機(jī)器人教學(xué)設(shè)計(jì)

校外活動(dòng)中心2017年2月24日上午機(jī)器人班教案第一課時(shí)機(jī)器人歌唱家一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、用“發(fā)音”模塊編寫(xiě)程序，讓機(jī)器人唱歌。2、初步學(xué)會(huì)使用“控制模塊庫(kù)”中的“永遠(yuǎn)循環(huán)”模塊編寫(xiě)程序，讓機(jī)器人反復(fù)唱歌。3、了解順序結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。二、新課導(dǎo)入機(jī)器人小丁丁剛離開(kāi)生產(chǎn)車(chē)間來(lái)到這里，認(rèn)識(shí)了這么多的小朋友，他真是太高興啦！正想著唱支歌慶祝一下與大家的相識(shí)呢。今天我們就來(lái)幫幫這位剛認(rèn)識(shí)的機(jī)器人朋友，讓它完成唱歌的心愿好嗎？機(jī)器人唱歌需要用小喇叭發(fā)聲。在程序中，可以通過(guò)“發(fā)音”模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。一個(gè)“發(fā)音”模塊要可以設(shè)置一個(gè)音符，讓機(jī)器人發(fā)出一個(gè)具有一定高低、長(zhǎng)短的音?！白寵C(jī)器人唱歌”這個(gè)程序涉及到的模塊較少，只要按照樂(lè)譜設(shè)置“發(fā)音”模塊，然后將各模塊依次連接起來(lái)即可。下面是編程的具體步驟，我們一起來(lái)做一下吧！三、新課講授步驟1：運(yùn)行VJC仿真軟件，進(jìn)入主程序窗口。在流程圖編輯界面中，點(diǎn)擊“執(zhí)行器模塊庫(kù)”中的“發(fā)音”模塊，將其拖到流程圖生成區(qū)，連接在主程序的下面（圖3、1—1）

步驟2：右擊“發(fā)音”模塊，打開(kāi)參數(shù)設(shè)置對(duì)話(huà)框（圖3、1—2）,在其中選擇音頻和時(shí)間。例如：圖3、1—2中選擇的音頻為1,時(shí)間為四分之一音符。時(shí)間的］:展0.2500音頻（Hz］：莖.?「自定義..??”時(shí)間的］:展0.2500音頻（Hz］：莖.?「自定義..??”休止符日長(zhǎng)?音高圖3、1日長(zhǎng)?音高圖3、1—3二分之一音符*四分之一音符

八分之一音符

十六分之一音冬圖3、1—2步驟3：繼續(xù)通過(guò)“發(fā)音”模塊設(shè)置其他音符，編輯完成的歌曲程序如圖3、1—3所示。步驟4：把“程序模塊庫(kù)”中的“結(jié)束”模塊拖到流程圖生成區(qū)，如圖3、1—4所示。這樣，一個(gè)簡(jiǎn)單的直行程序就編寫(xiě)完了。

執(zhí)行器模塊庫(kù)傳感器模塊庫(kù)控制模塊庫(kù)程序模塊庫(kù)新建子程序圖3、執(zhí)行器模塊庫(kù)傳感器模塊庫(kù)控制模塊庫(kù)程序模塊庫(kù)新建子程序圖3、1—4步驟5：流程圖編好后，點(diǎn)擊工具欄中的“仿真”快捷按鈕（圖3、1—5）,進(jìn)入仿真環(huán)境主界面。步驟6：在仿真環(huán)境主界面中，點(diǎn)擊“運(yùn)行”鍵，可以得到一個(gè)虛擬機(jī)器人。將虛擬機(jī)器人放到中間的運(yùn)行區(qū)，它就會(huì)自動(dòng)執(zhí)行程序。在本例中，機(jī)器人則將演奏所編的歌曲。注意：對(duì)于每個(gè)“發(fā)音”模塊都需要設(shè)置音高和音長(zhǎng)。音長(zhǎng)決定機(jī)器人所發(fā)聲音的長(zhǎng)短。音高決定機(jī)器人所發(fā)聲音的高低。在編程時(shí)，您也可以選擇“自定義”，直接輸入音頻值和時(shí)間值。如果選擇了“休止符”，則機(jī)器人將不發(fā)音。休止的時(shí)間可以選擇四分之一音符等，也可以選擇“自定義”，然后輸入時(shí)間值。校外活動(dòng)中心2017年2月24日上午機(jī)器人班教案第二課時(shí)讓機(jī)器人唱“doremi,一、教學(xué)目標(biāo)機(jī)器人不僅能夠簡(jiǎn)單的發(fā)音，他還能像人一樣唱出動(dòng)聽(tīng)的歌呢！快快行動(dòng)，依次添加3個(gè)“發(fā)音”模塊，讓機(jī)器人唱起，如圖3、1—7所示，將設(shè)置悅耳的一組數(shù)據(jù)填寫(xiě)到表圖3、1—8中。音高音頻日長(zhǎng)時(shí)間模塊名稱(chēng)do（低、中、高）re（低、中、高）mi（低、中、高）機(jī)器人剛學(xué)會(huì)了唱歌，真是太高興啦！可他還沒(méi)唱夠就停下了，有什么辦法能讓他不停地唱呢？想讓機(jī)器人不停地唱，可以從“控制模塊庫(kù)”中找到“永遠(yuǎn)循環(huán)”模塊，它的功能是永無(wú)休止的循環(huán)，即永遠(yuǎn)執(zhí)行同一段程序。二、操作步驟步驟1：打開(kāi)前面讓機(jī)器人唱“doremi”的程序，并添加“永遠(yuǎn)循環(huán)”模塊。（1）把3個(gè)“發(fā)音”模塊拖離流程圖。（2）把“控制模塊庫(kù)”中的“永遠(yuǎn)循環(huán)”模塊連接到“主程序”模塊下方。步驟2：把需要反復(fù)執(zhí)行的3個(gè)“發(fā)音”模塊添加到循環(huán)結(jié)構(gòu)中，并進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，這樣機(jī)器人就會(huì)不停的歌唱。步驟3：到仿真環(huán)境中運(yùn)行程序，如果對(duì)運(yùn)行結(jié)果不滿(mǎn)意，再回到主程序進(jìn)行調(diào)試。步驟4：?jiǎn)螕艄ぞ邫谥械摹氨４妗卑粹o，打開(kāi)保存對(duì)話(huà)框，將文件命名后，以“VJC流程圖文件（禮flw）”為文件類(lèi)型，保存文件。選一段你喜歡的樂(lè)曲，使用“永遠(yuǎn)循環(huán)”模塊編寫(xiě)程序，讓機(jī)器人不停的唱。一點(diǎn)通程序結(jié)構(gòu)可以分為順序結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)和選擇結(jié)構(gòu)三種，它們決定了程序的執(zhí)行過(guò)程。讓機(jī)器人唱一次歌用的是順序結(jié)構(gòu)，而無(wú)休止的唱?jiǎng)t用了循環(huán)結(jié)構(gòu)。前一程序在執(zhí)行時(shí)，按照模塊的排列執(zhí)行，后一程序在執(zhí)行時(shí)，重復(fù)執(zhí)行“發(fā)音”模塊。校外活動(dòng)中心2017年2月24日上午機(jī)器人班教案第三課時(shí)自由行走一、教學(xué)目標(biāo)1、學(xué)會(huì)用“傳感器模塊庫(kù)”中的“紅外測(cè)障”模塊編寫(xiě)程序，幫助機(jī)器人躲避障礙。2、學(xué)會(huì)用“傳感器模塊庫(kù)”中的“碰撞檢測(cè)”模塊編寫(xiě)程序，讓機(jī)器人檢測(cè)前后左右方向的碰撞。3、學(xué)會(huì)使用“條件判斷”模塊控制程序的流向。機(jī)器人可以像人一樣在散步的過(guò)程中，欣賞欣賞風(fēng)景，然后又繼續(xù)走。遇到障礙物能自動(dòng)避開(kāi)，但不會(huì)撞上去，這時(shí)就用到了機(jī)器人的“眼睛”一一紅外傳感器，“看”到障礙物，機(jī)器人要轉(zhuǎn)過(guò)障礙物行走。二、新課講授1、紅外測(cè)障”模塊編寫(xiě)程序機(jī)器人在前進(jìn)過(guò)程中用紅外傳感器進(jìn)行檢測(cè)，如果前方?jīng)]有障礙，機(jī)器人就繼續(xù)前進(jìn)；如果有障礙，則要判斷左方或右方有沒(méi)有障礙，若左方有障礙，則向右轉(zhuǎn)；若右方有障礙，則向左轉(zhuǎn)。步驟1：運(yùn)行SVJC仿真系統(tǒng)，進(jìn)入主程序窗口，把“傳感器模塊庫(kù)”中的“紅外測(cè)障”模塊連結(jié)到“主程序”模塊下方。步驟2：設(shè)置“紅外測(cè)障”模塊。右擊“紅外測(cè)障”模塊，出現(xiàn)“紅外測(cè)障模塊”對(duì)話(huà)框。①單擊“檢測(cè)完成后，進(jìn)行條件判斷”按鈕，出現(xiàn)下一層對(duì)話(huà)框，此時(shí)，“紅外變量一”后的“二二”“前”表示前方有障礙物是判斷條件。②單擊“紅外變量一”按鈕，出現(xiàn)“變量白寶箱”對(duì)話(huà)框，我們可以看到“紅外變量一”后面有一把小鑰匙，表示這個(gè)變量被選中。單擊“確認(rèn)”按鈕。③在“紅外測(cè)障模塊”對(duì)話(huà)框中，單擊“確定”按鈕。步驟3：把“執(zhí)行器模塊庫(kù)”中的“轉(zhuǎn)向”模塊添加到“是”的一側(cè)，“前進(jìn)”模塊添加到“否”的一側(cè)，最后添加“結(jié)束”模塊。下面使用“條件判斷”模塊檢測(cè)機(jī)器人左方的是否有障礙。步驟1：把“前進(jìn)”模塊拖離流程圖。步驟2：把“控制模塊庫(kù)”中的“條件判斷”模塊添加到流程圖中。步驟3：設(shè)置“條件判斷”模塊。①右擊“條件判斷”模塊，在出現(xiàn)的對(duì)話(huà)框中單擊“整型變量一”，出現(xiàn)“變量白寶箱”對(duì)話(huà)框。②單擊“紅外變量”按鈕，選擇“紅外變量一”，單擊“確定”。③在“條件判斷”對(duì)話(huà)框中，繼續(xù)選擇“紅外變量一”“二二”“左”，單擊“確定”按鈕。步驟4：在“條件判斷”模塊“是”的一側(cè)添加“右轉(zhuǎn)”模塊，“否”的一側(cè)添加“前進(jìn)”模塊,如圖4.1-9所示。用類(lèi)似的方法檢測(cè)機(jī)器人右方是否有障礙。步驟1：把“前進(jìn)”模塊拖離流程圖后，添加“條件判斷”模塊。步驟2：打開(kāi)“條件判斷”模塊對(duì)話(huà)框，選擇“紅外變量一”“二二”“右”，然后單擊“確定”按鈕。步驟3：把“直行”模塊和“左轉(zhuǎn)”模塊添加到流程圖中。在上面這個(gè)程序中，機(jī)器人的“直行”模塊只運(yùn)行了一次，這一步不能太長(zhǎng)，否則就會(huì)在檢測(cè)到障礙物之前就會(huì)撞上障礙物。因此，需要讓機(jī)器人小心翼翼的檢測(cè)一步走一小步，不斷反復(fù)，直到檢測(cè)到障礙物后停下來(lái)。這一過(guò)程可以用“永遠(yuǎn)循環(huán)”模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。步驟1：把“紅外測(cè)障”模塊連同它下面的模塊脫離流程圖。步驟2：把“控制模塊庫(kù)”中的“永遠(yuǎn)循環(huán)”模塊添加到流程圖中。步驟3：把“紅外測(cè)障”模塊連同下面的模塊一起連接到循環(huán)結(jié)構(gòu)中，再添加“結(jié)束”模塊。步驟4：以“三方避障.flw”為名保存程序，然后到仿真環(huán)境下運(yùn)行。①單擊“仿真”按鈕進(jìn)入仿真環(huán)境。②執(zhí)行“實(shí)體”一一“障礙物”一一“矩形”命令，在場(chǎng)地中畫(huà)出圍墻。③執(zhí)行“運(yùn)行”命令，把機(jī)器人放到封閉場(chǎng)地內(nèi)釋放，觀察機(jī)器人的運(yùn)行情況。下面我們?cè)诔绦蛑刑砑印跋到y(tǒng)時(shí)間”模塊和“顯示”模塊，在機(jī)器人行走過(guò)程中實(shí)