《机器人沿线行走》教学设计

1、学习好资料欢迎下载第 7 课 机器人沿线行走【教材分析】本课是机器人单元中难度较大的一课， 综合性很强。本课涉及传感器的使用、 电机的使用、变量的使用、 条件循环程序设计和分支结构程序设计， 是一节机器 人知识综合运用课。 由于本课容量较大， 要讲透所有的知识点需要两课时。 传感 器和电机的使用、 条件循环和分支结构程序设计作为第一课时， 程序的完善和调 试作为第二课时。具体而言，第一课时讲机器人沿线行走的前三种情况（直走、 左偏、右偏）及变量的使用，第二课时讲机器人行走的后两种情况（完全左偏、 完全右偏） 。从整体上看， 本课主要让学生理解机器人沿线行走的原理是通过灰 度传感器来不断地判断自

2、己行走时的状态，并通过修改电机参数来进行实时调 整。【学情分析】本课的教学对象是小学六年级学生， 我仔细分析学情后发现， 本课的教学难 度较大，所以在教学过程中应注重对学生进行科学的学习方法的培养和训练。 结 合本节课我设计了三个任务， 明确要求， 在较难的环节有自学提示卡帮助， 注重 培养学生的自主学习能力。 在完成任务过程中， 提倡邻近的同学互相帮助， 培养 孩子们的合作精神。【教学目标与要求】 了解沿线追踪比赛规则、灰度传感器的工作原理，学会检测“学生机器人” 向左偏、向右偏、完全左偏、完全右偏的情况，学会编写机器人沿轨迹线行走程 序。以自主探究学习、合作学习的方式，掌握编写机器人沿轨迹

3、线行走的程序， 逐步培养学生的创造性思维能力， 让学生在解决问题的过程中， 体会成功的快乐。【教学重点与难点】 重点：学会在系统设置中添加和设置灰度传感器，学会检测“学生机器人” 向左偏、向右偏、完全左偏、完全右偏，学会编写机器人沿轨迹线行走程序。难点：学会检测“学生机器人”向左偏、向右偏、完全左偏、完全右偏，理 解 max 变量的含义，学会编写机器人沿轨迹线行走程序【教学方法与手段】 实验法、任务驱动法。 【课时安排】 安排 2 课时。【教学准备】 学习者能够基本熟悉机器人的原理 【教学过程】第一课时学习过程教师与学生活动设计意图一、视频导入播放“机器人沿线走比赛”视 频。师：机器人沿线走比

4、赛就是沿 着地图上的轨道竞速行走，让我们 也来进行一场机器人沿线走比赛 吧！引出本课课题 机器人沿 线行走积累感性经验， 让学 生直观感受机器人沿线 走的过程。二、新授： 机器人沿线 走的原理师：行走是机器人的基础动作 之一，那它是如何识别地图上的轨 迹线的呢？生：交流讨论。师：轨迹线和场地颜色的灰度 值有较大的差异。机器人就是通过 灰度传感器来判断行走时的位置， 然后及时调整行走方式，保证始终 沿着轨道行走。师：我们在之前就已经学习过 灰度值的概念，让我们一起来回顾 一下。请同学们分组上来测试一下回顾旧知识，消除学 生对新知识的陌生感， 为 接下来的教学作铺垫。场地和轨迹线的灰度值分别是多

5、少。生：分组测试灰度值并记录。师：通过刚才的机器人测灰度 值，请结合“机器人沿线走比赛” 视频，想想看在机器人沿线行走的 运动过程中，机器人与黑线之间一 共有哪几种情况？生：交流讨论。五种情况：机器人完全在线上， 机器人向左偏，机器人向右偏，机 器人完全左偏，机器人完全右偏。师：我们需要依据机器人在运 动过程中与黑线的位置关系，来编 写相应程序。三、编写程序师：下面我们就开始编写机器 人沿线行走的程序。1. 新建一个程序。2. 自定义两个变量 black 、max。 black 表示场地和轨迹线感光值的 中间值，max表示机器人在运行中的 状态。师：black 的值就是我们刚刚测 试的场地和轨

6、迹线的灰度值的中间 数，同学们算算是多少。生：计算 black 的值。师：关于变量 max，我们可以事 先规定好，max=0表示机器人向左侧 偏， max=1 表示机器人向右侧偏，万事开头难，详尽细 致的演示过程帮助学生 克服难点知识， 引导学生 一步步进行操作， 以便开 始程序部分的学习。max=2表示机器人在轨迹线上。 我们 可设定 max 的初始值为“ 2”。生：定义变量 black 、 max，完 成程序初始化操作。师：下面我们需要设置灰度传 感器。1. 单击“系统设置”菜单中的 “传感器设置” 命令，设置“通道 1” 和“通道 2”都是“灰度传感器”。2. 在工作区添加两个“灰度传

7、感器”控件，分别设置属性为“灰 度传感器（ 1 通道）”和“灰度传感 器（ 2通道）”。生：完成灰度传感器的设置操 作。四、情况一： 机器人在黑 线上师：下面我们先来编写机器人 完全在线上时对应的程序。1. 添加一个“单分支”控件， 设置其属性为“条件一：灰度传感 器（1 通道）的值 black ”与“条 件二：灰度传感器（ 2 通道）的值 black ”。2. 在该“单分支”控件中添加 一个“直流电机”控件，设置“直 流电机 1：正传 速度 15”“直流电 机 2：正传 速度 15”。 生：完成机器人在线上时的程序编 写。从最简单的情况入 手，开始编写程序，树立 学生对本课编程部分的 信心。

8、五、情况二：师：地图上的轨迹不总是直线，过渡到较为复杂的机器人左偏在遇到转弯或曲线时，机器人就会 由于惯性而偏离黑线，这时我们就 要对机器人的运动方向进行校正。 我们先来思考一下，当机器人向左 偏的时候，传感器会读到怎样的灰 度值呢？生：交流讨论。师：当机器人向左偏时，左边 的传感器就在地图的白色区域，而 右边的传感器还是在黑色的轨迹线 上。我们可以根据这个来编写机器 人左偏时对应的程序。1. 添加一个“单分支”控件， 设置其属性为“条件一：灰度传感 器（1 通道）的值 black ”与“条 件二：灰度传感器（ 2 通道）的值 black ”。2. 在该“单分支”控件中添加 一个“直流电机”控

9、件，设置“直 流电机 1：正传 速度 15”“直流电 机 2：停止”。生：完成机器人左偏时的程序 编写。情况，引导学生在实际环 境中更好地理解该段程 序的意义。六、情况三： 机器人右偏师：机器人右偏的情况与左偏 正好相反，我们该如何编写该段程 序呢？1. 添加一个“单分支”控件， 设置其属性为“条件一：灰度传感 器（1 通道）的值 black ”与“条该部分编程给了学 生更多自主操作的机会， 既检测学生之前的学习 效果，又锻炼学生举一反 三的能力。件二：灰度传感器（ 2 通道）的值 black ”。2. 在该“单分支”控件中添加 一个“直流电机”控件，设置“直 流电机 1：停止”“直流电机 2

10、：正 传 速度 15”。生：完成机器人右偏时的程序 编写。第二课时学习过程教师与学生活动设计意图七、情况四： 机器人完全 左偏师：在我们之前所考虑的左偏和 右偏的情况下，机器人都是还有一半 边在轨迹线上的。但当机器人完全脱 离轨迹线时，情况就不同了， 传感器 又会读到怎样的灰度值呢？生：交流讨论。师：当机器人完全左偏时， 左右 边的传感器就都在地图的白色区域 上了， 这时 max的值为 0。我们可以 根据这个来编写机器人完全左偏时 对应的程序。1. 添加一个“单分支”控件， 设置其属性为“条件一：灰度传感器 （1 通道）的值 black ”，“条件 二：灰度传感器（ 2 通道）的值 black

11、 ”以及“条件三： max=0”。2. 在该“单分支”控件中添加 一个“直流电机”控件， 设置“直流 电机 1：正传 速度 15”“直流电机引发迁移，在已有知 识的基础上， 让学生对机 器人沿线走的另两种情 况有更加深刻的理解， 并 得出解决问题的策略。2：反转 速度 2”。 生：完成机器人完全左偏时的程 序编写。八、情况五： 机器人完全 右偏师：机器人完全右偏时， 左右两 边的传感器也都在地图的白色区域 上了，我们只能根据 max的值来区分 完全右偏和完全左偏。完全左偏时 max的值为 0，而完全右偏时 max的 值为 1。请同学据此来编写机器人完 全右偏时对应的程序。1. 添加一个“单分支”控件， 设置其属性为“条件一：灰度传感器 （1 通道）的值 black ”，“条件 二：灰度传感器（ 2 通道）的值 black ”以及“条件三： max=1”。2. 在该“单分支”控件中添加 一个“直流电机