人教版九年級下冊信息技術教案

1讓學生自己動手通過上網查詢機器人的定義，以及機器人的發(fā)展概況。輯過網絡尋找答案索引擎去尋找答案學習去解決問題完成情況，并對部分學生給予提示。對機器人的定義有感是大同小異的，應該說都是正確的，我們器人所下的定義人實際上是一個開國家的科學家對機器人是這樣理解放性的話題引擎去網上下載機器人的圖片，等一下拿索引擎去下載圖片習2情況在硬盤中為成況具有代表性的學生，盡量抽他們起來回答3譯呢，這就是編程軟件了，我們把我們要說456789），b、工具模塊中主要用到的幾個說明：1--操縱工具（otool）:連接圖示區(qū)內各結點5--彈出工具（o轉動中體驗電學知識；從電腦控制機器人運人進行“送餐”表演。激發(fā)學生興趣人進行“送餐”表演。激發(fā)學生興趣務重復完成四次“前進→轉彎”的動作。器人是如何通過程再以左輪（或右輪）為中心轉動90°,最后停止。這角度傳感器的RCX和樂高軸的連接方式可以參考圖提示進行設計程入端口相連，計數(shù)器的值隨時反饋給RCX，以便機器人任務為止。成果成果分享令。把解決問題的方法、步驟，用計算機能聽懂②、匯編語言為了克服機器語言難讀、難編、代碼(如用ADD表示運算符號“＋”的機器代碼),于是就產生了匯編語言。所以說,匯編語言是一種用助記符表示的仍然面向機器的計算機語言。匯編語言亦稱們去尋求一些與人類自然語言相接近且能為計算機所接受的語意確定、規(guī)則明計算機,只要配備上相應的高級語言的編譯或解包含多個語句，語句間應用“：”分開。注意由于納英特機器人的微電們使用的普通電腦處理能力差，在它的QBASIC子系統(tǒng)中NEXT循環(huán)變量知識與技能：學會用流程圖來分析問題。情感態(tài)度與價值觀：通過本節(jié)學習讓學生體述算法，這樣讓我們把解決問題的思路更加MOTOR0，50三、應用舉例：前方有障礙，STOP20分鐘）亮；相反，則順時針調節(jié)傳感器的調節(jié)鈕，直到4.[生]搭建一個兩輪的機器人，用上紅WHILEDIGITAL（10）=0MOTOR0，50觸動，溫度等等；它如同我們的感覺器官，它就像人的眼睛、耳朵、鼻子一樣，能夠感應到周二、機器人的“嘴巴”和“耳朵”外形尺寸：30.5×15.0×14.5mm(長×寬×高)裝使用方法:：（注意：WHILE1。。。WEND是一注意事項:三、機器人的“眼睛”的檢測方向遇到障礙物（反射面）時，紅外典型應用和說明:四、機器人的“鼻子”（A16-A31）模擬口。使用前先預熱1—5分鐘（開機1-5分鐘后使用）。在無煙Print“Bottom=%d”,analog(上注意事項:五、機器人的“觸覺”/new/robot/R/Html/kzhfj/133/Html/kzhfj/160面的所學，加上自己的創(chuàng)造、創(chuàng)新，去分析、解法則，稱沿右側行走的方法為右手法則。假設按安裝一個紅紅傳感器，配合正前方傳感器的工12個是否相等，若為真那么就成立得到邏輯值為“1”綿陽中學蘇遠龍教材概況仿真系統(tǒng)以優(yōu)化機器人硬件和軟件設計、縮短研發(fā)周期、節(jié)約成本為特色，解決機器人設計過程中的不足。本節(jié)是全新的一節(jié)，主要以納英特的仿真系統(tǒng)來介紹，通過其NSTRSS軟件的介紹，掌握如何搭建場地，如何在仿真狀態(tài)下設計一個機器人，在仿真環(huán)境下測試機器人知識與技能：認識仿真下的虛擬機器人；能用NSTRSS設計場地、構建機器人并利用仿真環(huán)境進行組隊測試。情感態(tài)度與價值觀：自由無限，創(chuàng)意無限，只有想不到，沒有做不到。教學重難點重點：用NSTRSS仿真系統(tǒng)設計迷宮場地；搭建走迷宮的機器人；利用仿真環(huán)境進行組隊難點：設計場地；搭建機器人。通過上節(jié)學習我們了解了傳感器，并使用它們進行走迷宮的實踐練習，對走迷宮的機器人從設計到算法分析、程序設計都有一個了解，那么如何更加高效的設計我們自己的機器人并調試出來，我們可以使用虛擬仿真軟件來完成任務，有了本節(jié)內容他們會更加有興趣投入到機器人的創(chuàng)新、創(chuàng)造活動中來。教法：示例講解任務驅動輔導答疑學法：仔細觀察，多動手實踐，討論交流多媒體網絡教室，NSTRSS仿真系統(tǒng)，仿真專題論壇系統(tǒng)關任務的機器人。今天我來學習虛擬機器人，進入仿真系統(tǒng)的走迷宮機器的仿真演示。什么是仿真系統(tǒng)？仿真系統(tǒng)是機器人的設計、實現(xiàn)，完全在虛擬的環(huán)境中，以虛擬現(xiàn)，它以優(yōu)化機器人硬件和軟件設計、縮短研發(fā)周期、節(jié)約成本為特色，解決機器人設計過二，初識NSTRSS軟件3D機器人仿真軟件。用戶通過構建虛擬機器人、虛擬環(huán)境，編寫虛擬機器人的驅動程序，模擬現(xiàn)實情況下機器人在特定環(huán)境中的運行情況。全3D場景。用戶可自由控制視角的位置，角度，甚至以第一人稱方式進行場景漫游。逼真的仿真效果。采用虛擬現(xiàn)實技術，高度接近實際環(huán)境下的機器人運動狀態(tài)，大大簡化實際機器人調試過程。實時運行調試。運行時，依據實際運行情況，調整機器人參數(shù)，幫助用戶快速實現(xiàn)理想中的效果。自由靈活的機器人搭建與場地搭建。用戶可自由選擇機器人及其配件，進行機器人搭建，可單人或多人的對抗過程。用戶可添加多個機器人，自由組隊進行隊伍間對抗。75Hz刷新率的監(jiān)視器，聲卡。3，打開C：\PROGRAMFILE\NSTRSS\NSTRSS.EXE啟動系統(tǒng)。其C：\PROGRAMFILE\NSTRSS\空間中的機器人仿真運動。如下圖所示：該模塊利用系統(tǒng)提供的各種機器人配件完成機器人從零件到整機的搭建。系統(tǒng)采用裝配點的思想，快速、準確的實現(xiàn)配件的裝配過程。：選擇要搭建的機器人類型：選擇新建，則從機器人最原始狀態(tài)開始搭建；迷宮機器人、滅火機器人、指南針機器人。：選擇需要搭建的部件種類，用以快速查找部件。主要類型有：傳感器，輪：當前機器人組件類型所包含的具體配件。鍵選中擊可從部件的參數(shù)設置從設置位置、方向等各[演示：]安裝馬達和輪子參數(shù)設置，選中機器人進行三維空間的調整，以X，Y，Z三個方向的坐標來調整；旋轉時，點擊“@”來旋轉，分別繞“X，Y，Z軸”旋轉。安裝馬達通過“添加部件”按鈕將選中的配件添加到屏幕（即“工作桌面”）后，鼠標左鍵選擇當前添加的配件的裝配點，再選擇裝配目的裝配點，即可完成操作，具體下所示：選擇當前添加的配件，如：Z馬達，按下鼠標左鍵拖動，翻轉目標，選取其中一個合適的裝按下鼠標左鍵拖動，翻轉目標，選擇一個合適的停靠點，如下圖所示：安裝角度的旋轉：選中旋轉目標配件，右鍵打開“屬性設置”，通過按鈕，即可實現(xiàn)配件的旋轉，注意：一旦配件已被安裝，則只能以裝配點為旋轉中拆卸零配件：選中拆卸目標，右鍵打開“屬性設置“，通過“上設置馬達“端口號”參數(shù)，左馬達的端口號為0，右馬達的端口號為1；同學們自己動手做一下，給機器人安上萬向輪。注意，裝配點的選擇，讓機器人平衡。4，動手做一做[安裝傳感器]（學生活動）;;;置其中左側面板為設置面板，右邊面板為內容預覽面板。規(guī)則選擇：選擇比賽規(guī)則，如要編輯規(guī)則，可使用規(guī)則編輯器。場地選擇：選擇與項目相適應的比賽場地。分組：選擇比賽隊伍名稱，將各個隊伍加以區(qū)別。名稱：編輯機器人名稱，作為仿真中的機器人代號，接受中英文、數(shù)字。程序代碼：選擇程序，作為機器人的控制程序，這里選走迷宮。該列表內包含“瀏覽…”，“新建”兩個固定項目，其中“瀏覽…”可打開應用程序安裝目錄以外的用戶程序，執(zhí)行完該操作，該文件則被被加入到當前程序列表中?！靶陆ā眲t調用程序編輯器，新建一個機器人控制程序。加載：打開保存的歷史仿真項目。下一步：設置完成，進入下一步（機器人場地合成），如果有信息未設置完成，將無法進入下一步，并且會有相應的提示。該步驟完成機器人在場地中的初始位置設定，并且可以保存當前的仿真項目，供以后快速啟動之用。進入該界面以后，窗口的左上角將會列出當前所有可用的機器人，鼠標左鍵確定機器人在場地中的放置位置。圖示如下：（注：如果場地中已經包含了起始點，則系統(tǒng)將自動設置機器人到起始點位置。）返回：返回到上一步（機器人組隊設置）保存：保存當前仿真項目，供快速啟動使用。進入仿真：進入仿真運行界面。機器人按照預定的設置，在控制程序的控制下完成預定的功能，系統(tǒng)將依據場地、機器人的搭建情況等因素進行較為真實的過程模擬。圖示如下：各控制按鈕的說明加載控制程序：在機器人選中的情況下，可變更當前的控制程序。注：如果機器人正在運行中，系統(tǒng)將會有提示用戶首先暫停機器人的運行。開始：默認情況下，當前場景中所有的機器人將開始運行。如果某個機器人被選中，則只會運行選中的機器人，而其他的繼續(xù)處于停止狀態(tài)。同時，計時器開始計時。停止：默認情況下，當前場景中所有的機器人將停止運行。如果某個機器人被選中，則只會停止選中的機器人，而其他的繼續(xù)處于運行狀態(tài)。同時，計時器停止計時。復位：默認情況下，當前場景中所有的機器人的位置，程序等將被重置回初始狀態(tài)。如果某個機器人被選中，則只會復位選中的機器人，而其他的繼續(xù)處于運行狀態(tài)。此時，計時俯視：從頂部向下觀察整個場景。正視：從場景正前方觀察整個場景。側視：從場景的正左方觀察整個場景。選擇機器人或其零部件或者場地時，將顯示選中物的狀態(tài)，示例如右圖：代碼顯示：顯示當前選中機器人的控制代碼以及當前執(zhí)行的具體語句。機器人停止運行的狀態(tài)下,雙擊代碼顯示列表可打開程序編輯器。顯示部件本地坐標系：控制各個物體（部件）本地坐標系是否顯示。（注：所謂的本地坐標系是以各物體（部件）返回主菜單：返回到系統(tǒng)主菜單。綿陽中學蘇遠龍教材概況本節(jié)課是知識縲旋性上升中的綜合性知識的一部分，在前的幾節(jié)課中我們學習了關于機器人主機、傳感器，并用實驗完成了機器人走迷宮的項目任務，在此基礎為了加快學習步伐我們介紹了在仿真環(huán)境中如何構建一個機器人來完成我們自設的任務，有了這些知識，我們巳對機器人的相關知識有了深入的了解和掌握，在此基礎上我們學習本節(jié)的沿著某一特定路線運動的軌跡機器人，讓我們的知識進一步深化；在學生的創(chuàng)造、創(chuàng)新、綜合素質方面可知識與技能：學習樂高的光電傳感器；搭建一個軌跡機器人，在圖形編程方式下完成走軌跡；學習圖形編程語言（ROBLAB）的條件分支、循環(huán)、容量的使用；過程與方法：舉例拓展視野，情景導入；作品分析，主題研究，鞏固知識，提高應用所學知識解決實際問題的能力自主探究，并發(fā)現(xiàn)問題；總結方法，解答疑問。樹立模范，利用活動組，形成比干追，對表現(xiàn)突出的給予一定的獎勵。情感態(tài)度與價值觀：人人爭做優(yōu)秀教學重難點ROBOLAB編程工具的補充介紹，并介紹其中的條件分支、容器、循環(huán)的使用。難點：寫流程圖，編走軌跡程序；分支、循環(huán)、容器的使用。學生對此課非常感興趣，但課堂中合作要加強，課后設備的整理、規(guī)范應形成習慣。一、關于軌跡機器人通常我們把沿著一定路線運動的機器人，叫做軌跡機器人。近年國際、國內各地組織的各級青少年機器人競賽活動中，每一次競賽活動軌跡機器人的活動項目是最多的。如，機器人滑雪，沿固定路線運動，機器人穿越障礙，機器人滅火……等利用機械結構、應用傳感器、編程控制的一項基礎又具挑戰(zhàn)性的機器人研究活動?，F(xiàn)在請發(fā)紅光黑線，接收光大家觀看一些關于機器走軌跡的視現(xiàn)在請發(fā)紅光黑線，接收光[目標]通過視頻讓學生對軌跡機器有一個了解，為下面教學起到引領作用。二、樂高機器人的光電傳感器通過上面的視頻和學習，我們了解到了什么是軌跡機器人，軌跡機器人是挑戰(zhàn)性很強的研究活動，各種活動都少不了用到一種讓機器人來識別場地，辨識顏色標識的光電傳感器，現(xiàn)在我就以樂高的光電傳感器來給大家介紹一下。在前邊的課程中我了解到光電傳感器傳感器相當于機器人的眼睛，那么再來學習一下光電傳樂高光電傳感器光電傳感器機器人的眼睛，它是主要無件是一個發(fā)光二極管，有兩個燈，工作時，一個燈發(fā)紅光，一個燈不發(fā)光只接收反射回來的光線。在將其接在RCX的輸入端口上，打開電源按下VIEW按鈕，可以在RCX的LCD上讀出當前的值，如書上圖10-2所示，其值范圍為2，同一，用光電測出不同顏色的光值：三、單光感走黑線搭建一個單光感機器人，沿著一個封閉的黑色軌跡線運動，線寬2CM。66當光電位前進，車右轉直到光電檢測到白色，即脫離黑線；當光電位于白色區(qū)，A進，直到光電檢測到黑色，如此重復利用一個光電傳感器走S型黑線。（重要的是教師演示，學生自己推導一次）測出黑線的光值為40提示：先介紹ROBLAB及其編程環(huán)境，了解圖形編程的方便、快捷、直觀、高效。1，光感條件分支語句：根據與給定的光感值條件比較大小，由比較出的不同結果作出相應的動作，如馬達轉或停。默認的是1號輸入端口（沒有指明端口時）。2，分支合并，凡是用到分支語句都需要用合并圖標，否則就要出錯。3，著陸圖標：，跳轉圖標：；它們表示無條件循環(huán)，根據不同條件從跳轉地跳回到著陸區(qū)后又開始執(zhí)行，它們必須是同一顏色的跳轉，可以從不同地方返回到唯一的開始補充：ROBLAB提供5種顏色的跳轉，當要使用多出5種時，使用白色著陸和跳轉圖標，下面用相應的常數(shù)數(shù)值表示，如圖所示，但一定要用同序號跳轉圖標。每一組同學下載程序到RCX中進行調試，看一看有什么問題？能否走黑線？成功率高通過調試我們發(fā)現(xiàn)當前測的光感值40時能夠大多完成任務，但隨著時間和地4點不一樣，光值為發(fā)生變化，這樣就不能走黑線了；那么我們有沒有解決的辦要想解決這個問題，我們必須引入一個容器概念，如下面幾個圖所示介紹一下容器的使用：表示讀出1號輸入端口上的光電值，并把它賦值到紅色容器中，相對于給變量賦值。表示光感分支圖標的1端口的值與紅紅容器的值做比較，根據比較不同做出相應的動作。有了以上的知識新那么現(xiàn)在我們就來優(yōu)化我們的程序吧。通過前面的實驗和學習我們了解到單光感走一個閉合（沒有交叉點）環(huán)路是非常成功的，現(xiàn)在我們在如書圖10-10所示的軌跡線運行，起點可以任地方，看能否成功？實驗3次。單走黑線沒有交叉點時很成功，但一遇到交叉點和拐彎時，機器人就不知道走哪邊了，機器人就亂走了，3次成功走完一次的都沒有，請問是前面的程序不對嗎？不是。是環(huán)境光影響嗎？不是，可以走黑線。那是不是我們的機器人結構有問題呢，我們用什么方法來解決呢？（同學討論，提出看法、想法）2，解決問題的辦法通過大家討論和實踐，我們需要重新分析任務、要求，改進不足。我們發(fā)現(xiàn)此任務中心仍是走黑線，只是有轉彎和交叉點，這就是問題的所在。要解決它們，我們需要把光感位置改在車頭的兩邊，用兩只光電來判斷黑線，也稱為騎黑線法，方法兩個光電分別位于黑線兩側，當1，3號光電在白區(qū)或黑線上時，機器人前進；當1號光電在白色區(qū)，3號在黑線上，機器人右轉；當1號在黑線上，3號在白區(qū)，左轉；機器人的動NNY流程圖為：程序開始YYNNYN循環(huán)開始A停，A停，C前進A前進，C停A前進，C停程序結束龍泉中學張應國一、教學目標①、了解事件監(jiān)控的意義。②、知道RCX對事件的監(jiān)控原理。③、掌握制作三光感事件監(jiān)控的軌跡機器人的方法。①、機器人直線前進、左右轉向等動作的策略分析。②、學會編寫三光感軌跡機器人程序流程圖。③、用事件控制算法為機器人編寫程序。①、培養(yǎng)學生的觀察能力、動手能力、創(chuàng)造能力，養(yǎng)成良好的思維習慣。②、培養(yǎng)學生對待知識的科學態(tài)度和辯證唯物主義觀點。③、培養(yǎng)學生探索機器人的興趣和科學精神。二、教學重點、難點重點：三光感走軌跡策略分析。①、編寫三光感軌跡機器人程序流程圖；②、通過流程圖用事件控制算法為機器人編寫程序；③、下載程序到你的機器人內存中，進行實際軌跡場地調試。三、教學方法以學生直接實踐體驗為主，輔以教師演示、啟發(fā)、引導。樂高機器人套裝、電腦、網絡教室，機器人調試場地或模擬平臺環(huán)境。五、教學過程們發(fā)現(xiàn)，用事件控制可以有效地減少“過沖”現(xiàn)象。2、新課：這節(jié)課我們就來學習用事件控制算法為機器人編寫程序。步驟一知道什么是事件控制電腦（機器人的大腦）與人腦一樣，每時每刻都能對各種事件進行監(jiān)控并作出相應的響應。例如，點擊鼠標、敲擊鍵盤、時鐘等等，再比如病毒適時防預系統(tǒng)，Windows操作系統(tǒng)的責任就是處理各種事件。事件驅動是計算機操作系統(tǒng)實現(xiàn)多步驟二：RCX對事件的監(jiān)控RCX一共可以同時監(jiān)控16個事件。在監(jiān)控一個事件之前，必須先定義事件。ROBOLAB系統(tǒng)為我們提供了一些常見的標準事件。標準事件的基本格式是：如表示：定義當1號端口的光電傳感器的值小于等于48時觸發(fā)紅色事件。事件定義完成之后，就可以開始監(jiān)控指定事件，并設置事件被觸發(fā)的著陸點以及開始監(jiān)控紅色事件和藍色事件事件著陸點停止監(jiān)控所有事件步驟三：制作三光感事件監(jiān)控的軌跡機器人人直線前進；當3號光感檢測到黑線，機器人右轉，右轉角度由2號光電控制，當2號光感碰到黑線，即停止轉動；當1號光感檢測到黑線，機器人左轉，左轉角度由2號光電控制，當2號光感碰到黑線，即停止轉動；當三個光感同時檢測到黑線，機器人直線前進。2）編寫三光感軌跡機器人程序流程圖使用紅、藍、黃三個容器儲存1、2、3號光電傳感器在黑線上的光值，并作為判事件定義完成后，RCX并不監(jiān)控事件，只有在執(zhí)行監(jiān)控事件圖標之后，RCX才對事件進行監(jiān)控，一旦事件觸發(fā)，程序立即跳到事件著陸圖標，執(zhí)行后續(xù)圖標功能。在ROBOLAB程序中只能有一個事件著陸點，如果在程序中同時監(jiān)控兩個以上的事件，就得使用事件登記容器，判斷是哪個事件被觸發(fā)；在程序中我們把“事件的值”放在3號通用容器里。在ROBOLAB中，事件的值可以判斷是什么事件發(fā)生了，例如：事件2發(fā)生（藍色事件，事件值等于2（21在ROBOLAB中，允許使用32個容器，即32個變量，分別用紅、藍、黃三種顏容器”不是由顏色區(qū)別，而是由編號3至31來區(qū)別。本程序中，我們用了3號通用容器來保存事件登記值。程序中機器人無論右轉還是左轉之后，都有一個向相反方向轉動的修正，目的是減小機器人運動的擺幅。六、探索思考請你仿照本課的思路搭建一個機器人，并用事件控制算法為機器人編寫程序，程序完成后，下載到你的機器人內存中，到實際軌跡場地試試看，你的機器人能按規(guī)定的路線行走嗎？想一想，機器人走軌跡的程序與路徑有關嗎？龍泉中學羅秋一、教學目標①、了解機器人滅火任務。③、掌握通過機器人識別白線、機器人檢測火焰等方法滅火的方法。①、簡易滅火機器人的搭建。②、火焰?zhèn)鞲衅鞯氖褂?。③、教會機器人尋找火源完成簡單滅火任務。①、培養(yǎng)學生的觀察能力、動手能力、創(chuàng)造能力，養(yǎng)成良好的思維習慣。②、通過對光學、計算機科學、機械原理以及美學等的綜合運用，提高學生的③、通過競賽機制，提高學生的競爭和合作意識，鍛煉學生比賽時的靈活性。二、教學重點、難點重點：滅火機器人的搭建。③、下載程序到你的機器人內存中，進行實際軌跡場地調試。三、教學方法以學生直接實踐體驗為主，輔以教師演示、啟發(fā)、引導。納英特機器人套裝、電腦、網絡教室，機器人調試場地或模擬平臺環(huán)境。五、教學過程2、新課：滅火實驗及場地簡介中小學機器人滅火實驗是模擬現(xiàn)實家庭中機器人處理火警的過程，它要求制作一個由計算機程序控制的機器人，在一間模擬平面結構的房間里運動，找到一根代表房間里火災點的正在燃燒的蠟燭并盡快將它撲滅。圖12-2是機器人模擬滅火場地示意圖(單位:cm)。圖中紅色為火焰，藍色為家具，黃色為搜救對象所在位置。3、簡易滅火機器人的制作為使問題簡單化，我們假定一個簡單任務：停止前進，撲滅火焰。這個任務非常簡單，對機器人的要求是當“看見”地面白線時，停止運動，開起為了讓機器人能“看見”火焰前的白色警戒線，我們需要給機器人安裝一個地面再用一根銅柱將灰度傳感器的探頭固定在機器人小車的前方，使探頭距地面約1厘米，以提高檢測的準確度?；叶葌鞲衅骺梢杂脕頇z測物體表面的黑白程度，淺色物體灰度小，深色物體灰度程序說明：程序中使用了賦值語句i=analog(2)，功能將2號模擬傳感器的返回值，賦給變量i；print是顯示語句，顯示語句可以顯示字符串和變量的值，如print字符串必須用引號引起來。請將圖12-4所示的程序下載到機器人內存中，檢測實際場地黑色區(qū)域和白線的灰在模擬機器人滅火任務中，最安全、方便的滅火方式是給機器人安裝一個電風扇，雖然在實際消防滅火中，這種方式不可取。如圖12-5所示，我們把帶動風扇轉動的馬達接在馬達端口2上，一臺簡易的滅火機器人就安裝安成了。根據任務分析和機器人的搭建編寫程序如下：這里需注意的是程序中馬達和灰度傳感器的端口必須與機器人搭建一致。也就是說，假定你的灰度傳感器安裝在模擬端口2的，程序中的函數(shù)analog(2)的端口號也必須是2。這里的程序中假定警戒線（白錢）的灰度小于125，在你的程序中，應以實際檢測為準。事實上程序12-6永遠沒有結束，只是因為灰度傳感器檢測到白線后，關閉了所有子系統(tǒng)中，沒有程序結束語句。將圖12-6所示的程序下載到你的機器人內存中，到實際場地試運行，觀察機器人4、使用火焰?zhèn)鞲衅鲗ふ一鹪礈缁疬@樣的算法有一個明顯的問題就是如果機器人經過門口的白線，也會停下來，并事實上，燃燒的物體會產生較強的紅外線，根據這一點，科學家用紅外敏感型元件，做成了專門檢測紅外信號強度的傳感器，這種傳感器對火焰產生的紅外線特別敏感，所以把它叫做火焰?zhèn)鞲衅?。火焰?zhèn)鞲衅髋c灰度傳感器一樣也是模擬傳感器，我們可以用函數(shù)analog(端口號)來讀取火焰?zhèn)鞲衅鞯臋z測值。能尋找火源的機器人的搭建按照如圖12-7所示的方法，把火焰?zhèn)鞲衅鞯奶筋^安裝在機器人的頭頂，并將連接線接在機器人主機的模擬端口3，它就變成了一個能尋找火源的機器人了。教會機器人尋找火源有了火焰?zhèn)鞲衅鞯臋C器人，自己并不會識別火源。換句話說，置身烈火的機器人并不知道危險就要來臨。讓我們來告訴機器人火源在哪里吧。下面的程序能顯示火焰值（假定火焰?zhèn)鞲衅靼惭b在模擬端口3請你把它輸入并測試機器人離火焰的距離與火焰值的關系：機器人離火焰的距離（單位：厘米）火焰值346679測試火焰?zhèn)鞲衅魈筋^方向與火焰值的關系：火焰?zhèn)鞲衅魈筋^方向火焰?zhèn)鞲衅魈筋^方向探頭正對火焰（夾角為00）火焰值你認為當火焰值小于時，必須滅火。實驗可見：正對火焰，距離火焰越近，火焰值越小；反之，背離火焰，距離火焰越遠，火焰值越大。我們可以形象地理解為，火焰值表示了火焰?zhèn)鞲衅魈筋^距火焰的距離。對計算機來說火焰值從0開始到255，一共為分256個等級，當距離火焰無窮遠（無火焰）時，火焰值為255；有火焰時火焰值在200-230之尋找火源滅火的兩個任務任務2機器人從房間門口啟動，對準火焰方向，直線前進，看到火焰，停止前進，撲滅火任務分析：本任務與任務1算法一樣，只是開起滅火風扇的條件不同，任務一是機器人通過灰度傳感器“看到”白色警戒線；而這個任務是機器人通過火焰?zhèn)鞲衅鳌翱吹健被鹧?。圖12-9火焰?zhèn)鞲衅鳌翱吹健被鹧鏈缁鸪绦蚋鶕M機器人滅火規(guī)則，機器人在撲滅火焰之前必須有一部分在火焰前白色圓弧內。任務3機器人從房間門口啟動，對準火焰方向，直線前進，看到火焰，并部分進入白色警任務分析：本任務開啟風扇的條件是機器人看見火焰（analog(3)<6同時機器人部分進入驗證圖12-10機器人看到火焰并進入白色警戒線滅火程序任何一個機器人的搭建和程序的編寫只是理論上的算法合理，在實際應用中，都需要根據場地情況，環(huán)境情況進行調試，機器人才能順利完成任務。請搭建你的機器人，將上述程序下載到機器人內存中，運行調試。比一比，誰的機器人最能干！自制作一個簡易滅火場地，并編寫一個檢測灰度和火焰值的程序，檢測你的場地白線的灰度龍泉中學羅秋①、了解結構化程序設計。②、了解主程序和子程序的概念。③、知道在QBASIC中子程序的格式和如何在主程序中調用子程序。機器人迷宮滅火的策略分析。②、學會編寫迷宮滅火程序流程圖。③、掌握迷宮滅火機器人的搭建。①、培養(yǎng)學生的觀察能力、動手能力、創(chuàng)造能力，養(yǎng)成良好的思維習慣。②、通過對光學、計算機科學、機械原理以及美學等的綜合運用，提高學生的綜合運用。③、通過競賽機制，提高學生的競爭和合作意識，鍛煉學生比賽時的靈活性。二、教學重點、難點重點：迷宮滅火機器人的搭建。③、編寫迷宮機器人滅火程序。三、教學方法以學生直接實踐體驗為主，輔以教師演示、啟發(fā)、引導。納英特機器人套裝、電腦、網絡教室，機器人調試場地或模擬平臺環(huán)境。五、教學過程1、引入：前課學習的滅火機器人有一個明顯的問題，就是需要人為告訴它在哪個房間里有火源。如果機器人從起始位置，并不知道那間房間有火源，它該怎樣去完成滅火任務呢？顯然，我們可以將第8課機器人走迷宮與第12課的滅火程序結合起來。機器人從H位置出發(fā)，如果發(fā)現(xiàn)火焰，起動滅火程序，滅火；沒有發(fā)現(xiàn)火焰，走迷宮，尋找火焰。2、新課：迷宮滅火機器人的制作程序流程圖可詳可略，簡略的流程圖，模塊化結構明顯，思路清晰；而詳細的流程圖，將模塊結構細化，便于編寫程序。下面我們分別給出迷宮滅火模塊化流程圖和分解細化后的流程模塊化程序流程圖根據模塊分解流程圖2）迷宮滅火機器人的搭建從流程圖看，機器人走迷宮采用的是左手定則，為使機器人能判斷前方和左邊有無障礙物，我們分別在前方和左側各安裝一個紅外傳感器，安裝端口號分別為第9、11號數(shù)字傳感器端口；為使機器“看到”火焰，并確認自己已進入警戒線，我們還得給機器人安裝一個灰度傳感器和一個火焰?zhèn)鞲衅?，其端口號分別為2、3模擬傳感器端口。圖13-2是根據要求搭建迷宮滅火機器人結構簡單，為防止機器轉彎時卡死，我們將前方紅外傳感器探測方向稍向右迷宮機器人滅火程序根據滅火機器人程序流程圖和機器人傳感器的搭建端口，編寫的迷宮機器人滅火程序如圖13-3所示。特別注意程序中傳感器的端口號必須與實際機器人傳感器連接端口號一致。程序中地面警戒線（白線）的灰度值以及蠟燭的火焰值需要現(xiàn)場實際測定。知識窗：結構化程序設計上是由“滅火”與“走迷宮”兩個獨立程序組合頁成的。像這樣將程序分成若干個模塊，每一個模塊完成一個或幾個功能，這樣的程序設計叫“結構化程序設計”，又叫模塊化程序設在QBASIC中，一個程序可以是一個主模塊，也可以是由一個主模塊和若干個子模塊構成。我們常常把可以多次調用、能夠完成特定操作功能的程序段編寫成獨立的程序模塊，稱為子程序，而程序的主模塊叫做主程序。主程序可以多次調用子程序。這種做法能使程序結構清晰，具有良好的可讀性和易維護性。解決一個復雜問題，往往需要編寫一個比較大的程序，這時我們常把一個總任務劃分成一個個子任務，每個子任務由功能相對獨立的一段子程序完成，而主程序則整體控制和調用子程序，以完成總任務，這就是QBASIC程序的模式化結構思想：一個QBASIC程序可以由一個主程序組成，也可由主程序和若干子程序構成；每一個主程序或子程序為一個單獨的程序模塊，分別進行設計，在運行時QBASIC會把這些模塊組織起來，成為一個整體；CALL語句，調用CALL語句指定的子程序，順序執(zhí)行該子程序中的語句，執(zhí)行完成后，再接著執(zhí)行主程序CALL語句的后繼語句，直到程序結束。調用的子程序，必須是定義了的子程序。子程序總是以SUB語句開頭，以ENDSUB結束，SUB子程序名子程序體現(xiàn)在再用主程序調用子程序的方法編寫迷宮機器人滅火程序：3、聲控啟動滅火機器人作為子程序的應用，下面我們把迷宮機器人改成聲控啟動。任務描述：要求機器人停止在H，當“聽”到出發(fā)的指令，立即啟動開始走迷宮尋找火源，一旦找到火源，馬上啟動滅火程序滅火。本課給出的是最簡單的迷宮滅火程序，通過試運行，你認為可以從哪些方面對機器人進行改進。把你的想法與同學一起討論，然后實踐，看看改進后的機器人是不是更能干。龍泉中學張應國一、教學目標②、認識機器人軟件ROBOLAB，學會用ROBOLAB下載固件。③、掌握編寫程序采集數(shù)據、上傳數(shù)據并分析處理的方法。①、設計和搭建實驗。②、學會編寫機器人程序。③、ROBOLAB固件下載及程序調試和數(shù)據分析。①、培養(yǎng)學生的觀察能力、動手能力、創(chuàng)造能力，養(yǎng)成良好的思維習慣。②、培養(yǎng)學生對待知識的科學態(tài)度和辯證唯物主義觀點。③、培養(yǎng)學生探索機器人的興趣和科學精神。二、教學重點、難點重點：認識ROBOLAB的編程環(huán)境，理解固件與RCX的關系。③、程序調試和數(shù)據分析。三、教學方法以學生直接實踐體驗為主，輔以教師演示、啟發(fā)、引導。樂高機器人套裝、電腦、網絡教室，機器人調試場地或模擬平臺環(huán)境。五、教學過程1、引入：機器人系統(tǒng)強大的數(shù)據采集、分析、處理以及項目研究和管理功能，為我們搭建了一個優(yōu)秀的學習和應用現(xiàn)代信息技術的平臺。本課開始我們要像科學家一樣建立一個自己的機器人實驗室，并用它做幾個小實驗，學習和掌握科學研究的思維和方法。2、新課：建立自己的主題在機器人實驗室中，所做的每一個實驗叫做一個項目，所有的項目又可以歸屬于一個主題。下面我們利用ROBOLAB軟件建立一個名為“我的機器人實驗室”的主題。主題——“我的機器人實驗室”第一步，打開ROBOLAB，在主菜單中選擇“管理員”進入管理員界面；第三步，輸入新主題后，單擊添加“”按鈕，建立個新主題；第四步，單擊返回“”按鈕，返回主菜單。主題列表添加新建主題項目研究步驟在ROBOLAB機器人實驗室中，每一個項目研究（實驗）都需要經歷如圖14-2所示的五個3、我的第一個實驗大家知道，液體蒸發(fā)要吸熱，物體溫度會降低。這就是為什么，醫(yī)生常用酒精給高燒病人降酒精蒸發(fā)引起的物體溫度的變化情況；設計和搭建實驗如圖14-3所示，我們把一個棉球放在酒精中充分浸泡，然后用棉球不停的擦試溫度傳感器的探頭，同時將溫度傳感器的一端接在RCX的輸入端口1。編寫程序，讓RCX每隔3秒鐘分鐘后停止采集，然后將采集的數(shù)據上傳到計算機中，進行分析。溫度傳感器可用來測量物體溫度，其測量范圍為-20攝氏度到50攝氏度，在你設計實驗時，不能超過這一測量范圍。程序的編寫如“蒸發(fā)吸熱研究”；程序名程序名編程等級菜單區(qū)工作區(qū)頁面區(qū)下載程序直接模式進入項目工作區(qū)的第一項目工作就是編寫程序，所以系統(tǒng)默認進入“編程區(qū)”。在編程區(qū)，我們可以為RCX編寫程序，并將程序下載到RCX中。同樣的，研究者級別的編程請你試著點擊一下程序中的命令圖標，看看有什選擇傳感器指定結束采集的條件采集速度指定結束采集的條件。下載程序請按圖14-6所示修改程序后，點擊下載程序按鈕，將程序更改數(shù)據集名稱選擇桶，并更名數(shù)據顯示格式更改數(shù)據集名稱選擇桶，并更名數(shù)據顯示格式波形控制模塊波形顯示區(qū)添加或刪除頁開始實驗按我們的實驗設計，打開RCX并開始運行，在你擦試溫度傳感器的探頭的同時，RCX也在按我們的程序要求，采集數(shù)據，當LCD的小人停止運動時，表明程序結束，采集完成。上傳數(shù)據當數(shù)據采集完成后，就可以上傳數(shù)據了。保持RCX在開機狀態(tài)，單擊上傳按鈕，上傳數(shù)據；為了知道數(shù)據集代表的意義，請更改數(shù)據集名稱和桶名。這里，使用不同顏色的桶，是為了區(qū)別不同的數(shù)據集，便于查看、比較和計算；桶的名稱，實際上是數(shù)據顯示區(qū)中Y軸的名稱，一般用物理量及其單位來表示。為你采集的數(shù)據集取一個名字；為數(shù)據集選擇一個你喜歡的顏色桶；單擊桶下面的標題欄，在如圖14-8示的“設定標題”對話框中將桶的標題設為“溫度（攝下拉菜單下拉菜單計算方法計算結果波形控制顯示格式選擇桶數(shù)據顯示圖請你選擇不同的數(shù)據顯示格式，觀察數(shù)據顯示區(qū)波形的變化；查看和比較數(shù)據單擊菜單區(qū)的查看與比較按鈕，便可進入如圖14-9所示的“查看與比較”工作區(qū)。在請點擊下拉按鈕，看看在“查看與比較”中,觀察波形的變化？想一想這樣做有點擊“波形控制”中的“對Y軸自動調整”按鈕,觀察波形的變化？想一想這樣做有計算結果名稱下拉菜單結果顯示結果顯示選擇一個桶點擊計算方法快捷按鈕，觀察，在實驗過程中，最高溫度是多少最低溫度是多少？出現(xiàn)在什么時刻？算結果計算將數(shù)據采集回來，但最重要的是分析這些數(shù)據，從而得出實驗結果或結論。點擊計算工具的下拉菜單，你會看到計算與編程一樣，分為5個等級，圖14-11是計算工具1。作為入門級別，我們這里只介紹計算工具1。點擊計算方法中的第個運算符按鈕，選擇乘法運算符；上波形圖并沒有改變，只是Y軸坐標變了。想一想，為什么？下拉菜單文字描述區(qū)據顯示區(qū)實驗報告到此，我們對實驗數(shù)據進行了采集、上傳、查看、簡單分析（求最高溫度、最低溫度）和簡單計算，下面我們?yōu)閷嶒炞珜憣嶒瀳蟾?。實驗結論通過文字、圖片、數(shù)據以及波形圖的方式進行描述。下面，我們來看看如何撰寫實在文字描述區(qū)，輸入本實驗的目的和方法；單擊頁面區(qū)的“添加頁”按鈕，將頁標題改為“實驗程序”同理，我們可以寫出如下的實驗結論頁。請你設計一個實驗比較用水和酒精蒸發(fā)降溫，并指出水和酒精哪種液體的降溫效果更好。設計一個實驗，在你的教室選擇5個具有代表性的點，測試這些點在上午10點和下午4點的光值，并上傳到計算機，對采集回來的數(shù)據進行比較分析。提示：用觸碰傳感器控制采集速度，用采集次數(shù)控制結束采集的條件。參考程序如下：（參考教案）綜合實踐活動：“陽光尋覓者”的制作龍泉中學杜艷梅一、教學目標②、認識機器人軟件ROBOLAB，學會用ROBOLAB下載固件。③、掌握編寫程序采集數(shù)據、上傳數(shù)據并分析處理的方法。①、設計和搭建實驗。②、學會編寫機器人程序。③、ROBOLAB固件下載及程序調試和數(shù)據分析。①、培養(yǎng)學生的觀察能力、動手能力、創(chuàng)造能力，養(yǎng)成良好的思維習慣。②、培養(yǎng)學生對待知識的科學態(tài)度和辯證唯物主義觀點。③、培養(yǎng)學生探索機器人的興趣和科學精神。二、教學重點、難點重點：認識ROBOLAB的編程環(huán)境，理解固件與RCX的關系。③、程序調試和數(shù)據分析。三、教學方法以學生直接實踐體驗為主，輔以教師演示、啟發(fā)、引導。樂高機器人套裝、電腦、網絡教室，機器人調試場地或模擬平臺環(huán)境。五、教學過程1、引入：大家知道，我們所使用的煤、石油、天然氣，水能、風能、海洋能、生物質能等都來自太陽能。事實上，地球上的一切能源都直接或間接使用的太陽能。太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當于500萬噸煤。同時，太陽能又是一種對環(huán)境友好的，可再生的取之不盡、用之不竭的能源。在當前世界能源緊張，各種能源價格飛漲的形勢下，太陽能無疑是最2、新課：預備實驗——太陽能小車AB圖15-1A是一輛太陽能小車，如果我們把它放在陽光下，至少是一盞臺燈下，它就能運動起來。我們看到小車本身沒有能源，只是接了一塊樂高太陽能電池板，由于樂高太陽能電池板能把光能轉換成電能。小車上的馬達就是靠太陽能電池板提供電能的。把一只馬達和太陽能電池板按圖15-1B所示的方式連接起來，再用一盞臺燈照射太陽能電池板，觀察馬達會不會轉動。試著轉變燈光的方向，觀察馬達的轉動情況。我們看到在光的照射下馬達轉動起來了，但如果光線不是直射太陽能電池板，馬達轉動會慢實驗證明：光和太陽都具有能量。按如圖15-2A所示將一只樂高電容器與一只馬達連接，觀察馬達能否轉動？如果按圖15-2B所示的方法，將樂高電容器與太陽能電池板連接（注意二者的“十用光線照射一段時間，再將電容器與馬達相連，觀察馬達能否轉動。AB我們看到原來不能使馬達轉動的電容器，通過與被光照射的太陽能電池板連接一定的時間后，就能驅動馬達轉動了，這說明電