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. 第1課 走花樣的機(jī)器人 教學(xué)內(nèi)容： 機(jī)器人走五邊形、六邊形等圖形的參數(shù)設(shè)置。 教學(xué)目標(biāo)： 1、學(xué)生理解程序的循環(huán)結(jié)構(gòu)和順序結(jié)構(gòu)。 2、學(xué)會設(shè)置機(jī)器人走各種正邊圖形的參數(shù) 教學(xué)重點(diǎn)： 1、訓(xùn)練程序的編程。 2、學(xué)會設(shè)置各種正邊圖形的參數(shù)。 教學(xué)難點(diǎn)： 機(jī)器人轉(zhuǎn)過角度與速度和角度有關(guān)，學(xué)生如何進(jìn)行調(diào)整。 教學(xué)準(zhǔn)備： 學(xué)生機(jī)器人編程軟件。 教學(xué)過程： 一、 導(dǎo)入： 教師：前面我們的小機(jī)器人已經(jīng)能走正方形了, 還記得是怎么實(shí)現(xiàn)的嗎?打開保存的程序, 回顧一下. 學(xué)生：進(jìn)行發(fā)言。 學(xué)生回憶走正方形的流程： 開始——直行——轉(zhuǎn)向——直行——轉(zhuǎn)向——直行——轉(zhuǎn)向——直行——轉(zhuǎn)向——結(jié)束 在編程語言中，我們把這種步驟一步一步地實(shí)現(xiàn)流程的結(jié)構(gòu)叫做順序結(jié)構(gòu)。但這種過程很繁瑣?？梢允褂醚h(huán)結(jié)構(gòu)，其中多次循環(huán)模塊中的循環(huán)次數(shù)為4次。 開始 轉(zhuǎn)向 結(jié)束 多次循環(huán) 直行 2、在程序編制中，把多個相同的步驟用一個代表循環(huán)的模塊表示，我們把這樣的結(jié)構(gòu)叫做循環(huán)結(jié)構(gòu)。循環(huán)結(jié)構(gòu)，可以幫助我們簡化程序, 讓程序看起來更簡潔. 一、 能走五邊形的機(jī)器人 1、教師演示將程序設(shè)置機(jī)器人完成五邊形的參數(shù)。 我們對“直行”和“轉(zhuǎn)向” 兩個模塊設(shè)定了“值”： 直行：速度5，時間3 轉(zhuǎn)向：速度8，角度90 機(jī)器人行走的快慢、遠(yuǎn)近，與電機(jī)轉(zhuǎn)速的大小和運(yùn)動時間的長短有關(guān)系。 學(xué)生：調(diào)整直行模塊中速度和時間的值，在仿真環(huán)境中運(yùn)行并觀察變化。 試一試 1、改變直行模塊的“值”， 模擬運(yùn)行，觀察并記錄結(jié)果。 （1）、速度不變，改變時間； （2）、時間不變，改變速度。 教師引導(dǎo)學(xué)生回答： （1）、原來可以通過“速度” 和“時間”的值，來影響我行走的速度和遠(yuǎn)近！ （2）、機(jī)器人轉(zhuǎn)過的角度，與它轉(zhuǎn)動的速度和轉(zhuǎn)彎的角度有關(guān)。調(diào)整轉(zhuǎn)向模塊中的速度和角度值，在仿真環(huán)境中運(yùn)行并觀察變化。 改變轉(zhuǎn)向模塊的“值”，模擬運(yùn)行，觀察并記錄結(jié)果。 （1）速度不變，改變角度； （2）角度不變，改變速度。 學(xué)生思考：速度會影響機(jī)器人轉(zhuǎn)過的角度嗎？ 教師引導(dǎo)學(xué)生回答： 原來我的轉(zhuǎn)動受到了轉(zhuǎn)向模塊中“速度”和“角度”值的影響！ 二、 機(jī)器人走正六邊形 教師：我們知道了程序中模塊的“值”可以影響機(jī)器人行走的快慢和轉(zhuǎn)動的角度，那我們來試試讓機(jī)器人走正六邊形。 學(xué)生思考： 機(jī)器人走完每一條邊后，轉(zhuǎn)過的角度是多大？ 想一想，機(jī)器人轉(zhuǎn)過的角度是角1還是角2？ 教師引導(dǎo)學(xué)生： 我們可以用這樣的一個公式來計算角度： 機(jī)器人轉(zhuǎn)向角度=360÷正多邊形邊數(shù) 學(xué)生實(shí)踐： 分組完成設(shè)置走六邊形的參數(shù)并進(jìn)行交流經(jīng)驗(yàn)。 教師：你還能讓機(jī)器人走出什么樣的形狀? 學(xué)生：正三角形、正八變形等 小知識：程序中的角度、速度等對機(jī)器人的運(yùn)行狀況有重要影響，我們管它們叫做“參數(shù)”，而參數(shù)的具體取值，稱為“參數(shù)值”。 三、 學(xué)生上機(jī)實(shí)踐： 完成本課的參數(shù)設(shè)置，仿真運(yùn)行。 五、課后反思： 第2課 轉(zhuǎn)圈的機(jī)器人 教學(xué)內(nèi)容： 機(jī)器人畫圓和蘋果圖形的參數(shù)設(shè)置。 教學(xué)目標(biāo)： 1、學(xué)生利用高速電機(jī)模塊、延時模塊、電機(jī)停止模塊設(shè)置參數(shù)。 2、學(xué)會設(shè)置機(jī)器人走圓形或其他帶弧線圖形的參數(shù) 教學(xué)重點(diǎn)： 1、理解模塊的含義。 2、學(xué)會設(shè)置畫圓形的參數(shù)。 教學(xué)難點(diǎn)： 機(jī)器人轉(zhuǎn)過角度與速度和角度有關(guān)，學(xué)生如何進(jìn)行調(diào)整。 教學(xué)準(zhǔn)備： 學(xué)生機(jī)器人編程軟件。 教學(xué)過程： 一、導(dǎo)入： 教師： 小機(jī)器人能轉(zhuǎn)彎了!這回, 我們讓它畫圓圈好不好? 學(xué)生： 躍躍欲試，積極發(fā)言。 二、能畫圓的機(jī)器人 1、教師講解新知： 學(xué)生機(jī)器人左、右兩側(cè)的輪子，由兩個電機(jī)分別帶動，“轉(zhuǎn)速”是電機(jī)的一個參數(shù)，它影響輪子轉(zhuǎn)動的快慢：電機(jī)的轉(zhuǎn)速越大，輪子的轉(zhuǎn)動越快。 在仿真環(huán)境中，我們利用“高速電機(jī)”模塊來設(shè)置電機(jī)的參數(shù)。在畫弧線或圓圈的程序中，要配合使用“秒級延時”和“電機(jī)停止”兩個模塊。 2、學(xué)生觀察： 高速電機(jī)對話框中，可以分別設(shè)置“左電機(jī)轉(zhuǎn)速” 和“右電機(jī)轉(zhuǎn)速”來控制機(jī)器人的左右兩個輪子。 秒級延時模塊中延時參數(shù)用于設(shè)置機(jī)器人保持前一個狀態(tài)的時間。 3、學(xué)生實(shí)踐： （1） 如下改變高速電機(jī)模塊中左右電機(jī)轉(zhuǎn)速參數(shù)和秒級延時模塊中的延時參數(shù)值，在模擬環(huán)境中觀察效果并記錄： 左右電機(jī)轉(zhuǎn)速相同； 左右電機(jī)轉(zhuǎn)速不同； 秒級延時時間長短 (2)調(diào)整參數(shù)值，讓機(jī)器人在仿真環(huán)境中畫一個圓。想一想?yún)?shù)值和畫出來的圓有什么關(guān)系。 三、畫蘋果 教師：小機(jī)器人能借助轉(zhuǎn)彎來畫弧線了，讓它畫個蘋果怎么樣？ 教師講解：機(jī)器人畫蘋果，依次要完成兩個相等的弧的一段小弧。 1、 畫右半圓弧 用“高速電機(jī)”、“秒級延時”和“電機(jī)停止”模塊畫弧?！案咚匐姍C(jī)”模塊中的左右電機(jī)轉(zhuǎn)速分別設(shè)置為“20”和“9”：“延時等待” 模塊中時間設(shè)置為“3”。 2、畫左半圓弧 在右半圓弧和左半圓相接的地方用轉(zhuǎn)向模塊來形成角度，模塊中參數(shù)設(shè)置如：速度- 8；角度90 添加“高速電機(jī)”、“秒級延時”、“電機(jī)停止”模塊，參數(shù)設(shè)置與步驟1相同。 學(xué)生實(shí)踐： 1、 畫一段小弧 添加“高速電機(jī)”、“0.1秒延時”、“電機(jī)停止”模塊。“高速電機(jī)”模塊中的左右電機(jī)轉(zhuǎn)速 分別設(shè)置為“20”、“15”。 2、仿真環(huán)境中運(yùn)行 小機(jī)器人畫出的蘋果可能是歪著的，怎么讓它“立”起來？ 我們可以通過設(shè)置機(jī)器人起始轉(zhuǎn)角，使機(jī)器人畫一個端正的蘋果！ 在角度對話框中輸入角度值，這就是機(jī)器人起始運(yùn)行的角度。 特別提醒： 程序運(yùn)行成功后，記得保存辛苦編寫的程序！ 四、學(xué)生上機(jī)實(shí)踐： 完成本課的參數(shù)設(shè)置，仿真運(yùn)行。 五、課后反思： 第3課 機(jī)器人走走看看 教學(xué)內(nèi)容： 將計算機(jī)上編輯好的程序下載到機(jī)器人主板上。 教學(xué)目標(biāo)： 學(xué)生利用下載程序?qū)⒊绦蛳螺d到機(jī)器人主板上。 學(xué)生理解軟硬件之間的連接。 教學(xué)重點(diǎn)： 1、下載程序的使用。 2、機(jī)器人硬件與計算機(jī)如何連接。 教學(xué)難點(diǎn)： 如何使用下載程序。 教學(xué)準(zhǔn)備： 學(xué)生機(jī)器人編程軟件。 教學(xué)過程： 一、導(dǎo)入： 教師：要將在計算機(jī)上編輯好的程序“告訴”機(jī)器人，讓機(jī)器人知道怎么做，可以通過“下載程序”來實(shí)現(xiàn)。 教師講解：“串口連接線”（簡稱“串口線”）用來連接計算機(jī)和機(jī)器人。它可以將程序傳遞到機(jī)器人的“大腦”里。 受程序控制的機(jī)器人的“大腦”就是“主控板”，也稱為“主控系統(tǒng)‘。主控板實(shí)際上一個承擔(dān)特殊任務(wù)的電路板，下載的程序被存儲在它上面，當(dāng)機(jī)器人運(yùn)行時，命令就由它發(fā)出，指揮機(jī)器人行動。 學(xué)生加以理解。 二、下載程序 教師進(jìn)行示范： 1、打開程序 運(yùn)行學(xué)生機(jī)器人編程軟件，打開以前保存的程序“走正方形”。 2、下載程序 （1）把串口線的一端連在計算機(jī)的串口上，另一端插入學(xué)生機(jī)器人的“下載口”。 （2）打開機(jī)器人的開關(guān)，接通電源。 主控板上的小紅燈亮起來。這時，如果主控板上已經(jīng)有以前下載的程序，機(jī)器人就會運(yùn)行起來。所以要注意拿穩(wěn)機(jī)器人。 （3）、單擊“編譯下載”按鈕，開始下載“走正方形 ”程序。 下載完畢后，將彈出對話框，提示下載成功。關(guān)上開關(guān)。 小提示 ： 如果下載不成功，對話框中會提示“下載失敗”。通常情況下，我們需要： 1、 檢查串口線與電腦和下載口是否連接正常： 2、 是否接有其他電路板，若有，將其拔掉； 3、 確認(rèn)下載時開關(guān)處于打開狀態(tài)。 學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐模仿。 三、運(yùn)行機(jī)器人 教師進(jìn)行演示： 程序正確下載后，將機(jī)器人帶到場地中，打開開關(guān)使其運(yùn)行，觀察并記錄它的運(yùn)行情況。 學(xué)生實(shí)踐活動： 下載并運(yùn)行“走正六邊形”、“畫圓圈”、“畫蘋果”三個程序中的一個或多個，觀察它們和模擬環(huán)境中的運(yùn)行效果是否相同，你能自己找出來原因嗎？ 四、教學(xué)反思： 第4課 聲音傳感器 教學(xué)內(nèi)容： 聲音傳感器的應(yīng)用 教學(xué)目標(biāo)： 1、學(xué)生了解聲音傳感器的原理和構(gòu)成。 2、學(xué)會控制流程的組成部分。 教學(xué)重點(diǎn)： 1、機(jī)器人的聲音傳感硬件。 2、手動控制與自動控制。 教學(xué)難點(diǎn)： 學(xué)會控制流程的組成部分。 教學(xué)準(zhǔn)備： 學(xué)生機(jī)器人編程軟件。 教學(xué)過程： 一、導(dǎo)入： 教師：你一定聽過阿里巴巴和四是大道的故事吧，你只要高喊“芝麻開門”，寶庫的大門就會打開?，F(xiàn)在有了機(jī)器人技術(shù)，這樣的神奇的現(xiàn)象到處可見。 學(xué)生：自學(xué)課本。 二、聲音的魔力 教師講解： 報警器、音樂噴泉、聲控?zé)糁阅苈牭铰曇?，是因?yàn)樗鼈兌加兄簧衿娴摹岸洹薄?聲音傳感器。 三、 仿真“耳朵”—聲音傳感器 教師：下面我們要學(xué)習(xí)一種新型“耳朵”—聲音傳感器，并和我們自已的耳朵做個比較吧。 1、 聲音傳感器的“模樣” 右圖是學(xué)生機(jī)器人上的聲音傳感器，看清楚它的模樣了嗎？它外形雖然與小朋友自己的耳朵相差很大，可是它的功能卻不比我們的耳朵遜色多少！ 聲音傳感器的功能 2、聲音傳感器就像人的耳朵，它的主要功能就是感知聲音，并把聲音轉(zhuǎn)換成電信號。聲音轉(zhuǎn)換為電信號后，聲音傳感器還要負(fù)責(zé)把它送到“總司令部”—控制部分。 四、 揭開“控制”的奧秘 教師講解： 1、 什么是控制 控制就是想辦法讓其他的東西聽我們的話，比如我們按開關(guān)將燈打開時，我們就是在對燈進(jìn)行控制；小朋友在開玩具車時，就是在玩具車進(jìn)行控制。 2、 手動控制和自動控制 （1） 手動控制 當(dāng)你在擰水龍頭放水時，你就是在對水龍頭進(jìn)行手動控制。生活中常見的手動控制還有用手打開電風(fēng)扇、騎自行車、開汽車等。 （2） 自動控制 生活中常見的自動感應(yīng)門和自動感應(yīng)水龍頭等可以根椐外界條件的變化自動作出反應(yīng)，它們就是采用了自動控制。 學(xué)生實(shí)踐： 3、 控制的流程 下面我們就以路燈為例，學(xué)習(xí)控制的流程。 在我們爸爸媽媽小的時候，我們國家的科技還不發(fā)達(dá)，很多路燈都采用手動控制，控制過程如下圖所示： 教師講解： 天黑/亮了 眼睛將信息轉(zhuǎn)換為另一種形式 大腦對信息進(jìn)行檢驗(yàn)，并根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果發(fā)出打開/關(guān)秘路燈的命令 手按照大腦的要求，打開/關(guān)秘路燈 近些年來，我們國家的科技水平發(fā)展很快，很多路燈的開關(guān)都是自動控制的，控制過程如下： 天黑/亮了 輸入部分將信息轉(zhuǎn)換成電信號 控制部分對電信號進(jìn)行檢驗(yàn)，并根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果發(fā)出打開/關(guān)秘路燈的命令 輸出部分按照控制部分的要求，打開/關(guān)秘路燈 小活動 1、 同學(xué)們說出生活中常見的控制，并說出控制的流程。 2、 老師向同學(xué)們展示已經(jīng)做好的聲控?zé)?，讓同學(xué)們用聲音對聲控?zé)暨M(jìn)行控制，體驗(yàn)控制的感覺。 五、教學(xué)反思： 第5課 “聽話”的機(jī)器人 教學(xué)內(nèi)容： 編寫控制機(jī)器人運(yùn)動的程序 教學(xué)目標(biāo)： 1、學(xué)生了解程序結(jié)構(gòu)組成。 2、學(xué)會在仿真環(huán)境下的設(shè)置。 教學(xué)重點(diǎn)： 程序的編寫 教學(xué)難點(diǎn)： 理解循環(huán)結(jié)構(gòu)中的永久循環(huán)。 教學(xué)準(zhǔn)備： 學(xué)生機(jī)器人編程軟件。 教學(xué)過程： 一、導(dǎo)入： 教師：這節(jié)課我們一起來看聲音傳感器是如何在學(xué)生機(jī)器人身上作用的。 教師指導(dǎo)學(xué)生： 二、 分析任務(wù) 我們要自己編寫一個小程序，讓學(xué)生機(jī)器人在沒有聽到我們的聲音時一動不動，在聽到聲音后立刻朝前跑。 三、 編寫程序 教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論： 編寫思路： 要想讓學(xué)生機(jī)器人聽到聲音，需要為它裝上聲音傳感器，在程序中，用“聲音”模塊來表示聲音傳感器。要想讓機(jī)器人一直豎起耳朵聽是否有聲音，需要用到循環(huán)結(jié)構(gòu)中的一種“永久循環(huán)”。機(jī)器人還要根椐是否有聲音決定跑或不跑，這時就需要用到“選擇結(jié)構(gòu)”。 教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行練習(xí)： 下面我們就來編寫程序吧。 打開學(xué)生機(jī)器人編程軟件，進(jìn)入編程界面，將“永久循環(huán)”模塊加入程序中。 這一步我們用到了“永久循環(huán)”。“永久循環(huán)”是循環(huán)結(jié)構(gòu)的一種，它可以使程序無條件地反復(fù)執(zhí)行。這樣學(xué)生機(jī)器人就可以一直豎起耳朵聽是否有聲音。 將“聲音”模塊加入程序中。 這一步我們給學(xué)生機(jī)器人裝上了“耳朵”，這樣它就可以聽到我們的聲音了。 將“條件判斷”模塊加入程序中，并設(shè)置聲音變量的值。 這里我們用到了程序設(shè)計中一個新的結(jié)構(gòu)：選擇結(jié)構(gòu)。還記得前面我們講過的過馬路的例子嗎？要先看是不是綠燈，如果是，就可以過馬路：如果不是，就要等待。在程序設(shè)計中，我們也會遇到類似的情況，就像本程序，當(dāng)有聲音時，機(jī)器人前進(jìn)，當(dāng)沒聲音時，機(jī)器人停止，這時我們就要用到選擇結(jié)構(gòu)。 將“高速電機(jī)”模塊添加到“條件判斷”模塊左側(cè)的輸出框里，并設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)速。 將“電機(jī)停止”模塊添加到“條件判斷”模塊右側(cè)的輸出框里。 要想讓仿真機(jī)器人動起來。我們必須在仿真環(huán)境中設(shè)置聲音。 四、 在仿真環(huán)境中設(shè)置聲源 1、單擊仿真界面工具欄中的“添加”按鈕，彈出添加對話框。然后再單擊“傳感源”，就會出現(xiàn)右圖所示對話框。 2、選擇“聲源”，單擊“添加”按鈕，在綠色區(qū)域單擊，就會出現(xiàn)一個喇叭，即聲源。 3、右鍵單擊小喇叭，彈出如圖所示對話框。你可以通過設(shè)置圓心坐標(biāo)來改變聲源的顏色或者刪除聲源。 聲源添加好以后，我們就可以在仿真環(huán)境中對程序進(jìn)行檢驗(yàn)了。檢驗(yàn)通過的程序，我們先進(jìn)持保存，我們先進(jìn)行保存，之后再把它下載到學(xué)生機(jī)器人的主控板上，一個“聽話”的機(jī)器人就“誕生”了。 想一想 ： 如果想讓學(xué)生機(jī)器人聽到聲音就走正方形，聲音停止它就立即停下。程序應(yīng)該怎樣編寫呢？動手試一試吧！ 教學(xué)反思： 第6課 紅外傳感器 教學(xué)內(nèi)容： 學(xué)生認(rèn)識紅外傳感器的功能與用途。 教學(xué)目標(biāo)： 1、學(xué)生認(rèn)識紅外傳感器的功能。 2、提高學(xué)生的動手能力。 教學(xué)重點(diǎn)： 自制防盜器。 教學(xué)難點(diǎn)： 紅外傳感器的功能。 教學(xué)準(zhǔn)備： 防盜器的部件、喇叭等。 教學(xué)過程： 一、導(dǎo)入： 教師： 自動感應(yīng)門是怎么“看”到我們，然后主動開門迎接我們的呢？想知道就跟我學(xué)吧！ 二、神奇的— “眼睛”—紅外傳感器 教師：前面我們已經(jīng)學(xué)過了一種仿真的耳朵，還記得它嗎？現(xiàn)在我們又要學(xué)到一種神奇的“眼睛”—紅外傳感器，它的功能也很強(qiáng)大。紅外線是什么呀？和我們看到的光線有什么不同呢？ 學(xué)生自學(xué)課本：看不見的新朋友—紅外線 你對七彩的光線肯再熟悉不過了，可你知道自然界還存在著一種看不見的光線嗎？它的名字叫紅外線，幾乎所有物體都可以發(fā)出紅外線，它像我們可以看到的光線一樣，可以前進(jìn)，遇到障礙物又會被反射回來。我們就利用它的這個特性制成了紅外傳感器。 1、紅外傳感器的“模樣” 右圖是學(xué)生機(jī)器人上的紅外傳感器，它由一個紅外線發(fā)射器和一個紅外線接收器組成。 2、紅外傳感器的功能 學(xué)生機(jī)器人紅外傳感器的功能是識別前方是否有障礙物。 三、自制防盜器 教師; 下面我們就通過一個小制作來檢驗(yàn)一下紅外傳感器是否真的稱得上“神奇的眼睛”吧！ 教師指導(dǎo)學(xué)生動手操作： 1、分析任務(wù) 我們將要做的防盜器應(yīng)該具有的本領(lǐng)是：當(dāng)有人靠近時，防盜器的小喇叭會自動響起以提醒主人。 2、準(zhǔn)備材料 3、組裝防盜器 （1）將電池盒與主控板連接起來。 （2）將小喇叭與主控板連接起來。 （3）將紅外傳感器與主控板連接起來。 （4）用膠帶將各個部分固定，這樣我們的防盜器的身體就做好了。 （5）將已經(jīng)編好的程序下載到主控板上，有興趣的同學(xué)也可以自己編寫程序。 這一步我們的目的是告訴主控板該如何工作，這樣我們的防盜器就由什么都不懂的“小傻瓜”變成聰明的“小衛(wèi)士”了。 到此為止，我們不僅給了防盜器強(qiáng)壯的“身體”，還給了它聰明的“頭腦”，現(xiàn)在防盜器可以正式上任工作了。讓我們來檢驗(yàn)一下它是否稱職吧！ 開眼界 兩種紅外傳感器 同學(xué)們，你們有沒有發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在很多小朋友都是近視眼，主要原因就是他們看書眼睛離書太近。你能發(fā)明一件既能幫他們養(yǎng)成看書時眼睛與書本保持適當(dāng)距離的好習(xí)慣，又不會打擾別的小朋友學(xué)習(xí)的小東西嗎？大家一起想想辦法，幫幫他們吧！同學(xué)們可以分成幾個小組分別進(jìn)行設(shè)計，看看哪個小組的發(fā)明最好。 課后反思: 第7課 機(jī)器人快躲開 教學(xué)內(nèi)容： 如何賦予機(jī)器人“眼睛”和“指揮”。 教學(xué)目標(biāo)： 1、學(xué)生認(rèn)識紅外傳感器的功能。 2、提高學(xué)生的編程能力。 教學(xué)重點(diǎn)： 編寫避障程序。 教學(xué)難點(diǎn)： 如何編寫實(shí)施程序。 教學(xué)準(zhǔn)備： 學(xué)生機(jī)器人編程軟件。 教學(xué)過程： 一、 導(dǎo)入： 教師：這節(jié)課我們要為學(xué)生機(jī)器人裝上一雙神奇的“眼睛”，使它能夠靈活地躲開障礙物。 二、分析任務(wù) ： 學(xué)生機(jī)器人看不到東西，很可憐，下面我們就賦予學(xué)生機(jī)器人“眼睛”和“智慧”，讓它不會撞上前面的障礙物。 教師指導(dǎo)學(xué)生編寫程序： 編寫思路：要想讓學(xué)生機(jī)器人能夠看到障礙物，需要為它裝上紅外傳感器，在程序中，用“避障”模塊來表示紅外傳感器。要想讓機(jī)器人不停地監(jiān)測前方是否有障礙物，需要用到“永久循環(huán)”結(jié)構(gòu)。機(jī)器人還需要根椐監(jiān)測結(jié)果決定是繼續(xù)前進(jìn)還是轉(zhuǎn)向，這就需要用到選擇結(jié)構(gòu)。下面我們就來編寫程序吧。 1、打開學(xué)生機(jī)器人編程軟件，進(jìn)入編程界面，將“永久循環(huán)”模塊加入程序中。 2、將“避障”模塊加入程序中并選擇變量。 3、將“條件判斷”模塊加入程序中，并輸入進(jìn)行條件判斷的條件。 4、將“轉(zhuǎn)向”模塊添加到“條件判斷”模塊左側(cè)的輸出框里并設(shè)置轉(zhuǎn)動的角度。 5、將“高速電機(jī)”模塊添加到“條件判斷”模塊右側(cè)的輸出框里，并設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)速。 教師：這樣，我們就為學(xué)生機(jī)器人編好了程序，在將它下載到學(xué)生機(jī)器人的主控板之前，我們要在仿真環(huán)境中測試它一下，那就先添加幾個障礙物，為難一下它吧。 教師指導(dǎo)學(xué)生： 還記得我們是如何在仿真環(huán)境中設(shè)置聲源的嗎？設(shè)置障礙物和設(shè)置聲源的過程十分相似，你可以設(shè)置矩形和圓形兩種障礙物，也可以設(shè)置障礙物屬性和刪除障礙物。 如果程序通過了仿真環(huán)境的檢驗(yàn)并做了保存，下一步就可以 將它下載到學(xué)生機(jī)器人的主控板上，在真實(shí)環(huán)境中對學(xué)生機(jī)器人進(jìn)行考驗(yàn)。這樣我們才能確定它真的變得聰明能干。 小活動： 我們原來已經(jīng)見識過學(xué)生機(jī)器人有了“耳朵”是多么厲害，這節(jié)課我們又知道它有了“眼睛”是多么能干，如果學(xué)生機(jī)器人同時擁有“眼睛”和“耳朵”會有多厲害呢？那就讓我們自己動手編寫一個程序邏輯試試吧。 三、 教學(xué)小結(jié)： 課后反思： 第8課 軌跡識別傳感 教學(xué)內(nèi)容： 導(dǎo)盲機(jī)器人使用軌跡識別傳感器。 教學(xué)目標(biāo)： 1、學(xué)生認(rèn)識軌跡識別傳感器的功能。 2、提高學(xué)生的對機(jī)器人課程的喜歡程度。 教學(xué)重點(diǎn)： 認(rèn)識軌跡識別傳感器。 教學(xué)難點(diǎn)： 怎樣走盲道。 教學(xué)準(zhǔn)備： 學(xué)生機(jī)器人編程軟件。 教學(xué)過程： 一、 導(dǎo)入： 教師： 你知道導(dǎo)盲機(jī)器人嗎？想知道他為什么能為盲人帶路嗎？這節(jié)課我就告訴你。 二、 一雙“眼睛”的威力 教師指導(dǎo)學(xué)生： 你一定還記得紅外傳感器吧，如果我們稱它為“一只眼睛”的話，那么我們將要學(xué)習(xí)的軌跡識別傳感器就是“一雙眼睛”。就是因?yàn)橛辛诉@雙“眼睛 ”，導(dǎo)盲機(jī)器人才會那么能干。 軌跡識別傳感器的“模樣” 右圖是學(xué)生機(jī)器人上的軌跡識別傳感器，它由兩組紅外發(fā)射器和紅外接收器組成，白色的是發(fā)射器，黑色的是接收器。 軌跡識別傳感器的功能 學(xué)生機(jī)器人上的軌跡識別傳感器的功能就是根據(jù)顏色的差別來判斷地面的軌跡。 三、怎樣走盲道 導(dǎo)盲機(jī)器人為什么能一直沿著盲道走呢？ 學(xué)生討論： 導(dǎo)盲機(jī)器人之所以能一直沿著盲道走，是它的兩只眼睛默契配合的結(jié)果，下面我們就來看一下導(dǎo)盲機(jī)器人的兩只眼睛是怎樣合作從而出色完成導(dǎo)盲任務(wù)的吧。 導(dǎo)盲機(jī)器人在為盲人帶路的時候，會遇到四種情況，看看它是如何處理的。 學(xué)生總結(jié)： 情況一：導(dǎo)盲機(jī)器人位于盲道的左邊緣。 這時導(dǎo)盲機(jī)器人的“右眼睛”右側(cè)的紅傳感器有信號，它就會向右轉(zhuǎn)，走到盲道上然后直行。 情況二：導(dǎo)盲機(jī)器人位于盲道的右邊緣 這時導(dǎo)盲機(jī)器人的“左眼睛”左側(cè)的紅外傳感器有信號，它就會向左轉(zhuǎn)，走到盲道上，然后直行。 情況三：導(dǎo)盲機(jī)器人位于盲道上。 這時導(dǎo)盲機(jī)器人的兩只眼睛都有信號，它就會一直朝前走。 情況四：導(dǎo)盲機(jī)器人離盲道較遠(yuǎn)。 這時導(dǎo)盲機(jī)器人的兩只眼睛都沒有信號，它就會轉(zhuǎn)圈兒來找盲道。 導(dǎo)盲機(jī)器人在為盲人帶路時，它的兩只眼睛一直聚精會神地監(jiān)視著自己的行走情況，并根據(jù)不同情況及時地做出決定，從不懈怠，所以它才能出色地完成任務(wù)。 小活動 我們的學(xué)生機(jī)器人看到導(dǎo)盲機(jī)器人那么能干，特別羨慕，你能編寫一個程序讓學(xué)生機(jī)器人也像導(dǎo)盲機(jī)器人一樣優(yōu)秀嗎？ 教學(xué)反思： 第9課 機(jī)器人走T形臺 教學(xué)內(nèi)容： 為機(jī)器人表演編寫程序。 教學(xué)目標(biāo)： 1、學(xué)生認(rèn)識軌跡識別傳感器的功能。 2、提高學(xué)生的編寫程序的能力。 教學(xué)重點(diǎn)： 認(rèn)識軌跡識別模塊。 教學(xué)難點(diǎn)： 怎樣編寫機(jī)器人走T形臺的程序。 教學(xué)準(zhǔn)備： 學(xué)生機(jī)器人編程軟件。 教學(xué)過程： 一、 導(dǎo)入： 教師： 這節(jié)課我們要讓學(xué)生機(jī)器人當(dāng)一回模特兒,讓它在T形臺上大展風(fēng)采! 二、分析任務(wù) 教師指導(dǎo)學(xué)生： 下面我們就來編寫一個程序，告訴學(xué)生機(jī)器人如何走T形臺，把它訓(xùn)練成一位優(yōu)秀的模特兒。 三、編寫程序 教師指導(dǎo)： 編程思路：首先要讓學(xué)生機(jī)器人看到T形臺，這就需要為它裝上軌跡識別傳感器，在程序中用“軌跡識別”模塊表示。我們還需要用“永久循環(huán)”結(jié)構(gòu)讓機(jī)器人不停地監(jiān)測軌跡識別傳感的狀態(tài)，用選擇結(jié)構(gòu)讓機(jī)器人根據(jù)監(jiān)測結(jié)果決定如何走。在編寫程序之前，請大家想一想：機(jī)器人在走T形臺時會遇到哪幾種情況，在每種情況下它應(yīng)該怎么做？ 學(xué)生實(shí)踐： 1、打開學(xué)生機(jī)器人編程軟件，進(jìn)入編程界面，將“永久循環(huán)”模塊加入程序中。 2、將“軌跡識別”模塊加入程序中并選擇變量。 3、將“條件判斷”模塊加入程序中，并輸入進(jìn)行條件判斷的條件。 4、將“軌跡識別”模塊添加到“條件判斷”模塊左側(cè)的輸出框里并選擇變量。 5、將“條件判斷”模塊加入程序中，并輸入進(jìn)行條件判斷的條件。 6、將“高速電機(jī)”模塊添加到“條件判斷”模塊左側(cè)的輸出框里，并設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)速。 7、將“高速電機(jī)”模塊添加到“條件判斷”模塊右側(cè)的輸出框里，并設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)速。 8、重復(fù)步驟四到步驟六，在左側(cè)軌跡識別傳感器條件判斷模塊的右側(cè)，做類似的設(shè)置。 教師提醒： 需要注意的是，當(dāng)左側(cè)軌跡識別傳感器沒有信號，不論在右側(cè)傳感器有沒有信號，學(xué)生機(jī)器人都要向右走，即設(shè)置左、右電機(jī)轉(zhuǎn)速分別為20和0。 這樣我們讓學(xué)生機(jī)器人走T形臺的程序邏輯就編完了，下面我們在仿真環(huán)境中建一個T形臺，讓模擬機(jī)器人先表演一下。 選擇“色帶”標(biāo)簽下的“矩形”，然后按住鼠標(biāo)左鍵在綠色區(qū)域橫向縱向各拖動一次，一個T形臺就建成了，你也可以編輯和刪除T形臺。 在讓仿真機(jī)器人表演之前，一定要把它放到T形臺上，否則它就會原地轉(zhuǎn)圈兒，拒絕表演了。 如果仿真機(jī)器人表演成功的話，那么我們就可以保存程序，之后再將程序下載到學(xué)生機(jī)器人上，讓它體驗(yàn)一下當(dāng)模特的感覺。 試一試 你弄懂上面的程序了嗎？你能編寫一個程序讓機(jī)器人沿著軌道行走嗎？ 教學(xué)反思： 第10課 光敏傳感器 教學(xué)內(nèi)容： 利用光敏傳感器制作小路燈。 教學(xué)目標(biāo)： 1、學(xué)生認(rèn)識光敏傳感器的功能。 2、提高學(xué)生的動手操作能力。 教學(xué)重點(diǎn)： 認(rèn)識光敏傳感器。 教學(xué)難點(diǎn)： 怎樣制作小路燈。 教學(xué)準(zhǔn)備： 學(xué)生機(jī)器人光敏傳感器。 教學(xué)過程： 一、 導(dǎo)入： 教師：你肯定熟悉路燈吧，可你知道它為什么會天黑自動打開，天亮又自動關(guān)閉嗎？下面我就告訴你。 二、 能看到光的“眼睛”，------光敏傳感器 教師：這節(jié)課我們又要學(xué)另一種新的“眼睛”，它專門用來尋找光源。 學(xué)生：怎么有這么多種眼睛呀？它們有什么不同呢？ 教師介紹： 1、光敏傳感器的“模樣” 下圖就是學(xué)生機(jī)器人上的紅外傳感器，你發(fā)現(xiàn)它的“模樣 與紅外傳感器有什么區(qū)別嗎？一定要看清楚。千萬不要把這兩種“眼睛”搞混噢！ 光敏傳感器的功能 光敏傳感器的功能就是尋找光源，當(dāng)外界環(huán)境光的強(qiáng)弱發(fā)生變化的時候，光敏傳感器就會立刻感覺到，然后把這種變化告訴控制中心。 現(xiàn)在你明白路燈為什么會這樣盡職盡責(zé)了嗎？沒錯，就是因?yàn)樗幸浑p可以感受光線變化的眼睛— 光敏傳感器，有了它，就再不用麻煩路燈管理員每天開關(guān)路燈。 想一想 我們可以用光敏感器做什么事情？日常生活中有什么東西用到了光敏感器？ 學(xué)生討論回答： 三、 自制小路燈 教師：下面我們就自己動手做一個小路燈吧！ 還記得聲控?zé)魡?？它聽到聲音就會自動亮起?，F(xiàn)在我們將要做的小路燈和聲控?zé)舨煌?，它只有在天黑的時候才會亮，在天亮的時候會自動熄滅。 教師指導(dǎo)學(xué)生： 1、 組裝小路燈 （1） 將電池盒與主控板連接起來。 （2） 將發(fā)光管與主控板連接起來。 （3） 將光敏傳感器與主控板連接起來。 （4） 用膠帶將各個部分固定，這樣我們的小路燈就做好了。 （5） 編寫程序并將程序下載到主控板上。流程圖如右圖所示，大家在編寫程序時可以參考。 現(xiàn)在小路燈已經(jīng)誕生了，讓我們來試一試“小路燈”是否也像平時我們看到的“大”路一樣盡職吧！ 小活動 現(xiàn)在我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了四種傳感器，它們各有所長，你能用它們中的一種，或是讓它們“合作”來完成一個小發(fā)明嗎？同學(xué)們可以分成幾個小組，看看哪個小組的發(fā)明最有創(chuàng)意。 學(xué)生討論并發(fā)言： 教學(xué)反思： 第11課 機(jī)器人回家了 教學(xué)內(nèi)容： 利用光敏傳感器讓機(jī)器人不迷路。 教學(xué)目標(biāo)： 1、學(xué)生認(rèn)識光敏傳感器的功能。 2、提高學(xué)生的對機(jī)器人課程的喜歡程度。 教學(xué)重點(diǎn)： 認(rèn)識光敏傳感器。 教學(xué)難點(diǎn)： 編寫程序。 教學(xué)準(zhǔn)備： 學(xué)生機(jī)器人編程軟件。 教學(xué)過程： 一、 導(dǎo)入： 教師：學(xué)生機(jī)器人迷路了。這節(jié)課人我們的任務(wù)就是教它怎樣回家。 二、分析任務(wù) 教師引導(dǎo)學(xué)生： 天黑了，學(xué)生機(jī)器人找不到回家的路了，我們要為它裝上一雙“眼睛”，讓它能夠看到家里溫暖的燈光，我們還要編寫程序教它怎 樣走到有光的地方，這樣學(xué)生機(jī)器人就可以回家了。 三、編寫程序 教師指導(dǎo)學(xué)生： 編寫思路：要想讓學(xué)生機(jī)器人看到光源，就需要為它裝上光敏傳感受器，在程序中，用“光敏”模塊來表示它。要想讓機(jī)器人不斷監(jiān)測哪邊光線比較強(qiáng)，就需要用“永久循環(huán)”結(jié)構(gòu)。我們還需要用“選擇結(jié)構(gòu)”讓機(jī)器人“看到”左邊光線強(qiáng)時，就向左轉(zhuǎn)；“看到”右邊光線強(qiáng)時，就向右邊轉(zhuǎn)。下面就開始編寫程序吧。 學(xué)生進(jìn)行練習(xí)： 1、 打開學(xué)生機(jī)器人編程軟件，進(jìn)入編程界面，將“永久循環(huán)”模塊加入程序中。 2、 將：光敏“模塊加入程序中。 我知道家在哪里了，但是怎樣才能到家呢？ 這一步我們給學(xué)生機(jī)器人裝上能看到光的“眼睛 ”，這樣它就可以看到家里的燈光了。 3、 將“條件判斷”模塊加入程序中，并輸入進(jìn)行條件判斷的條件。 4、 將“高速電機(jī)”模塊添加到“條件判斷”模塊左側(cè)的輸出框里，并設(shè)置左右電機(jī)的轉(zhuǎn)速分別為20和0。 5、 將“高速電機(jī)”模塊添加到“條件判斷”模塊右側(cè)的輸出框里，并設(shè)置左右遇機(jī)的轉(zhuǎn)速分別為0和20。 教師：好了，我們現(xiàn)在已經(jīng)教會了迷路的學(xué)生機(jī)器人怎樣回家，但是為了安全起見，我們還是先要在仿真環(huán)境中考考它，那么就為它建一個虛擬的家吧，看他能不能找到回家的路。 添加光源與添加聲源的方法幾乎一樣，你肯定已經(jīng)會了。 如果機(jī)器人在虛擬環(huán)境中找到了家，那我們就可以保存程序，并把程序下載到學(xué)生機(jī)器人的主控板上，試一試讓它自己回家。 教學(xué)小結(jié)： 第12課 機(jī)器飛蛾 教學(xué)內(nèi)容： 機(jī)器人利用光敏傳感器朝發(fā)出亮光出前進(jìn)。 教學(xué)目標(biāo)： 1、學(xué)生認(rèn)識軌跡識別兩種傳感器的功能。 2、提高學(xué)生的對機(jī)器人課程的喜歡程度。 教學(xué)重點(diǎn)： 認(rèn)識光敏傳感器和紅外傳感器的功能。 教學(xué)難點(diǎn)： 怎樣避開障礙、檢測光亮前進(jìn)。 教學(xué)準(zhǔn)備： 學(xué)生機(jī)器人編程軟件。 教學(xué)過程： 一、 導(dǎo)入： 教師：“飛蛾撲火”是有趣的生物現(xiàn)象。飛蛾能地利用光來辨別方向，而且會越來越接近火焰，最后就造成了“撲火”。 我們也能讓機(jī)器人像飛蛾一樣，在漆黑的環(huán)境中，向著發(fā)出光亮的地方奔去，我們叫它“機(jī)器飛蛾”。 二、分析任務(wù) 機(jī)器人朝著光線強(qiáng)的方向行進(jìn)，在行進(jìn)的過程中能夠主動避開檢測到的障礙物。 試一試 機(jī)器飛蛾要用到前面學(xué)習(xí)過的兩種傳感器；紅外傳感器、光敏傳器。 還記得它們的功能嗎？寫寫看！ 紅外傳感器： 光敏傳感器： 三、編寫程序 教師指導(dǎo)學(xué)生： 機(jī)器人檢測到光亮，便朝著光亮的方向，一邊走一邊檢測正前方有沒有障礙。如果沒有障礙就繼續(xù)檢測光亮，繼續(xù)朝光亮的方向前進(jìn)；如果說有障礙，機(jī)器人就轉(zhuǎn)個角度，然后檢測光亮，繼續(xù)朝光亮的方向前進(jìn)。 1、機(jī)器飛蛾檢測前方障礙。 還記得“機(jī)器人快躲開“程序嗎？如果紅外傳感檢測到前方有物體，則機(jī)器人馬上轉(zhuǎn)向；如果沒有檢測到物體，機(jī)器人一直往前走。 2、機(jī)器人飛蛾檢測光亮。 還記得前面課中的“機(jī)器人回家了“程序嗎？如果說光敏傳感器檢測到右側(cè)光線比較強(qiáng)，則執(zhí)行高速電機(jī)模塊，實(shí)現(xiàn)右轉(zhuǎn)；如果說檢測到左側(cè)光線比較強(qiáng)，則執(zhí)行左側(cè)高速電機(jī)模塊，實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)。 3、在編程軟件中，將各個模塊結(jié)合起來。 （1）打開保存的“機(jī)器人快躲開”程序，將條件判斷中的高速電機(jī)模塊刪除。參數(shù)保持原來程序的設(shè)置。 把高速電機(jī)模塊去掉，是為了放置亮度檢測流程圖模塊。當(dāng)檢測到前方?jīng)]有障礙時，機(jī)器人對光亮作出檢測。 （2） 添加亮度檢測模塊 在去掉的高速電機(jī)模塊的位置，添加亮度檢測流程圖模塊。亮度檢測流程圖中各模塊的參數(shù)設(shè)置可參考“機(jī)器人回家了”程序中對應(yīng)模塊的參數(shù)設(shè)置。 四、運(yùn)行程序 學(xué)生運(yùn)行程序： 到模擬環(huán)境中設(shè)置障礙物和光源，看看機(jī)器飛蛾是不是能實(shí)現(xiàn)“飛蛾撲火”。 仿真運(yùn)行沒問題后，就保存程序。將程序下載到學(xué)生機(jī)器人的主控板上，讓它實(shí)際運(yùn)行。 教學(xué)反思： 第13課 自動感應(yīng)電風(fēng)扇 教學(xué)內(nèi)容： 制作自動感應(yīng)電風(fēng)扇。 教學(xué)目標(biāo)： 1、學(xué)生利用紅外傳感器進(jìn)行電風(fēng)扇的安裝。 2、提高學(xué)生的動手能力。 教學(xué)重點(diǎn)： 電路的連接。 教學(xué)難點(diǎn)： 程序的編寫。 教學(xué)準(zhǔn)備： 學(xué)生機(jī)器人編程軟件。 教學(xué)過程： 一、 導(dǎo)入： 教師： 還記得大家動手制作的電風(fēng)扇嗎？想讓它擁有更強(qiáng)的功能嗎？讓我們一起動起手來。 我們的目標(biāo)： 前面制作的電風(fēng)扇用開關(guān)來控制運(yùn)轉(zhuǎn)，比較麻煩！能不能讓電風(fēng)扇自動控制呢？ 當(dāng)人靠近電風(fēng)扇時，它能自動打開；當(dāng)人離開后，它又自動關(guān)閉。這樣就很方便了。 二、讓電風(fēng)扇“看得見” 教師：要制作這樣的自動感應(yīng)電風(fēng)扇，需要回顧以前學(xué)過的知識。 學(xué)生討論：怎么讓電風(fēng)扇“看得見”人靠近了？ 機(jī)器人有一雙可以“看得見”物體的“眼睛”——紅外傳感器。它可以利用自身發(fā)射出的紅外線來探測前方是否有物體。 給電風(fēng)扇裝上一個紅外線傳感器，使它在探測到物體靠近時，就開始工作，否則停止工作。這里用到了條件判斷模塊。 試一試 根據(jù)我們的目標(biāo)以及要求，你能列出完成小設(shè)計所需要準(zhǔn)備的材料嗎？說一說不同材料在小設(shè)計中的作用。 三、電路連接 教師指導(dǎo)學(xué)生操作： 1、連接電池盒與主板 完成9V電池和4.5V電池安裝后，按照圖示的連接方式，將插頭插入主控板的插座內(nèi)。 2、連接開關(guān)、紅外傳感器控制板 按照圖示，將開關(guān)插頭和紅外線傳感器控制板插入主控板的插座內(nèi)。 注意：注意紅外傳感器板的針腳與主控板插槽的對接，別弄壞了針腳 3、連接電風(fēng)扇 可以使用前面制作的電風(fēng)扇。 電機(jī)的連接可以直接使用電機(jī)上引出的兩條電線，它們的另一端是標(biāo)準(zhǔn)插頭，可以直接與主控板連接。 將電風(fēng)扇固定在機(jī)架上。這樣自動感應(yīng)電風(fēng)扇就組裝好了。 四、程序編寫 自動感應(yīng)電風(fēng)扇通過紅外傳感器不斷探測判斷前方是否有人，當(dāng)有信號時，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動；否則風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動， 下面是自動感應(yīng)電風(fēng)扇的工作流程 圖和在學(xué)生機(jī)器人編程軟件上編寫的程序。這里風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動由高速電機(jī)模塊來控制。 五、下載程序并運(yùn)行 在編程軟件中的仿真平臺上測試，檢驗(yàn)編寫的程序是否正確，然后將程序下載到安裝好的自動感應(yīng)電風(fēng)扇中運(yùn)行，觀察運(yùn)行效果。根據(jù)情況，調(diào)整、修改程序，直到達(dá)到我們的目標(biāo)。 課后反思： 致力于打造全網(wǎng)一站式需求,為大家助力 來源網(wǎng)絡(luò)僅供參考 歡迎您下載我們的文檔 25 .