1、第第 1111 课课机器人灭火机器人灭火 一、一、教材分析教材分析 本课是机器人单元中综合性较强的一课。本课的主要学习内容是火焰传感 器。通过硬件与软件的结合，利用强风灭火的原理来实现机器人灭火，是本课的 主要教学过程， 这对于培养学生的想象力、 创造力和动手能力有很好的促进作用。 二、二、学情分析学情分析 本课的教学对象是小学六年级学生。 对他们来说， 本课的程序编写难度不大， 但考虑到机器人灭火试验的成功率不高， 因此要重点讲解火焰传感器的工作原理 和强风灭火的原理，这样有助于学生在搭建灭火机器人时，能更加仔细地思考选 择火焰传感器和风扇的搭载位置， 提高试验成功率。 另外， 本课试验需要
2、用到火， 所以还是存在一定安全隐患的，为了确保试验能够安全有序地进行，在教学过程 中要跟学生着重强调试验规则，提高学生安全意识。 三、三、教学目标与要求教学目标与要求 认识火焰传感器， 了解火焰传感器侦测火源的原理和应用方式及强风灭火的 原理。以自主探究学习、合作学习的方式，掌握编写机器人检测火源并灭火的程 序。 学会搭建灭火机器人小车和编写机器人检测火源并灭火的程序。帮助学生了 解机器人功能的多样性，进而提升机器人创作编程的兴趣。 四、四、教学重点与难点教学重点与难点 1.1. 重点：重点： （1）了解火焰传感器侦测火源的原理和应用方式。 （2）了解机器人灭火的工作流程。 （3）学会搭建灭火
3、机器人小车。 2.2. 难点：难点：学会编写机器人检测火源并灭火的程序。 五、五、教学方法与手段教学方法与手段 自主探究法、合作学习发、任务驱动法。 六、六、课时安排课时安排 安排 1 课时。 七、七、教学准备教学准备 学习者能够熟悉机器人的基本部件搭建和行走的程序编写。 八、八、教学过程教学过程 （一）（一）情境导入情境导入 播放“家用灭火机器人”视频，引出本课课题机器人灭火,同时给 出问题“视频中的灭火机器人是如何工作的”，引导学生探索灭火机器人的基本 功能。 功能一：侦测火源。 功能二：熄灭火焰。 【设计意图设计意图】 从生活需要出发， 引出认知需要， 为本课的教学提供学习需求； 同时体
4、现出火焰传感器的实践应用意义。 （二）（二）新授：灭火机器人工作原理新授：灭火机器人工作原理 基于灭火机器人的两项功能。教师指出，侦测火源的传感器为火焰传感器， 可以灭火的机械装置为风扇，并给出相应的思考问题，供学生对认知过程进行反 思。 问题一：火焰传感器是如何侦测火源的？（使用特制的红外线接收管，接收 火焰发出的特殊波长的红外线） 问题二：风扇为何能够灭火？（将空气高速吹向火焰，使燃烧的物体表面温 度迅速降至燃点以下，即强风灭火） 【设计意图设计意图】 通过问题引导学生思考，让学生了解火焰传感器工作原理和强 风灭火的原理。 （三）（三）任务一：搭建灭火机器人任务一：搭建灭火机器人 在了解了
5、灭火机器人中火焰传感器和风扇的作用之后， 尝试将它们搭建到机 器人上。（选择合适位置进行搭建，注意灭火机器人结构的合理性） 搭搭载火焰传感器：载火焰传感器： 图 1 搭搭载风扇：载风扇： 图 2 学生分小组合作完成。 【设计意图设计意图】学生通过动手搭建灭火机器人，对其结构更加清楚。 （四）（四）任务二：编写灭火机器人程序任务二：编写灭火机器人程序 在搭建好灭火机器人之后，出示一组语句的文字表述“如果火焰传感器 侦测到火焰，那么机器人停止、风扇启动，否则风扇停止、机器人前进”，以此 让学生了解火焰传感器语句的实际含义。 学生了解了灭火机器人程序的逻辑结构之后，教师分步演示程序的编写过 程，在演
6、示过程中再次帮助学生树立程序逻辑。基于“如果 那么 否则”的条件 语句，搭建灭火机器人程序。 1. 新建程序并设置火焰传感器的接口。 图 3 2. 设置检测火源的程序。 图 4 3. 设置风扇的转动和机器人行走程序。 图 5 4. 学生分小组，合作完成灭火机器人程序。 【设计意图设计意图】在程序编写前，先让学生了解灭火逻辑框架，再进行灭火逻辑 语句的分析，让学生深入地理解机器人灭火的实际意义，为后续的程序编写建构 起有效的支架。 （五）（五）评价总结评价总结 学生完成灭火机器人程序并下载到机器人主板后，教师引导学生进行实验， 强调实验规则。 1. 操作规范：实验时有序排队，完成后尽快取走小车，
7、不要用手直接触碰 蜡烛以免烫伤！ 2. 距离适当：火焰传感器与火焰的距离要适当，太远侦测不到火焰，太近 则易被火焰损坏。 3. 车速合适：智能灭火巡逻小车的车速要合适，以免撞上蜡烛或冲出场地。 学生分组在实验场地上进行实验，根据实验场地的实际环境，调试机器人的 各项参数，通过反复调试，最终完成智能灭火巡逻小车，并进行组间竞赛（场地 路线上放置了 3 个蜡烛，比比哪组灭得多。） 【设计意图设计意图】 在保障安全的前提下让学生参与体验， 切实感受智能灭火巡逻 小车的工作流程，并通过小组竞赛的形式，检测学生的课堂学习效果，让学生进 一步体会机器人的魅力。 （六）（六）课堂板书课堂板书 【教案设计：刘凯晨（南京市琅琊路小学）】 机器人灭火机器人灭火 侦测火源 熄灭火焰 火焰传感器 风扇 判断条件： 有无火焰 风扇停止 机器人前进风扇启动 机器人停止 有无
