二、编写避障机器人程序教学设计小学信息技术粤教版六年级上册-粤教版

二、编写避障机器人程序教学设计小学信息技术粤教版六年级上册-粤教版学科政治年级册别八年级上册共1课时教材部编版授课类型新授课第1课时课程基本信息一、课程基本信息

1.课程名称：编写避障机器人程序

2.教学年级和班级：六年级（1）班

3.授课时间：2023年10月12日第3节课

4.教学时数：1课时（45分钟）核心素养目标学习者分析1.学生已经掌握了Scratch基础编程知识，如顺序结构、简单事件触发，以及机器人基本运动指令（前进、转向），初步接触过传感器模块（如触碰传感器）的使用，为本节课避障程序编写奠定基础。

2.学生对机器人编程兴趣浓厚，喜欢动手实践和小组合作学习，直观形象思维较强，但对抽象逻辑推理和复杂条件判断的接受度存在个体差异，部分学生倾向于通过模仿和试错学习。

3.学生在编写避障程序时，可能对条件语句的嵌套逻辑理解困难，难以准确设置传感器检测距离阈值，调试过程中若机器人出现“卡死”或“误判”现象，易因缺乏系统排查思路而产生挫败感，需加强调试方法的指导。教学资源准备1.教材：确保每位学生配备《信息技术》六年级上册教材，重点查阅“机器人编程”章节。

2.辅助材料：准备超声波传感器工作原理示意图、避障程序调试案例视频、常见错误代码对照表。

3.实验器材：每组配备避障机器人套件（含主控板、超声波传感器、电机）、USB数据线、备用电池，检查传感器灵敏度及轮子转动灵活性。

4.教室布置：将课桌按4-6人分组摆放，每组配备电源插座，操作台预留足够调试空间。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：发布预习任务，推送超声波传感器工作原理视频及课本P32案例代码；设计问题："如何用传感器检测障碍物？""遇到障碍物后机器人应如何动作？"监控学生笔记提交情况。

学生活动：观看视频，阅读教材案例，绘制传感器信号流程图，提交预习笔记及疑问。

教学方法/手段/资源：自主学习法，在线学习平台，微课视频。

作用与目的：初步理解避障逻辑，为课堂调试奠定基础。

2.课中强化技能

教师活动：用机器人卡墙视频导入新课；讲解条件语句嵌套逻辑（如"如果检测到障碍物则后退并转向"）；分组发放机器人套件，要求完成"10秒内避开障碍物"任务；巡视指导调试传感器阈值。

学生活动：听讲理解条件判断逻辑；小组合作编写程序，测试机器人运动轨迹，记录故障现象并讨论解决。

教学方法/手段/资源：讲授法，实践活动法，合作学习法，机器人套件。

作用与目的：掌握条件语句应用，提升动手调试能力。

3.课后拓展应用

教师活动：布置分层作业（基础：修改避障距离参数；进阶：增加声音提示）；推荐机器人社区案例；批改作业标注常见错误。

学生活动：优化程序参数，尝试添加新功能；阅读拓展案例，反思调试中的问题。

教学方法/手段/资源：自主学习法，反思总结法，在线资源库。

作用与目的：巩固技能，培养创新思维与问题解决能力。教学资源拓展1.拓展资源：

（1）传感器原理深化：超声波传感器测距公式推导（距离=声速×时间/2），结合教材P31图示解析发射波与反射波的时间差计算；红外传感器与超声波传感器对比表格（检测范围、抗干扰性、适用场景），强化不同传感器选型依据。

（2）程序逻辑优化：教材P33案例的嵌套条件语句扩展（如增加"检测到悬崖时后退"的二级判断）；循环结构在避障中的应用（使用"重复执行直到"实现持续监测），参考课本P29循环结构知识点。

（3）应用场景拓展：智能家居避障系统（扫地机器人路径规划）、工业机械臂安全防护逻辑、无人驾驶障碍物识别技术，关联教材P35"机器人应用领域"章节。

（4）故障诊断工具：常见错误代码对照表（如传感器未响应、电机卡死），对应教材P34调试步骤；虚拟仿真平台（如RoboMind）的避障模拟实验，弥补实体机器人数量不足问题。

2.拓展建议：

（1）基础巩固层：

-用Scratch复现教材P32案例，尝试调整"等待0.1秒"参数，观察机器人响应灵敏度变化；

-绘制避障程序流程图，标注条件判断分支（如"检测距离<10cm"的执行路径）。

（2）能力提升层：

-设计"多障碍物避障"任务：在场地随机放置3个障碍物，要求机器人绕行（需结合循环与条件嵌套）；

-探究传感器角度对检测范围的影响：通过实验记录不同安装高度（5cm/10cm/15cm）下的有效避障距离。

（3）创新挑战层：

-开发"智能避障+语音提示"程序：增加"如果检测到障碍物则播放警告音"功能，调用课本P28"声音模块"；

-研究多传感器融合方案：结合红外与超声波数据，编写"双重验证"避障逻辑（如两种传感器同时触发才执行动作）。

（4）跨学科实践：

-数学应用：计算机器人转向角度与障碍物距离的函数关系（y=kx+b），分析课本P36"数学与机器人"案例；

-工程思维：设计避障机器人底盘结构（轮子间距、传感器安装位置），绘制简易三维草图并说明稳定性考量。

（5）资源整合建议：

-利用废旧材料制作简易避障模型（如纸板+Arduino），降低硬件成本；

-组建"机器人故障诊所"小组，收集调试案例并制作《避障程序常见问题手册》，作为班级共享资源。课堂1.课堂评价：通过提问检测学生对超声波传感器原理的理解（如“为什么声速×时间要除以2”），观察小组调试程序时对条件语句嵌套逻辑的应用是否正确，记录学生调整传感器阈值的操作过程。针对机器人“卡死”现象，要求学生描述故障排查思路，对应教材P34调试步骤。在“10秒避障”任务中，计时测试各组完成情况，重点观察程序循环结构的稳定性。

2.作业评价：分层批改避障程序作业，基础层重点检查距离参数是否与教材P32案例一致，进阶层评价新增功能（如声音提示）的代码规范性。对流程图绘制标注错误的学生，结合课本P29循环结构知识点进行订正指导。针对《避障程序常见问题手册》中的案例，评选“最佳诊断方案”，强调调试步骤的完整性。反馈时采用“逻辑清晰+参数精准”等具体表扬点，对传感器误判问题建议重读教材P31红外与超声波对比表格。板书设计①**传感器原理**

-超声波传感器：发射声波→接收反射波→计算距离

-检测公式：距离=声速×时间÷2

-课本P31：传感器信号处理流程

②**程序逻辑结构**