闽教版（2020）信息技术六下 第7课 仿真机器人避障 教案

仿真机器人避障教学目标1.了解红外避障传感器的组成。2.分析扫地机器人的行走规律。3.编写程序，在虚拟环境中模拟扫地机器人躲避障碍行走。教学重点和难点1.教学重点：红外传感器的工作原理2.教学难点：使用开源硬件或者使用虚拟机器人实现小车红外避障。教学准备1．教学环境。计算机网络教室、互联网环境、教学广播系统。2．教学资源。准备我国的机器狗、无人驾驶汽车、无人扫地机、楼道感应灯、手机中的传感器等本课知识相关视频片段。简易机器人，机器人结构组件，机器人传感器实物或图片。教学活动一、导课（4分钟）1.播放《扫地机器人走迷宫》视频片段。2引导学生思考以下问题.分组交流、讨论。（1）扫地机器人是如何自动骤避障"（2）扫地机器人工作流程。3.归纳总结，并对学生的问答做出适当的评价。扫地机器人通过传感器定现自动避障。机器人工作流程是：机器人进入工作时，如果遇到障碍物就转向或后退，否则前进。4.揭示课题，第7课仿真机器人二、红外线传感器的应用（3分钟）1.指导学生阅读教材第50页“认识红外线避障传感器”活动内容。2.教师出示红外线传感器或红外传感器图片。3.红外传感器的使用方法。（1）红外传感器在使用时要调节可变电阻，达到探测的理想距离。（开源硬件需要调节，具体的调节方法请看硬件说明书。闭源硬件通过程序设定距离值）（2）红外传感器探测到障碍物，指示灯亮。（开源硬件有指示灯，闭源硬件没有，是通过程序的设定值进行判断）三、工作流程（5分钟）1.思考：扫地机器人完成工作任务实现的条件和工作流程。2学生带着问题，自学教材第50～51页的扫机器人的工作情况.3.学生交流，并汇报。4.教师分析并总结。（1）扫地机器人能完成自动扫地的任务是因为它有红外传感器，能实现自动避障。（2）扫地机器人工作示意图具体参见教材第51页图7-4.四、编写程序（选择2：开源硬件机器人程序）（15分钟）本环节分为仿真机器人程序和开源硬件程序，教师可根据学校条件选择两者之一进行教学。1.启动仿真机器人程序。（各学校可编写选择适合本校条件的仿真机器人程序）2.程序界面的学习，3.学生根据工作流程图，尝试编程。（1）教师进投程序结构.（2）教师讲授循环结构.（3）教师讲授判断结构.（4）学生分组讨论、编程。4.学生调试程序四、编写程序（选择2：开源硬件机器人程序）（15分钟）5.选用开源硬件进行机器人编程。（1）软硬件设备①主控板为micro:bit;4.软件;Mind+Mind+是一款我国扣有自主知识产权的国产青少年编程软件，支持Arduimo、micro;bit、掌控板等各种开源硬作.表容Seratch.支持AI与IoT功能，只需要拖动图形化程序块即可完成编程，还可以使用Pyuhon、c、c++等高级编程语言。可在线编辑或本地安装。软件运行模式为：上传模式。在软件左下角，点击"扩展"按钮，增加"micro;bi""扩展板""传感器"模块micro:bit（4）程序界面的学习。（5）教师进行程序分模块教学①前进模块（电机M1为左轮，M为在轮），见图一。②转弯模块（以左转为例），见图一。③红外测距传感器距离判断，见图一。④教师讲授程序结构。⑤教师讲授循环结构。⑥教师讲授判断结构。图一（6）学生分组讨论、编程（7）学生调试程序。五、创新活动（10分钟）1.选择开源获件或使用机器人仿真系统，搭建双红外传感器的避障机器人。2.双红外传感器避障机器人，任务要求如下。（1）当左边传感器遇到障碍物，向右转。（2）当右边传感器遇到障碍物，向左转。（3）当左、右传感器同时遇到障碍物时机器人向后退并选择左转或右转。3.学生分组、分分模块完成流程图。4.有时间的学生可自行编写程序或作为课后练习。六、总结评价(3分钟)1、组织学生进行分组演示