浙教版九年级上册第15课科学《机器人认路》教案.docx

机器人认路一、教材分析传感器是机器人的重要构成部件之一，能感受规定的被测量物并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，前几课中的机器人并未涉及传感器的应用，也就不能针对外界信息的变化而做出反应。本课开始着重介绍传感器相关知识及应用，从而让机器人具备感知外界信息并运用获取的信息完成相应任务的能力。本课主要选择能检测物体表面灰度级别的灰度传感器来感知地面颜色，因此安排了“机器人认路”这一项目。除了传感器，机器人还需要一个“认路”的程序，在认路过程中，机器人会根据获取的信息做出相应的“判断”，这里就会涉及程序中的分支结构，分支结构是除顺序结构、循环结构以外另一种重要的基本结构。通过该任务的实现能使学生更好地运用分支结构编写程序，培养学生的程序思维。二、学情分析通过前几节课的学习，学生初步熟悉了VJC仿真软件，掌握了“直行”、“转向”模块的设置，并认识了程序的顺序结构和循环结构。本节课在此基础上，让学生初步认识VJC的“传感器模块库”，重点掌握“地面检测”传感器模块的使用，让机器人在“认路“过程中，对地面颜色值做出判断，从而做出相应的动作选择。三、教学目标知识与技能：1.了解地面检测传感器的作用及简单原理。2.掌握分支结构中的条件设置。过程与方法：通过机器人认路项目的实施，理解机器人获取地面灰度值的方式，初步掌握利用分支结构和循环结构编写程序。情感态度与价值观：通过机器人认路活动，培养学生的程序思维能力，激发学生对机器人进一步探究的兴趣。四、教学准备多媒体网络教室，安装VJC仿真软件五、教学过程1.创设情境，导入新课播放“无人驾驶汽车”视频，让学生带着问题观看：如何实现无人驾驶？生：汽车上安装了摄像机、测距传感器、激光雷达、导航地图等设备，实现了无人驾驶。师：我们看到这款无人驾驶的汽车主要根据雷达、地图导航识别道路。这节课我们也来模拟探究设计一款自动认路的机器人，让它沿着讲台桌周围的红色道路行走，蓝色为起点，黄色为终点。可以实现吗？2. 师生合作，探究学习-总结出机器人认路方案（1）实验模拟，建立数学模型实验模拟：请一名同学戴眼罩作为机器人，在另一位同学的帮助下，沿教室中的“红色轨迹”从起点走到终点。建立数学模型1.边走边进行地面检测2.检测到红色时，直行检测到黑色时，右转检测到橙色时，停止学生活动：从实验中理解机器人什么时候前进/什么时候转弯/什么时候停止，从而引出机器人在仿真环境中怎么识别“道路”地面检测。（2）探究活动一：“地面检测”初体验介绍“地面检测”传感器功能“地面检测”传感器，也叫灰度传感器，用于识别黑白程度不同的色带。在VJC仿真环境中，设计一个简单的程序，检测“沿线走”场地中的四种颜色值，并记录。红色 橙色 蓝色 黑色 学生活动：学生尝试使用“地面检测”传感器检测地面灰度值，并使用“显示”模块显示灰度值。（3）探究活动二：构建分析流程图师生共同分析机器人如何实现认路，并让学生尝试着到黑板上摆放流程图。开 始永远循环地面检测显 示前 进条件判断=170条件判断170右 转停 止结 束否否是是学生活动：学生参考黑板上的流程图，编写程序，并调试程序，实现机器人“认路”。（3）.学生作品展播 问题预测：学生参照以上流程图编写程序仿真后，发现机器人转弯时脱轨，原因何在？教师分析：是因为前进时的速度太快，导致机器人来不及进行转弯判断而脱轨。学生根据分析，再改进调试程序，直至实现机器人“认路”。5.课堂小结（1）思考：实现机器人认路的关键是什么？（2）通过前一段的学习，我们知道了机器人能搬货，能巡逻，你觉得我们本节课研究的认路机器人能帮助我们做什么？六、板书设计1.实验模拟2.建立数