探索者系列D1机器人课程教案

探索者系列D1机器人课程

教案

总学时：20周学时：2

使用教材：D1机器人套件配套教材

授课教师：___________________________

授课班级：___________________________

本课程教学目的

1、培养学生动手实践操作能力。

2、培养学生能够熟练掌握对计算机的基础操作能力。

3、培养学生良好的信息素养，为适应信息时代的学习、工作和生活打下坚实的基础。

4、培养学生主动学习和自学能力。

5、培养学生的创新思维和创造能力。

6、通过学习Mind+软件的模块化编程加强对学生逻辑思维的培养。

本课程教学要求

结合实际情况，在教学过程中以学生为本，重在实践、重在操作、重在发展，要加

强对学生自学能力、信息处理能力和创造力的培养。通过本课程的学习，要让学生对办

公软件、Arduino开源硬件、Mind+软件等有深入的了解。

本课程教学方法和措施

1、采用项目式教学法，每堂课以完成任务的形式激发学生主动学习、主动实践，从而端

正其学习态度。

2、定期举行创客小马拉松，有利于学生发散思维、专注创新。

考核方式

1、定期举行的创客小马拉松作为其中的一个考核环节，每次的创客小马拉松成绩汇总作

为最终考核成绩的30%。

2、课程全部结束后进行一次学期末创客马拉松，给定课题，学生以小组的形式完成创作,

学期末创客马拉松的成绩占最终考核成绩的70%«

1

周次第1周时间年月日第节

章节名称第1课点亮星灯

授课方式理论课（4）实践课（4）教学时数1

《点亮星灯》位于《Arduino机器人设计与制作》课程的第一单元《创

意小灯》的第一课，因为学生在此之前对Arduino机器人毫无了解，所以

学情分这一节课的学习，主要是让学生初步了解Arduino控制器，认识Arduino

机器人，帮助学生打破对机器人的神秘感，拉近学生和机器人的距离，激

发学生学习和探究机器人的兴趣。

1.能举例说明机器人的概念、组成与分类，能够辨别不同的机器人；

2.初步了解Arduino控制板与Mind+编程环境；

教学目的

3.能够打开示例程序，将程序上传到Arduino控制板；

4.理解开源精神和开源文化。

1、机器人的大脑一Arduino控制板。

教学重点

2、完成控制板与LED灯的连接并使用Mind+软件编程点亮一盏灯。

教学难点编程软件Mind+的使用。

1、理论知识讲解阶段采用启发式教学，以提出问题的方式让学生更多地

参与到课堂中。

教学方法

2、实践操作环节采用项目式教学法，将学生分为5人一组的若干个小组，

给出项目课题，让学生自己完成课题。

一、教材前言（大致的讲解，让学生对课程内容有个概念。）

1、Arduino是什么？

Arduino是一款开源软硬件平台，时下不仅是众多创客青睐的创作利

器，同时也走进了中小学课堂。

2、本学期的教学计划。

本册共20个课时，1-14课时为必修部分，15-19课时为选修部分，

第20课时为最终考核的内容。

二、机器人是什么

1、概念

机器人是具备一些与人或生物相似的智能能力的自动化机器,简而言

之，就是“能自动工作的机器”。

2、组成（提问：人都由那些组成？…那么机器人呢？）

机器人的大脑一一主控制器

机器人的眼睛、耳朵和触角一一传感器

机器人的手足一一驱动器和执行器

3、分类（提问：同学们都有见过什么样的机器人？）

按照用途分类：工业机器人

农业机器人

教育机器人

2

军用机器人

医疗机器人

服务机器人（水下机器人、排险救灾机器人等）

教学内容按照功能分类：操作机器人、移动机器人、信息机器人、人机机器人

及过程按照受控方式分类：点位控制型机器人、连续控制型机器人

（以上两点顺带提及一下即可，或根据实际情况让学生自行上网查找）

三、机器人的大脑（教学重点）

机器人的大脑一一主控制器,是机器人的核心部件。就像人类的大脑，

也是非常重要的存在。不同的机器人使用的主控制器可能不一样。本册书

中使用的是一款比较简单的主控制器一一Arduino控制板。我们学习的套

件中使用的是名字叫Romeo的控制板，它是Arduino控制板的一种。

（配合PPT放出图片，并让学生找出Romeo）

四、Mind+编程环境（教学难点）

Mind+（下载地址http:〃mindplus.cc）是一款基于Scratch3.0开发的

图形化编程软件，不仅适合中小学生的学习，而且还能为想提高自身技能

的''创客”提供Arduin。、python/c/c++等高级编程语言的学习。支持

Arduino、micro:bit等各种开源硬件，只需要拖动图形化程序块即可完成

编程，让大家轻松体验创造的乐趣。

在桌面上找到Mind+软件图标，打开后是类似Scratch的编程环境，

将其由"实时执行"页面切换至"上传执行"页面，接着来熟悉一下Mind+的

界面，然后就是安装串口驱动，之后就可以新建项目，编写程序，将程序

上传到控制板上了。

（配合PPT进行讲解，同时让学生跟着动手操作，加深学生的印象，让他

们更好地掌握使用方法）

五、接线并编程（教学重点）

（配合PPT进行讲解）

（提问：只从字面理解的话，“点亮星灯”你觉得会需要什么硬件？）

我们需要的硬件是主控板和LED灯。

使用Mind+编写好的示例程序，需要上传给Arduino控制板才会产生

作用，单击“Mind+”中的“上传到设备”，当编程界面上方出现上传成

功提示后，就表示程序已经成功上传至控制板。

（接线和编程的过程中若出现问题，尽量把一个学生遇到的问题拿出来给

所有学生解决，以便提高课堂效率）

讨论

.尝试把程序中的=:去掉，控制板上的灯有什么变化吗？

练习1

作业2.试着编写一个程序，让LED灯一直被点亮。

3

教学后记

周次第1周时间年月日第节

章节名称第2课模拟交通灯

授课方式理论课（Y）实践课2教学时数1

《模拟交通灯》位于《Arduin。机器人设计与制作》课程的第一单元

《创意小灯》的第二课，经过第一节课的学习，学生对Arduin。机器人已

经有了一定的了解，掌握了Mind+串口驱动的安装，但是限于编程能力以

学情分析

及硬件的搭建，虽然感兴趣，但无从下手。通过这一节课的学习，学生真

正的动手体验Arduino机器人的魅力一一自己动手搭建硬件，编写程序，

模拟交通灯的效果。

1、能举例说明LED的用途与优势；

2、熟悉Mind+编程环境，掌握编程环境的基本的操作；

教学目的3、理解数字针脚、数字输出与延时函数的功能，通过连接LED和Romeo

感悟标准化构件和接口的意义与价值；

4、能够编写程序模拟交通灯，理解顺序结构及顺序执行思想。

1、LED灯的用途。

教学重点

2、能够正确连接硬件并编程实现模拟交通灯。

1、延时函数的用法。

教学难点

2、编程实现模拟交通灯。

1、理论知识讲解阶段采用启发式教学，以提出问题的方式让学生更多地

参与到课堂中。

教学方法

2、实践操作环节采用项目式教学法，将学生分为5人一组的若干个小组，

给出项目课题，让学生自己完成课题。

一、复习（提问的形式）

1、Arduino控制板的数字针脚与连接线怎么连接？

2、在Mind+中编写好程序之后的步骤是什么？

4

3、在Mind+指令区的哪个模块里面?

二、交通灯的秘密

1、交通灯的背景

1868年，在英国伦敦出现了世界上最早的交通灯，当时只有红、绿

两色，后来经过研究，增加了黄色灯。

1928年，上海的英租界出现了中国道路上最早的交通灯。

早期交通灯发出不同颜色的光是用不同颜色的灯罩实现的，灯罩是红

色就发出红色的光，灯罩是绿色的就发出绿色的光。（提问：有没有同学

知道现在我们看到的交通灯的发光装置是什么？）

2、LED灯的相关知识

LED灯的发光颜色有红、黄、绿、蓝、白几种，这些都是单色的，还

有全彩LED灯，它会动态发出不同颜色的光。

教学内容LED灯有体积小、耗电少、亮度高、发热低、寿命长、环保等优势，

及过程在现实生活中有很多应用。（提问：有没有哪位同学知道生活中LED灯都

用在哪里?）（配合PPT总结…卜LED灯的用途）

三、延时函数（教学重难点）

LED灯一亮一灭地闪烁实际是LED保持亮一段时间，再保持灭一段时

间。比如亮一秒，灭一秒，此时就可采用延时函数来实现。延时函数在

Mind+的“控制”模块中，单位为秒。

四、实践环节（教学重难点）

作品名称模拟交通灯

作品功能红灯与绿灯交替亮灭，实现对交通灯的模拟

甥材清单Romeo、USB数据线、红色LED、绿色LED

运行流程红灯亮；红灯灭，同时绿灯亮；绿灯灭，同时红灯亮……

1.将LED与Romeo连接起来，并记录LED连接的针脚

实现过程2编.写程序，控制LED的亮灭

3上.传程序，测试效果

首先，记录红灯和绿灯连接的针脚编号。

红色LED绿色LED

针脚编号

最后编写程序，完成模拟交通灯的效果。

（实践过程中一个学生出现的问题拿出来扩大化的讲解，提升课堂效率）

五、能力提升环节

同学们每天上学和放学的路上都会看到红绿灯,我们今天做的这个模

5

拟红绿灯跟平时看到的不一样,把你平时看到的红绿灯的特点填入下面这

张表格中，并尝试实现它。

作品名称交通灯2.0

作品功能

器材清单

运行流程

实现过程

讨论

练习尝试用你现在能获取到的材料帮红绿灯制作一个简易的外形。

作业

教学后记

周次第2周时间年月日第节

章节名称第3课时会“呼吸”的灯

授课方式理论课N)实践课2教学时数1

《会“呼吸”的灯》位于《Arduin。机器人设计与制作》课程的第一

单元《创意小灯》的第三课，经过上一节课的学习，学生已经掌握了数字

输出，延时函数。这一节课主要是学习控制LED的亮度，制作呼吸灯，在

学情分析

编写程序上，增加了直到型循环结构、模拟变量、模拟口的输出；在知识

内容上，增加了PWM知识。

1、了解PWM的功能，能够识别控制板上支持PWM的针脚编号；

2、理解模拟输出、模拟变量和直到型循环；

3、能够编写程序模拟呼吸灯效果，理解循环结构及循环执行思想；

教学目的

4、从简单的LED灯、闪烁灯再到呼吸灯，体验智能LED制作过程中

的迭代思维，感悟创意思维的价值。

1、掌握模拟输出和模拟变量、直到型循环的用法.

教学重点

2、能够完成接线并编程实现呼吸灯效果。

1、掌握直到型循环的用法。

教学难点

2、能够完成接线并编程实现呼吸灯效果。

6

1、理论知识讲解阶段采用启发式教学，以提出问题的方式让学生更多地

参与到课堂中。

教学方法

2、实践操作环节采用项目式教学法，将学生分为5人一组的若干个小组,

给出项目课题，让学生自己完成课题。

一、复习（提问形式）

1、红绿灯发光的主要部件是什么？

2、LED灯还有哪些用途？

3、延时模块在Mind+指令区的哪一个模块里面？

二、认识呼吸灯

（提问：有没有同学知道呼吸灯是什么东西？生活中哪些地方能看到呼吸

灯？）呼吸灯的应用在我们的生活中越来越常见，例如手机、电脑、家用

电器等电子设备上的信号灯、装饰灯等，具有提醒和装饰的作用。

呼吸灯的发光状态总是处在亮与灭的渐变过程中，由亮到灭和由灭到

亮都是呈现动态变化的，就像人在呼吸。

三、基础知识与基本技能（教学重难点）

1、PWM

PWM又称脉冲宽度调制，简称脉宽调制。Romeo有6个支持PWM

的数字针脚，这些针脚标有*或~标记，它们分别是3、5、6、9、10和11

号数字针脚。（这里暂停，让学生把Romeo拿出来找到这些数字针脚）

PWM的输出值范围在0-255之间，而普通的数字针脚输出值只有1

和。两个值，即只有高电平和低电平。（提问：知道了PWM针脚和普通数

字针脚的区别，那么呼吸灯应该使用哪一种针脚呢？）所以我们可以使用

PWM针脚，通过改变PWM针脚的输出值来改变LED灯的发光强度。

2、模拟输出和模拟变量

在程序中使用PWM针脚时，需要在Mind+中调用

遇稣弓I脚LEDXJ-值为国模块，（让学生去找到这个模块，加深他

们的印象）。

通过改变模块中的针脚号和输出信号模拟值就可以实现对PWM针脚

的赋值。

（提问：直接在模块中设置输出信号的模拟值只能设置固定的某一个

值，但呼吸灯需要的是不断在改变的值，有没有同学知道我们应该设置一

个什么东西来实现输出信号模拟值的变化呢？）

在程序设计中，如果想实现针脚模拟值的递增，就需要定义一个变量

7

（例如k）,这里我们可以在芟星中创建变量，并根据程序设计需要为它

命名，比如说把它命名为k,这里的模拟变量不是某一个特定的数值，它

是变化的，类似于数学函数里面的变量。

L£D灯，值为k

3、直到型循环

直到型循环结构是循环结构的一种，它由循环体、循环变量、循环终

教学内容

及过程

止条件三部分组成。在Mind+中，直到型循环位于控制中,

通过添加循环终止条件与循环体来实现相应的循环功能。（棍问：有没有

哪位同学可以告诉大家直到型循环的用法？）直到型循环结构是先在执行

了一次循环体之后，再对控制条件进行判断，当条件不满足时执行循环体,

满足时则停止。

四、实践环节（教学重难点）

作品名称呼吸灯

作品功能使LED产生类似于“呼吸”的发光效果

器材清单Romeo、USB数据线、LED

运行流程LED由灭逐渐变亮再由亮逐渐变灭，并一直循环下去

1.将LED与Romeo支持PWM的针脚连接起来

实现过程2.编写程序，控制LED的发光效果

3.上传程序，测试效果

1、硬件连接

2、编写程序

8

（PPT演示时适当给出小提示，让学生自己完成编程）

五、能力提升环节（教学难点）

完善程序，实现LED灯由灭逐渐变亮，再由亮逐渐变灭的过程。

讨论

1、改变程序中k的值和延迟的时间观察其与呼吸灯发光效果的关系。

券刁

2、尝试通过对多个LED添加不同的发光效果来制作出酷炫的魔幻呼吸灯。

作业

教学后记

周次第2周时间2018年月日第节

章节名称第4课电子骰子1.0

授课方式理论课（Y）实践课W）教学时数1

《电子骰子1.0》是第二单元《电子骰子》的第一课。本节课主要是

让学生了解数码管，制作电子骰子，在硬件搭建的角度上，增加八段数码

学情分析

管。

1、了解数码管的分类和用途。

2、能够正确连接数码管与Romeo,知道数码管中各LED所连接的数字针

教学目的

脚。

3、理解并能够正确使用随机数和选择结构。

9

4、能够使用数码管制作简单的电子骰子。

1、能够正确连接数码管与Romeo,知道数码管中各LED所连接的数字针

脚。

教学重点

2、理解并能够正确使用随机数和选择结构。

3、能够使用数码管制作简单的电子骰子。

1、理解并能够正确使用随机数和选择结构。

教学难点

2、能够使用数码管制作简单的电子骰子。

1、理论知识讲解阶段采用启发式教学，以提出问题的方式让学生更多地

参与到课堂中。

教学方法

2、实践操作环节采用项目式教学法，将学生分为5人一组的若干个小组，

给出项目课题，让学生自己完成课题。

一、复习（提问形式）

1,在Romeo控制板上，PWM针脚有哪些？

2、在用到PWM针脚时，会用到Mind+里面的哪个模块？

3、“直到型循环”能实现什么样的功能？

二、骰子与数码管

1、骰子

（提问：同学们有没有玩过骰子？生活中骰子都用在哪些地方呢？那

么骰子是怎么玩的？）最常见的骰子为六面骰，它是立方体小方块，六面

分别刻着1、2、3、4、5、6点，游戏的时候，摇到其中任意一点的概率

是1/6,产生的结果是随机的。

如今随着技术的发展，又出现了“骰子摇一摇”“投骰子”等应用软

件。

2、数码管

（提问：有没有同学知道数码管是什么？它是什么样子的？）

数码管是由多个发光二极管封装在一起组成的“8”字型半导体发光

器件。

数码管的分类：

按发光二极管的个数进行分类，数码管可分为七段数码管和八段数码

管，八段数码管比七段数码管多一个发光单元，多一个小数点显示。

10

按能显示多少个“8”又可分为一位、二位、三位等。

按发光二极管单元连接方式进行分类，数码管可分为共阳极数码管和

共阴极数码管。

（同学们可以找一下，套件里面的数码管是哪一个呢？）

三、基本知识与基本技能（教学重难点）

1、数码管集成模块

工

2女s£昌

3

品Q

O011

炉S•F2

必

一4N2

.cC

本课中使用的数码管是集成模块,

从右到左9个针脚依次为公共接地GND、a、b、c、d、e、f、g段LED及

小数点dp。（提问：数码管集成模块我们己经找到了，那么我们要怎么把

它连接到主控板上呢？）

直接连接后，数码管从右到左9个针脚分别连接的是主控板的GND、

13、12、11、10、9、8、7、6号针脚。

2、数码管集成模块的控制

数码管的控制其实也就是控制各个段位的LED。（提问：那么请同学们

尝试着使数码管显示数字1。）

教学内容

及过程遥设置八段数码管（D6-D13引脚）显示1▼

（提问：那么如果我想让八段数码管灭掉呢？应该怎么设计程序？）

（提问：那么请同学们编程让数码管显示数字5出来。）

3、随机数（教学难点）

制作电子骰子时，最重要的一点是能够让骰子产生随机数，我们可以

11

选取随机数从

通过随机数模块＜来实现。

随机数模块可根据需要设定最小值和最大值，这里的随机数范围是最

小值（包含最小值）到最大值（包含最大值）之间的整数。例如：

iSSk，K3

最小值为1最大值为5,则变量m的值可能的有1、2、3三个数。

4、选择结构（教学难点）

使数码管随机显示数字10次，可以使用for循环来实现。

for循环位于控制中，for循环每执行一次，都要判断该次

显示的随机数的数字是多少，以便执行显示相应数字的程序代码，此时需

要使用选择结构。

选择结构■位于控制中。

它实现的功能是：若条件满足时，则执行内部的语句；

若条件不满足时，则不执行内部语句。

逐D1机^人制?开始

设置k，的值为选取随机数从

条件语句

如果变量k=❶那么执行

-

遇设置八E蹶码管（D6-D13引脚）显示

M3执行语句

四、实践环节（教学重难点）

作品名称电子骰子1.0

作品功能模拟人工掷骰子的效果

器材清单Rome。、USB数据线、共阴极数码管

数码管随机显示1、2、3中的一个数，循环10次之后停

运行流程

止，显示最终的数字

1.将数码管与Romeo连接起来，并记录数码管段位对应

的针脚

实现过程

2.编写程序，控制数码管显示数字

3.上传程序，测试效果

（编写程序时可以根据PPT给出小提示，帮助学生完成程序。）

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上传程序，完成之后，多次按主控板上的Reset按键，观察每次出现

的数字。

五、能力提升(教学重难点)

日常生活中我们常见的骰子是六面的，结合所学的知识，尝试模拟六

面骰子的效果，随机显示数字1-6。

讨论

练习完成六面骰的效果。

作业

教学后记

周次第3周时间2018年月日第节

章节名称第5课电子骰子2.0

授课方式理论课N)实践课N)教学时数1

《电子骰子2.0》是第二单元《电子骰子》的第二课，通过前面的学

习，学生已经学会了制作简单的电子骰子。本节课将使用震动传感器模块

学情分析

集合数码管来制作更加复杂和有趣的电子骰子。

1、认识震动传感器，学会震动传感器的基本使用方法。

教学目的2、理解数字输入，能够合理使用子程序。

3、能够使用数码管和传感器制作复杂而有趣的电子骰子。

1、认识震动传感器，学会震动传感器的基本使用方法。

教学重点

2、理解数字输入，能够合理使用子程序。

1、理解数字输入，能够合理使用子程序。

教学难点

2、能够使用数码管和传感器制作复杂而有趣的电子骰子。

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1、理论知识讲解阶段采用启发式教学，以提出问题的方式让学生更多地

参与到课堂中。

教学方法

2、实践操作环节采用项目式教学法，将学生分为5人一组的若干个小组，

给出项目课题，让学生自己完成课题。

一、复习（提问形式）

1、按发光二极管的个数分类，数码管可分为哪两种？

2、套件中使用的数码管集成模块有儿个针脚？

3、制作电子骰子1。时要产生随机的数字会用到哪个编程模块？

二、互动骰子

上节课用数码管制作的骰子1.0是一款比较简单的电子骰子，它缺乏

互动的功能，每次要重新下载程序或者重启主控板才会产生随机数，很麻

烦。（提问：请问同学们有没有什么办法能让电子骰子像生活中的骰子一

样，丢一下或者动一下它就能换一个数字呢？）

这节课就是要将电子骰子升级，借助震动传感器，模拟现实生活中骰

子的效果，当摇晃震动传感器时，数码管会随机产生6以内的自然数，停

止摇晃后，数码管就会显示一个随机的数字。

三、基础知识与基本技能（教学重难点）

1、数字震动传感器

（提问：请问同学们一个问题，有同学知道传感器是什么吗？）

传感器是一种能感受外界信息（如光、温度、湿度）的检测装置，并

能将感受到的信息，按照一定的规律转换成可用信号，以实现信息的传输

和控制。

数字震动传感器是一种能感知震动的装置。

数字震动传感器模块上大写的D可判断它是一款数字传感器，通过震

动标识来辨别它是震动传感器。

震动标识

数字标识M

/

震动传感器在静止时为断开状态；当它震动时内部电路会瞬间变为导

通状态；而恢复静止时，内部电路又会重新回到断开状态。

2、数字输入

数字输入指读取指定数字针脚的值，而这个值只有0或1两种。假如

14

将数字震动传感器连接到数字针脚3,当感受到震动时数字针脚读取的值

为1,否则为0。

.［叠读取3,引联.H亭建・不值】,

数字震动传感器震动，即“如果数字震动传感器感受到震动，即数字

针脚3读取到的值为1条件满足，数码管应动态显示数字1~6。以数码管

显示数字1为例，程序：

1脚震动传感器▼的值二那么执行11

如果遇读取弓❶

逐设置八段数码管（D6-

一❶秒|

还设置八段数码管（D6-关闭,

（这里可以先让学生尝试写出这个程序，完成震动一下数码管显示数

字“1”。）

四、实践环节（教学重难点）

教学内容

及过程

作品名称电子骰子2.0

作品功能模拟手动掷六面骰子的效果

器材清单Romeo、USB数据线、共阴极数码管、数字震动传感器

摇晃数字震动传感器，使数码管随机显示1-6中的一个

运行流程

自然数；停止摇晃后，显示随机的、不可预测的一个数

字

1.将数码管、数字震动传感器分别与Romeo连接起来，

并记录数码管段位和数字震动传感器对应的针脚

实现过程

2.编写程序，控制数码管显示数字

3.上传程序，测试效果

1、硬件连接

15

ii4l-1

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0^o0

as8s£8

3,.

_一

E

2、编写程序

（程序编写这个环节可以配合PPT给学生一些编程提示。）

五、能力提升

随着科技的发展，人们生活质量也大幅提升，越来越多的家庭拥有了

自己的汽车，但是近年来交通事故频发，加入我们想要车辆发生碰撞时危

险信号灯亮起来，那么你能制作一个震动报警灯吗？当震动发生时，LED

信号灯亮起来。尝试完成这个效果吧！

讨论

练习尝试用震动传感器和LED灯做一个汽车使用的震动报警灯。

作业

教学后记

周次第3周时间2017年月日第节

章节名称第6课小小“演奏家”

授课方式理论课（4）实践课（4）教学时数1

《小小“演奏家”》位于《Arduino机器人设计与制作》课程的第三单

元《控制语音》的第一课，这一节课主要是学习控制蜂鸣器，使蜂鸣器演

学情分析奏出一段音乐旋律。在编写程序上，增加了子程序这一结构；在知识内容

上，增加了音符、音调与频率的对应关系的知识。

16

1、了解蜂鸣器的用途。

2、掌握蜂鸣器的使用方法。

教学目的

3、了解蜂鸣器的发声频率所对应的音符。

4、学会使用蜂鸣器演奏简单的歌曲旋律。

1、掌握蜂鸣器的使用方法。

教学重点

2、学会使用蜂鸣器演奏简单的歌曲旋律。

1、掌握蜂鸣器的使用方法。

教学难点

2、学会使用蜂鸣器演奏简单的歌曲旋律。

1、理论知识讲解阶段采用启发式教学，以提出问题的方式让学生更多地

参与到课堂中。

教学方法

2、实践操作环节采用项目式教学法，将学生分为5人一组的若干个小组，

给出项目课题，让学生自己完成课题。

一、复习（提问形式）

1、震动传感器是数字传感器还是模拟传感器？

2、震动传感器实现的功能是什么样的？

二、机器人演奏家

当下的机器人种类越来越多，功能也越来越强大，它们大多多才多艺，

有的可以帮助医生完成复杂的手术，有的则能演奏出美妙的音乐。（提问：

同学们有没有在哪里见过可以演奏音乐的机器人呢？可以跟大家分享一

下，你看到的是什么样的？）

（配合PPT播放演奏机器人的图片。）

这些机器人拿着的乐器都是真的，它们有它们的一套工作流程才能演

奏出美妙的音乐，演奏机器人也是生活中很常见的一类机器人。我们这节

课要制作的机器人不会这么复杂，只需要一个小小的蜂鸣器就能制作简单

的演奏机器人。

（请同学们找一找套件里面的模块，哪一个是蜂鸣器模块？）

三、基础知识与基本技能（教学重难点）

1、蜂鸣器

\M

音调不同，音符不同，需要蜂鸣器的发声频率也不同，以中音C调为例，

蜂鸣器发声频率与其对应的音符如下表：

17

音符1234567

频率262294330350393441495

2、Mind+中对蜂鸣器的控制

Mind+中控制蜂鸣器的模块有：

9▼引脚喇叭音调为C4一节拍为1/2▼

高短।（让学

生自己去找到这些模块，加深印象）

无音模块

9，引脚喇叭音调为无音，节拍为停止，

因产।的作用是

教学内容让蜂鸣器静音。

及过程（随堂练习：让学生编程实现“让蜂鸣器发出‘哆'的音维持2秒再

静音2秒”，便于学生掌握用法。）

3、子程序

当程序代码中有重复的程序段的时候，可以将重复出现的程序段设计

为子程序，在主程序中进行调用，以达到简化主程序的目的。可以在Mind+

指令区因数中进行创建。

四、实践环节（教学重难点）

作品名称小小“演奏家”

作品功能能够演奏出一段音乐旋律

器材清单Romeo、USB数据线、蜂鸣器（功放喇叭模块）

运行流程蜂鸣器依次演奏一段旋律中的各个音符

1.将蜂鸣器与Romeo连接

实现过程2.编写程序，控制蜂鸣器的发声频率及时长

3.上传程序，测试效果

1、硬件连接

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2、编写程序

以儿歌《小星星》为例，利用蜂鸣器播放歌曲第一句“一闪一闪亮晶

晶，满天都是小星星”的旋律。

小星星

（根据PPT给出小提示，帮助学生完成程序的编写。）

五、能力提升

蜂鸣器演奏音乐能够带给我们听觉享受，而前几节课学习和使用的

LED灯给我们视觉享受，你能否将两者结合呢？随着蜂鸣器的演奏，LED

灯老呈现绚烂的视觉效果，赶紧开动脑筋，完成一场“视听盛宴”吧！

讨论

1、尝试修改程序中的无音时长和音符的演奏时长，改编歌曲节奏的快慢。

练习

2、根据简谱，尝试完成整首歌曲。

作业

教学后记

周次第4周时间2017年月日第节

章节名称第7课火灾报警器

授课方式理论课（4）实践课Z）教学时数1

19

《小小“演奏家”》位于《Arduin。机器人设计与制作》课程的第三单

元《控制语音》的第二课，这一节课主要是学习控制火焰传感器，理解模

学情分析拟针脚和模拟输入，了解如果/否则语句，能够正确使用串口监视器。在

编写程序上，增加了如果/否则语句；在功能上，能够实现用蜂鸣器制作

火灾报警器。

1、了解火焰传感器的基本使用方法。

2、理解模拟传感器的一般使用，理解模拟针脚和模拟输入。

教学目的

3、了解如果/否则语句，能够正确使用串口监视器。

4、能够用蜂鸣器制作火灾报警器。

1、了解火焰传感器的基本使用方法。

教学重点2、理解模拟传感器的一般使用，理解模拟针脚和模拟输入。

3、了解如果/否则语句，能够正确使用串口监视器。

1、理解模拟传感器的一般使用，理解模拟针脚和模拟输入。

教学难点2、了解如果/否则语句，能够正确使用串口监视器。

3、能够用蜂鸣器制作火灾报警器。

1、理论知识讲解阶段采用启发式教学，以提出问题的方式让学生更多地

参与到课堂中。

教学方法

2、实践操作环节采用项目式教学法，将学生分为5人一组的若干个小组，

给出项目课题，让学生自己完成课题。

一、复习（提问形式）

1、Mind+中控制蜂鸣器发声的模块是哪个？

2、改变无音时长和音符演奏时长，对歌曲有什么影响？

二、火灾报警器

火灾，可以由很多原因引起，一旦发生将造成人员伤亡，带来巨大的

经济损失，因此越早发现火灾险情越能避免不必要的损失，目前很多公共

场所都安装了火灾报警器。（提问