苏科版初三年级信息技术机器人教学建议课件

机器人 选修 为什么学习和了解机器人技术 机器人技术越来越走进我们的生产生活和学习 国外已经将机器人基础教育引进到中小学校 机器人课程作为新兴课程 有比较特殊的开设条件 软件条件 师资少 没有任何经验积累 之前几乎没有针对中学的教材 已有教材太过深奥 硬件条件 需要较大的教室 甚至需要大于普通机房 需要大量供初中生使用的器材 价格昂贵 还要考虑器材的耗损 需要定做或者购买各种各样的场地模型 初中机器人课程的特点 课程难易程度低起点 高发展 结合多门学科 程序设计 劳技 物理 完全是小组学习模式 大量实践练习 培养学生合作解决问题的能力 初中机器人课程教什么 简单物理结构 相关马达和传感器知识和应用 机器人控制软件 程序语言 完成相关实验和任务 教学思路 通过各单元学习 使学生认识机器人 了解机器人 最终学会制作简易机器人 撕下机器人神秘的面纱 让学生与社会发展更加紧密联系起来 更快适应社会的发展 学习后期大量的实践练习 设置分层次任务 兼顾各层次学生 让所有学生都能做出自己的简易机器人 沉浸在学习乐趣当中 课时建议 由于机器人课程后期以大量任务为主 每个任务都需要大量的时间在调试和修改机器人结构和程序上 最好能够两节连上 确保任务能够顺利完成 因为每个活动需要调试和修改时间特别多 所以以下涉及到的学生活动课时是按每一课时1个半小时设置的 第一单元 第一课时 初识机器人 机器人的概念机器人系统的构成机器人体的组成机器人的用途机器人的未来 第二课时 走近课堂机器人 根据自己学校选购的产品做相关介绍 传感器的介绍及简单工作原理产品控制器的介绍 单片机介绍简单机械结构的运用学习本产品的编程软件 介绍软件的界面 各模块作用以及介绍如何编写测试传感器的程序学会程序的写入和启动程序 学习利用控制器来检测各传感器的工作情况 完成简单结构搭建 齿轮传动结构 学生活动 第二单元建议 第三课时 让你的机器人动起来 介绍算法的概念以及算法的描述介绍程序的结构 顺序结构 分支结构 循环结构 并用流程图表示出来 利用输出设备模块和时间模块编写程序 让你的机器人动起来学会控制机器人前进 后退和转弯 顺序结构和功能模块的使用 机器人转弯 一个马达正转一个马达反转 转弯半径最小 原地转弯一个马达正转一个马达停 转弯半径稍大一个马达大功率正转一个马达小功率正转 转弯半径最大 1 控制机器人前进5秒钟停止 2 控制机器人后退4秒种停止 3 分别编写3种不同转弯方式的程序 让学生体会实际效果 提高任务 试着控制机器人走正方形 学生活动 第四课时 传感器控制机器人运动 复习分支和循环结构了解变量的概念 学会定义及使用传感器变量学会利用传感器控制机器人的运动 分支及循环结构使用 变量的概念 定义及使用 各传感器的使用 1 机器人前进 撞到障碍物 墙 后 就后退2 当机器人听到大于80分贝的声音就原地打转3 正常前进的机器人发现地面变黑 就停止运动 4 检测到机器人距离障碍物有5cm 机器人就停止运动 提高任务 当声音大于70分贝时机器人前进 碰到墙壁后机器人立刻掉头返回起点 学生活动 第三单元 机器人学习活动 制作一个能够沿着场地内轨迹运动的机器人 教师给出模型 单光感 双马达 分析算法 学生自行完成程序编写 调试 分支循环结构 灰度传感器使用 第五课时 循迹机器人 1 分析任务 机器人需要能够沿着黑线运动 且不能脱离黑线 2 分析环境 白色场地 黑色轨迹 无规则线 颜色有变化 3 机器人可能用到的感觉器官 光电传感器 灰度传感器 使用1个灰度传感器4 分析算法 利用灰度传感器检测到的值的变化来控制机器人运动 阈值和极值的概念 分析方法及步骤 重点 学会分析问题的方法和步骤学会解决问题的方法 画出流程图能够控制好机器人完成任务 难点 分析解决问题的途径及方法控制好你的机器人 该用多大速度控制 该选用什么样的转弯方式 阈值的计算 重点及难点 学生活动 机器人走曲线 提高任务 机器人沿正方形轨迹运动 与之前做的比较 第六课时 利用两个灰度传感器沿轨迹运动 任务同第五课 分支的嵌套 双传感器 分析比较双传感器沿轨迹运动和单传感器沿轨迹运动相比有什么样的特点 重点 分支的嵌套完成任务 难点 机器人的控制 运动方式和阈值测量分析比较单传感器 双传感器轨迹机器人的优势 重点及难点 学生活动 沿一段曲线运动 走正方形轨迹 提高任务 沿轨迹运动完后停在终点 第七课时 机器人走 井 字轨迹 分支及循环结构 灰度传感器的应用分析任务 走到一条交叉黑线时 机器人能够精确向右转90 并继续沿轨迹直行分析环境 井字形黑线 白色底板分析结构 灰度传感器 由于要沿轨迹 又要判断前面横着的黑线 所以要两个传感器 平行置于机器人前端 分析算法 机器人沿黑线向前行驶 当两个传感器都检测到黑线 读数都小于到某个值 机器人右转 当左边传感器连续两次读数都小于某个值时 完成转弯 继续沿轨迹直行 否则机器人右转 学生活动 根据算法描述和画图演示 学生分组画出流程图 并写出程序 完成从A沿轨迹运行到B点 图1 提高任务 在井字路线中沿矩形轨迹运动 图2 第八课时 走迷宫机器人 触动和测距传感器的应用 分支与循环结构 分析任务 走出迷宫分析环境 四面墙壁 没有光 迷宫内路线不明 分析结构 根据前面所介绍的传感器的种类和作用 觉得触动传感器和测距 超声波 传感器最适合的 分小组讨论算法 要求 选择好所用的传感器以及使用的数量和传感器的位置 分析好传感器状态的变化以及不同状态下对应的机器人运动的改变 完成算法的描述 流程图 调试完成任务 走迷宫机器人比较灵活 因为可用两种不同传感器配合完成 也可选一种多个传感器完成 算法多样 没有固定的算法 学生根据分析结果自行修改自己小组算法 并写出程序 进行调试 最后小组展示成果 互相学习 学生活动 第九课时 计数机器人 任务分析 能够记录下走过黑线的条数 并停在指定的黑线上分析环境 白色底板 黑色粗细不等线条 分析结构 使用一个灰度传感器即可 分析算法 需要定义一个整型变量存放走过黑线的量 并以此量作为循环的条件 机器人A点出发 正常前进 并最后停在第5条黑线上学生画流程图 写程序 完成任务 学生活动 分析原因 由于线粗 机器人在走过这条黑线时 可能会当作过了2条甚至更多的黑线 记录值发生错误 解决 A自加1后 加上一个一个直到型循环 问题解决 无法完成任务 第十课时 双传感器沿着轨迹行驶又要计数的机器人 将双传感器沿轨迹和计数合并完成 综合考察 学生自行完成所有的分析和制作 要求 机器人沿轨迹运动并停在第4条黑线上 学生活动 提高任务 机器人沿轨迹运动 并停在第4条黑线上 线变复