閩教版（2020）信息技術(shù)六下 第7課 仿真機(jī)器人避障 教案

仿真機(jī)器人避障教學(xué)目標(biāo)1.了解紅外避障傳感器的組成。2.分析掃地機(jī)器人的行走規(guī)律。3.編寫程序，在虛擬環(huán)境中模擬掃地機(jī)器人躲避障礙行走。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：紅外傳感器的工作原理2.教學(xué)難點(diǎn)：使用開源硬件或者使用虛擬機(jī)器人實(shí)現(xiàn)小車紅外避障。教學(xué)準(zhǔn)備1．教學(xué)環(huán)境。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教室、互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境、教學(xué)廣播系統(tǒng)。2．教學(xué)資源。準(zhǔn)備我國(guó)的機(jī)器狗、無(wú)人駕駛汽車、無(wú)人掃地機(jī)、樓道感應(yīng)燈、手機(jī)中的傳感器等本課知識(shí)相關(guān)視頻片段。簡(jiǎn)易機(jī)器人，機(jī)器人結(jié)構(gòu)組件，機(jī)器人傳感器實(shí)物或圖片。教學(xué)活動(dòng)一、導(dǎo)課（4分鐘）1.播放《掃地機(jī)器人走迷宮》視頻片段。2引導(dǎo)學(xué)生思考以下問(wèn)題.分組交流、討論。（1）掃地機(jī)器人是如何自動(dòng)驟避障"（2）掃地機(jī)器人工作流程。3.歸納總結(jié)，并對(duì)學(xué)生的問(wèn)答做出適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)。掃地機(jī)器人通過(guò)傳感器定現(xiàn)自動(dòng)避障。機(jī)器人工作流程是：機(jī)器人進(jìn)入工作時(shí)，如果遇到障礙物就轉(zhuǎn)向或后退，否則前進(jìn)。4.揭示課題，第7課仿真機(jī)器人二、紅外線傳感器的應(yīng)用（3分鐘）1.指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第50頁(yè)“認(rèn)識(shí)紅外線避障傳感器”活動(dòng)內(nèi)容。2.教師出示紅外線傳感器或紅外傳感器圖片。3.紅外傳感器的使用方法。（1）紅外傳感器在使用時(shí)要調(diào)節(jié)可變電阻，達(dá)到探測(cè)的理想距離。（開源硬件需要調(diào)節(jié)，具體的調(diào)節(jié)方法請(qǐng)看硬件說(shuō)明書。閉源硬件通過(guò)程序設(shè)定距離值）（2）紅外傳感器探測(cè)到障礙物，指示燈亮。（開源硬件有指示燈，閉源硬件沒(méi)有，是通過(guò)程序的設(shè)定值進(jìn)行判斷）三、工作流程（5分鐘）1.思考：掃地機(jī)器人完成工作任務(wù)實(shí)現(xiàn)的條件和工作流程。2學(xué)生帶著問(wèn)題，自學(xué)教材第50～51頁(yè)的掃機(jī)器人的工作情況.3.學(xué)生交流，并匯報(bào)。4.教師分析并總結(jié)。（1）掃地機(jī)器人能完成自動(dòng)掃地的任務(wù)是因?yàn)樗屑t外傳感器，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障。（2）掃地機(jī)器人工作示意圖具體參見教材第51頁(yè)圖7-4.四、編寫程序（選擇2：開源硬件機(jī)器人程序）（15分鐘）本環(huán)節(jié)分為仿真機(jī)器人程序和開源硬件程序，教師可根據(jù)學(xué)校條件選擇兩者之一進(jìn)行教學(xué)。1.啟動(dòng)仿真機(jī)器人程序。（各學(xué)?？删帉戇x擇適合本校條件的仿真機(jī)器人程序）2.程序界面的學(xué)習(xí)，3.學(xué)生根據(jù)工作流程圖，嘗試編程。（1）教師進(jìn)投程序結(jié)構(gòu).（2）教師講授循環(huán)結(jié)構(gòu).（3）教師講授判斷結(jié)構(gòu).（4）學(xué)生分組討論、編程。4.學(xué)生調(diào)試程序四、編寫程序（選擇2：開源硬件機(jī)器人程序）（15分鐘）5.選用開源硬件進(jìn)行機(jī)器人編程。（1）軟硬件設(shè)備①主控板為micro:bit;4.軟件;Mind+Mind+是一款我國(guó)扣有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)青少年編程軟件，支持Arduimo、micro;bit、掌控板等各種開源硬作.表容Seratch.支持AI與IoT功能，只需要拖動(dòng)圖形化程序塊即可完成編程，還可以使用Pyuhon、c、c++等高級(jí)編程語(yǔ)言?？稍诰€編輯或本地安裝。軟件運(yùn)行模式為：上傳模式。在軟件左下角，點(diǎn)擊"擴(kuò)展"按鈕，增加"micro;bi""擴(kuò)展板""傳感器"模塊micro:bit（4）程序界面的學(xué)習(xí)。（5）教師進(jìn)行程序分模塊教學(xué)①前進(jìn)模塊（電機(jī)M1為左輪，M為在輪），見圖一。②轉(zhuǎn)彎模塊（以左轉(zhuǎn)為例），見圖一。③紅外測(cè)距傳感器距離判斷，見圖一。④教師講授程序結(jié)構(gòu)。⑤教師講授循環(huán)結(jié)構(gòu)。⑥教師講授判斷結(jié)構(gòu)。圖一（6）學(xué)生分組討論、編程（7）學(xué)生調(diào)試程序。五、創(chuàng)新活動(dòng)（10分鐘）1.選擇開源獲件或使用機(jī)器人仿真系統(tǒng)，搭建雙紅外傳感器的避障機(jī)器人。2.雙紅外傳感器避障機(jī)器人，任務(wù)要求如下。（1）當(dāng)左邊傳感器遇到障礙物，向右轉(zhuǎn)。（2）當(dāng)右邊傳感器遇到障礙物，向左轉(zhuǎn)。（3）當(dāng)左、右傳感器同時(shí)遇到障礙物時(shí)機(jī)器人向后退并選擇左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)。3.學(xué)生分組、分分模塊完成流程圖。4.有時(shí)間的學(xué)生可自行編寫程序或作為課后練習(xí)。六、總結(jié)評(píng)價(jià)(3分鐘)1、組織學(xué)生進(jìn)行分組演示