沿軌跡行走的機器人課時教學(xué)設(shè)計課題 沿軌跡行走的機器人單元九學(xué)科信息技術(shù)年級三年級學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 認(rèn)識軌跡識別傳感器，了解軌跡識別傳感器的原理。2. 編寫機器人循跡程序，了解程序的含義，能夠自主編程。3. 能夠靈活使用多種方法，實現(xiàn)機器人的循跡，并分析其中的原因。4. 搭建與調(diào)試機器人，使其能夠按照圓環(huán)行走。重點編寫機器人循跡程序，了解程序的含義，能夠自主編程。難點能夠靈活使用多種方法，實現(xiàn)機器人的循跡，并分析其中的原因。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖導(dǎo)入新課以兩個小朋友對話的方式，來進(jìn)入課題。女：玲玲，咱們能讓機器人按照我們設(shè)計好的路線行走嗎？男：你為什么要這么做呢？女：這樣我就可以讓機器人參加賽車游戲了！男：哇，那一定很好玩！我們趕緊問問老師怎么做吧！介紹軌跡識別傳感器：軌跡識別傳感器的主要組成部件是兩組紅外發(fā)射，接收器。他通過發(fā)射器發(fā)出信號，接收器接收反射回來的信號，來檢測機器人下方路面的顏色是否一樣，機器人根據(jù)左、右兩個顏色值的大小來判斷，機器人是在軌跡的左邊、右邊、上邊、還是沒有找到軌跡線。認(rèn)真聽講，仔細(xì)思考，交流分享自己的看法。激發(fā)學(xué)生興趣，導(dǎo)入課題。講授新課一、認(rèn)識軌跡識別傳感器分別有：第一組探頭、第二組探頭、指示燈、傳感器連接線。二、編寫機器人循跡程序編寫機器人循軌跡行走程序的方法很多，讓我們從簡單的開始學(xué)習(xí)吧。首先在色帶框中，選擇圓環(huán)。參考下圖，在仿真界面畫一個簡單的圓環(huán)形軌跡地圖。怎樣利用軌跡傳感器讓機器人沿圓環(huán)軌跡行走呢？我們將軌跡識別傳感器的兩組探頭看成機器人的兩只眼睛，當(dāng)機器人位于圓環(huán)的右下角時，左邊的那組探測器能“看到”軌跡，而右邊的那組探測器“看不到”軌跡（軌跡變量為“1”）。這時讓機器人向右轉(zhuǎn)彎；當(dāng)機器人走到兩組探測器都看不到軌跡時（軌跡變量為“0”），就讓機器人左轉(zhuǎn).機器人按照這樣的方法“扭來扭去”不斷走下去，就可以完成沿圓環(huán)行走的任務(wù)了。該傳感器左邊的探頭在軌跡內(nèi)“看到了”軌跡。右邊的探頭在軌跡外“沒看到”軌跡。女一：貝貝，當(dāng)左邊的那組探頭“看到了”軌跡時，而右邊的那種探頭“看不到”軌跡時，機器人應(yīng)該向左轉(zhuǎn)才能走向軌跡線的正中間啊，你為什么讓它又轉(zhuǎn)了呢？女二：嘿！這就有玄機了。其實，貼著軌跡的外邊緣或內(nèi)邊緣走，也能達(dá)到“沿軌跡走”的效果。由于機器人的寬度比軌跡寬很多。所以“沿軌跡走”和“貼著軌跡邊緣走”的效果實際上相差不大，而且“貼著軌跡的邊緣走”的方法更簡單。讓機器人在軌跡的中間走的方法比較復(fù)雜以后在研究。參考課件中的圖片，編寫讓機器人沿著圓環(huán)軌跡行走的訊軌跡機器人程序。首先應(yīng)該添加軌跡識別傳感器，然后對條件表達(dá)式進(jìn)行設(shè)置。添加軌跡識別傳感器。條件判斷語句中，將條件表達(dá)式設(shè)置為“軌跡變=1”完成上兩步的設(shè)置后，將繼續(xù)設(shè)置條件判斷后的兩種結(jié)果。條件成立時，機器人向右轉(zhuǎn)，具體設(shè)置為：左電機為10，右電機為1。條件不成立時，機器人向左轉(zhuǎn)，具體設(shè)置為：左電機為1，右電機為10。(1) 仿真測試程序。進(jìn)入仿真環(huán)境將機器人放在相應(yīng)的位置，看看機器人能否沿圓環(huán)行走。(2) 改變起始位置，測試程序。如果機器人的起始位置在其他地方，機器人還能沿圓環(huán)行走嗎？請記下來哪些位置可以讓機器人圓環(huán)行走，哪些位置不能，并試著找出規(guī)律。(3) 改變軌跡形狀，測試程序。請試著將圓環(huán)刪除，用色帶工具畫出其他形狀的軌跡。例如畫一個長方形軌跡，看看機器人能夠還能沿軌跡行走。在前面的群集機器人程序中，我們將條件表達(dá)式設(shè)置為“軌跡變量=1”，事實上，軌跡變量的值右四種，分別對應(yīng)著機器人于軌跡的四種不同位置，機器人與軌跡的位置關(guān)系及對應(yīng)的軌跡變量，如下表所示。提出疑問：我們能不能用其他的辦法讓機器人貼著軌跡的邊緣行走呢？如下圖所示，當(dāng)機器人從左往右經(jīng)過軌跡時，軌跡變量的值將會按照這樣的順序依次變化。仿照前面“貼著軌跡邊緣扭來扭去”的思路，我們有以下四種方法，請你任選一種，編寫程序并仿真測試一下。第一種，軌跡變量從0到2: 當(dāng)機器人右邊的探頭“看到”軌跡時，軌跡變量為2，機器人左轉(zhuǎn)；當(dāng)兩個探頭都沒看到軌跡時，軌跡變量為0，機器人右轉(zhuǎn)。第二種，軌跡變量從2到3，當(dāng)機器人右邊的探頭看到軌跡時，軌跡變量為2，機器人右轉(zhuǎn)；當(dāng)兩個探頭都“看到了“軌跡時，軌跡變量為3，機器人左轉(zhuǎn)。第三種，軌跡變量從3到1：當(dāng)機器人右邊的探頭“看不到”軌跡時，軌跡變量為1，機器人左轉(zhuǎn)；當(dāng)兩個探頭都看到了軌跡時，軌跡變量為 3，機器人右轉(zhuǎn)。第四種，軌跡變量從1到0：即為前面例子所用的方法。為了更好的觀察機器人行走的路線和軌跡變量的當(dāng)前值，我們還可以增加畫筆和“LED顯示”兩個輸出模塊，方法如下圖所示。四、搭建與調(diào)試循跡機器人循跡機器人的實物調(diào)試參考圖，其中軌跡識別傳感器最好安裝在機器人下方的正中間位置，而且盡量放在循跡機器人的最前方。另外，圖中還增加了“LED顯示器”，主要是為了在調(diào)試程序時清楚的顯示，“軌跡變量”的當(dāng)前值。如果參加機器人比賽，為了提高速度，可以不裝這個硬件。請注意，前面的程序中機器人左、右兩個輪子的轉(zhuǎn)速比較快，這樣的設(shè)置在仿真時沒有影響，但實物調(diào)試時可能會導(dǎo)致他偏離跑道，所以最好調(diào)慢一些。認(rèn)識軌跡識別機器人： LED顯示器，軌跡識別傳感器，軌跡。試用軌跡識別傳感器和LED顯示器搭建尋跡機器人，編寫程序指揮機器人按圓環(huán)軌跡行走。認(rèn)真聽講、仔細(xì)思考，動手操作程序，總結(jié)經(jīng)驗。編寫程序能夠?qū)崿F(xiàn)所需功能，熟悉編程的過程。認(rèn)真思考，積極回答老師問題，能夠提出自己的想法。能夠讓同學(xué)們熟悉編寫程序的流程修改程序測試程序。熟悉多種，識別軌跡的方法。能夠準(zhǔn)確的搭建與調(diào)試循跡機器人。讓學(xué)生了解軌跡識別傳感器的原理，激發(fā)學(xué)生對沿軌跡行走機器人的興趣。提高學(xué)生的動手能力。能夠喚起同學(xué)們的思考，激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情。培養(yǎng)同學(xué)們的邏輯思考能力。培養(yǎng)同學(xué)們的動手能力，以及應(yīng)變能力。提高同學(xué)們的動手能力。提高同學(xué)們的動手能力，探索能力。課堂小結(jié)1.認(rèn)識軌跡識別傳感器2.編寫機器人尋跡程序3.多種方法實現(xiàn)機器人循跡4.搭建與調(diào)試尋跡機器人思考小結(jié)內(nèi)容，鞏固學(xué)習(xí)知識。讓學(xué)生開動思維，結(jié)合上課所學(xué)思考問題。課堂練習(xí)1.軌跡傳感器如同機器人的眼睛。（ ）答：正確2.我們能夠通過多種方法來實現(xiàn)機器人的循跡。（ ）答：正確3. 實物調(diào)試機器人時，輪子的轉(zhuǎn)速越快越好。 （ ）答：錯誤學(xué)生思考回答問題。讓學(xué)生開動思維，結(jié)合上課所學(xué)思考問題。作業(yè)布置作業(yè)：試著改變機器人的軌跡觀察，機器人有什么變化？與同學(xué)們分享你的觀察結(jié)果。學(xué)生仔細(xì)思考，學(xué)以致用。幫助理解、鞏固課本內(nèi)容，了解更多。板書