1、 扫地机器人扫地机器人 【教材分析】【教材分析】 基于传感器的机器人的学习和应用是随着信息技术应运而生的教学内容。 本 课从生活出发， 将扫地机器人作为教学内容， 综合应用传感器和舵机的相关知识， 设计能实现避障和清扫操作的扫地机器人。教学内容主要分为任务分析、模块搭 建和程序编写与运行。教师在教学时可以先让学生观察扫地机器人，引导学生分 析设计扫地机器人的任务，再展开教学。扫地机器人的学习是在超声波传感器实 践应用的基础上展开的，主要要求学生学习拼搭舵机，再结合已学的避障程序进 行舵机程序的添加，因此建议通过迁移应用实践于课堂。 【学情分析【学情分析】 根据皮亚杰的认知发展规律可知， 六年级
2、的学生已经具备了一定的逻辑思维 能力， 能通过任务的铺垫分析扫地机器人的工作任务。 学生在本课之前的学习中， 已经接触了实体机器人的应用， 编写扫地机器人的脚本尚在学生的实践能力范围 内。但本课加入了舵机的拼搭和使用，这对学生的操作能力又提高了一个要求， 可以结合学生的实践探究和教师的搭建分享展开学习。 【教学目标与要求】【教学目标与要求】 理解“如果 那么 否则”语句的含义，学会拼搭扫地机器人，理解超声波测 距传感器的应用原理，完成避障程序搭建。通过分析扫地机器人的任务，体验思 维和分析的过程，初步掌握问题分析的基本方法。通过扫地机器人功能的实现， 感受机器人的可实践性，感受信息技术发展的变
3、化，形成乐学的学习态度，产生 了解技术发展的愿望。 【教学重点与难点】【教学重点与难点】 重点：重点：理解“如果 那么 否则”语句。 难点：难点：理解避障程序和清扫程序的顺序关系。 【教学方法与手段】【教学方法与手段】 本课采用任务驱动法，让学生在有引导的教学环境中围绕任务进行分解，在 小组讨论的过程中进行知识迁移，运用已有知识不断优化分解的各个任务，最终 整合实现扫地机器人的任务效果。 【课时安排】【课时安排】 安排 1 课时。 【教学准备】【教学准备】 教学课件、教师用演示文稿和学生用演示文稿。 【教学过程】【教学过程】 教学环节教学环节 教学活动教学活动 设计意图设计意图 一、 情景导
4、入 师：同学们，今天老师到家看到了这样 的场景！ （出示图片）怎么办？工作一天已 经很累了，我想偷个懒，能有个机器人帮帮 我吗？ 生提出让机器人来清洁。 师：对呀！有扫地机器人，商场里看到 过很多呢！其实我们也能自己来设计扫地机 器人，今天跟着老师一起来学习扫地机器 人！ （板书：扫地机器人） 通过提出生活 实践中的问题， 让学 生初步形成解决问 题的意识， 并揭示主 题“扫地机器人”的 搭建。 二、 实践探 究 1. 1. 项目分析。项目分析。 师：扫地机器人要有些什么功能？ （学生回答，提出需要有避障和清扫的 功能） 师：那你能说说有这样功能的机器人是 怎么运作的吗？ 生：测距距离大前进清
5、扫，距离 小后退转弯。 （教师结合分析列出流程图） 师：按这样的过程我们就可以实现扫地 机器人了！ 2.2. 搭建扫地机器人模块。搭建扫地机器人模块。 师：我们接着就要拼搭扫地机器人！我 1. 通过项目分 析将扫地机器人的 任务具体化、直观 化， 让操作任务更简 单。 2. 通过教师的 演示， 规范模块拼搭 的方法， 减少因搭建 造成的任务困难。 们用小车控制前进，再把测距的超声波传感 器安装上，那用什么清扫呢？（演示部分拼 搭，提出清扫工具的选择） 师：我们就把清扫工具用舵机连接起 来，这样当舵机左右转动的时候，就可以实 现清扫的功能了。 （教师演示机器的搭建，学生模仿操 作，完成扫地机器人
6、的搭建） 三、 操作实 练 1. 1. 编写机器人避障程序。编写机器人避障程序。 师：扫地机器人前进的过程中还有哪两 部分运动？ 生：机器人在前进的过程中的避障和清 扫。 师：那我们就把两个分开看。我们先看 避障。避障怎么做？提示，联系超声波传感 器的测速功能，谁能对照流程图说说避障的 过程？ （老师提前测值并填在流程图） 生：机器人测距，当它值小于 20 cm 的 时候，机器人左转转速 200，当值大于等于 20 cm 的时候，机器人前进，转速为 100。 师：很好，那在这里，老师可不可以换 个说法，如果小于 20 cm，那么机器人转动， 否则机器人前进？ 生：可以。 师： 老师用到了一个新
7、的语句 “如果 那 么 否则” ，你能在软件中找到吗？请你试试 将避障程序搭建成功。 （学生指出控件，并搭建初步脚本） 1. 任务化整为 零， 分段分析降低任 务难度。 2. 引导学生对 照流程图思考程序， 掌握基本的逻辑思 维方法。 3. 通过语言表 达的转变， 提出教学 重点 “如果 那么 否 则”语句。 4. 通 过 演 示 法，明确“舵机”控 件的使用方法， 在演 示中触发学生的思 维， 突出舵机的运动 方式。 5. 化零为整的 程序体验让学生轻 松完成任务， 体验不 断调试和优化带来 2.2. 编写机器人扫地动作。编写机器人扫地动作。 师：机器人还有一个运动是什么？ 生：扫地。 师：
8、扫地的时候，小扫把是左右转动着 扫的，这里我们就用舵机（演示一半程序） ， 设置“舵机接口 1 红色 5v 橘色信号 棕色 GND 输出角度为 0” ，清扫时要这样扫，那么 输出角度还要变化为多少？ 生：180 度。 师：中间我们添加一个停顿，才能实现 清扫。 1.1. 组合并优化扫地机器人程序。组合并优化扫地机器人程序。 师：现在你能根据流程图将机器人的两 个主程序结合了吗？ 生：能！ （学生演示程序混合，教师解决问题） （1）添加停顿时间。 （2）两个主程序无需再嵌套。 （3） “重复执行”控件必须添加。 4. 4. 下载并调试执行。下载并调试执行。 师：程序觉得没问题，请你下载到小车 试一试吧！ （学生操作调试运行，反馈问题） 的改善。 四、 小结拓 展 今天这节课，我们成功地实现了扫地机 器人的搭建和程序的编写，学会了一个新的 控件叫作 （生答： “如果 那么 否则” ） 学会看流程图，根据流程图写程序，看 来同学们的逻辑思维棒棒的！更可贵的是， 1. 复习巩固， 加深学对本课知识 点的掌握。 2. 学习机器人 的搭建和程序的编 写， 更将逻辑思维和 同学们今天把复杂的任务分成了两个小任 务再合成，我们在生活中也可以用这样化整 为零，再化零为整的方法处理问题。 操作方法作为教学 的重点。
