫(xiě)。小組合作，完成機(jī)器人循線腳本、超聲波傳感器避障