蘇科版六年級信息技術(shù)10《掃地機器人》教案

1、第10課 掃地機器人一、教材分析基于傳感器的教育機器人的學(xué)習(xí)和應(yīng)用是隨著信息技術(shù)應(yīng)運而生的教學(xué)內(nèi)容，本課就從生活出發(fā)，將清潔機器人作為教學(xué)內(nèi)容進行設(shè)計，綜合應(yīng)用傳感器和舵機完成能實現(xiàn)避障和清掃操作的清潔機器人。教學(xué)內(nèi)容主要分為任務(wù)分析、模塊搭建和程序編寫與運行，教師在教學(xué)時可以先讓學(xué)生觀察清掃機器人，引導(dǎo)學(xué)生分析清掃機器人的任務(wù)，再展開教學(xué)。掃地機器人的學(xué)習(xí)是在超聲波傳感器實踐應(yīng)用的基礎(chǔ)上展開的，主要要求學(xué)生學(xué)習(xí)拼搭舵機，再結(jié)合已學(xué)的避障程序進行舵機程序的添加，因此建議通過遷移應(yīng)用實踐于課堂中。二、學(xué)情分析根據(jù)皮亞杰的認知發(fā)展規(guī)律可知，本課的學(xué)習(xí)對象六年級的學(xué)生已經(jīng)具備了一定的邏輯思維能力，能

2、通過任務(wù)的鋪墊分析清潔機器人的工作任務(wù)。學(xué)生在本課之前的學(xué)習(xí)中，已經(jīng)接觸了實體機器人的應(yīng)用，搭建實現(xiàn)清潔機器人的腳本在學(xué)生的實踐能力范圍內(nèi)。但本課加入了舵機的拼搭和使用，對學(xué)生的操作能力又提高了要求，可以結(jié)合學(xué)生的實踐探究和教師的搭建分享展開學(xué)習(xí)。三、教學(xué)目標與要求理解“如果 那么 否則”語句的含義，學(xué)會拼搭清潔機器人，理解超聲波測距傳感器的應(yīng)用原理，完成避障程序搭建。通過分析清潔機器人的任務(wù)，體驗思維和分析的過程，初步掌握問題分析的基本方法。通過清潔機器人，感受機器人的可實踐性，感受信息技術(shù)發(fā)展的變化，形成樂學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度，實現(xiàn)技術(shù)發(fā)展的愿望。四、教學(xué)重點與難點1. 重點：理解“如果 那么 否

3、則”語句。2. 難點：理解避障程序和清掃程序的順序關(guān)系。五、教學(xué)方法與手段本課采用任務(wù)驅(qū)動法，讓學(xué)生在有引導(dǎo)的教學(xué)環(huán)境中圍繞任務(wù)分解任務(wù)，在小組討論的過程中遷移運用已有知識，不斷優(yōu)化各分解任務(wù)，最終整合實現(xiàn)清潔機器人的任務(wù)效果。六、課時安排安排1課時。七、教學(xué)準備教學(xué)課件、教師用演示文稿和學(xué)生用演示文稿。八、教學(xué)過程（一）情境導(dǎo)入教師：同學(xué)們，今天老師到家看到了這樣的場景?。ǔ鍪緢D片）怎么辦？工作一天已經(jīng)很累了，我想休息一下，能有個機器人幫幫我嗎？學(xué)生提出機器人來清潔。教師：對呀！有清潔機器人，商場里看到過很多呢！其實清潔機器人我們也能自己做，今天跟著老師一起來做一做清潔機器人！（板書：清潔機

4、器人）【設(shè)計意圖】通過提出生活實踐中的問題，學(xué)生初步形成解決問題的意識，并揭示主題“清潔機器人”的搭建。（二）實踐探究1. 項目分析教師：清潔機器人要有些什么功能？（學(xué)生回答，提出需要有避障和清掃的功能。）教師：那你能說說有這樣功能的機器人是怎么運作的嗎？學(xué)生：測距距離大前進清掃，距離小后退轉(zhuǎn)彎。（教師結(jié)合分析列出流程圖。）教師：按這樣的過程我們就可以實現(xiàn)清潔機器人了！【設(shè)計意圖】通過項目分析將清潔機器人的任務(wù)具體化、直觀化，讓操作任務(wù)更簡單。2. 搭建清潔機器人模塊教師：接著我們來拼裝一個清潔機器人！它邊前進邊清掃，安裝上測距的超聲波傳感器，那用什么清掃呢？（演示部分拼搭，提出清掃工具的選擇

5、）教師：我們把清掃工具用舵機連接起來，這樣當(dāng)舵機左右轉(zhuǎn)動的時候，就可以實現(xiàn)清掃的功能了。（教師演示機器的搭建，學(xué)生模仿操作，完成清潔機器人的搭建。）【設(shè)計意圖】通過教師的演示，規(guī)范模塊拼搭的方法，減少因搭建造成的任務(wù)困難。 （三）操作實練1. 編寫機器人避障程序教師：清潔機器人前進的過程中還有哪兩部分運動？學(xué)生：機器人在前進的過程中的避障和清掃。教師：那我們就把兩個分開看。我們先看避障。避障怎么做？提示：超聲波傳感器的測速功能，誰能對照流程圖說說避障過程是怎樣的？（教師提前測值并填在流程圖。）【設(shè)計意圖】任務(wù)化整為零，分段分析，減少任務(wù)難度。學(xué)生：機器人測距，當(dāng)它值小于20 cm的時候，機器人

6、左轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速200；當(dāng)值不小于20 cm的時候，機器人前進，轉(zhuǎn)速為100。教師：很好，那在這里，老師可不可以換個說法，如果小于20 cm，那么機器人轉(zhuǎn)動，否則機器人前進？學(xué)生：可以。教師：老師用到了一個新的語句“如果 那么 否則”，你能在軟件中找到嗎？請你試試將避障程序搭建成功。（學(xué)生指出控件，并搭建初步腳本。）【設(shè)計意圖】引導(dǎo)學(xué)生對照流程圖思考程序，掌握基本的邏輯思維方法。通過語言表達的轉(zhuǎn)變，提出教學(xué)重點“如果 那么 否則”。2. 編寫機器人掃地動作教師：機器人還有一個運動是什么？學(xué)生：掃地。教師：掃地的時候，剛說過，小掃把是左右轉(zhuǎn)動著掃的，這里我們就用舵機（演示一半程序），設(shè)置“舵機接口1紅

7、色5v 橘色信號 棕色GND 輸出角度為0”，清掃時要這樣掃，那么輸出角度還要變化為多少？學(xué)生：180。教師：中間我們添加一個停頓，才能實現(xiàn)清掃。3. 組合并優(yōu)化清潔機器人程序教師：現(xiàn)在你能根據(jù)流程圖將機器人的兩個主程序結(jié)合了嗎？學(xué)生：能?。▽W(xué)生演示程序結(jié)合，教師解決問題：（1）添加停頓時間。（2）兩個主程序無須再嵌套。（3）“重復(fù)執(zhí)行”控件必須添加）4. 下載并調(diào)試執(zhí)行教師：程序覺得沒問題的話，請你下載到小車機身上試一試吧！（學(xué)生操作調(diào)試運行，反饋問題。）【設(shè)計意圖】通過演示法，明確舵機控件的使用方法，在演示中觸發(fā)學(xué)生的思維，突出舵機的運動方式。 （四）小結(jié)拓展 今天這節(jié)課，我們成功啦！成功地實現(xiàn)了清潔機器人的搭建和程序的編寫，學(xué)會了一個新的控件叫做（學(xué)生答：如果 那么 否則）學(xué)會看流程圖，根據(jù)流程圖寫程序，看來同學(xué)們的邏輯思維棒棒的！更可貴的是，同學(xué)們今