06-07《机器人沿线行走》教学设计Word下载.doc

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【教学目标与要求】

了解沿线追踪比赛规则、灰度传感器的工作原理，学会检测“学生机器人”向左偏、向右偏、完全左偏、完全右偏的情况，学会编写机器人沿轨迹线行走程序。

以自主探究学习、合作学习的方式，掌握编写机器人沿轨迹线行走的程序，逐步培养学生的创造性思维能力，让学生在解决问题的过程中，体会成功的快乐。

【教学重点与难点】

重点：

学会在系统设置中添加和设置灰度传感器，学会检测“学生机器人”向左偏、向右偏、完全左偏、完全右偏，学会编写机器人沿轨迹线行走程序。

难点：

学会检测“学生机器人”向左偏、向右偏、完全左偏、完全右偏，理解max变量的含义，学会编写机器人沿轨迹线行走程序。

【教学方法与手段】

实验法、任务驱动法。

【课时安排】

安排2课时。

【教学准备】

学习者能够基本熟悉机器人的原理。

【教学过程】

第一课时

学习过程

教师与学生活动

设计意图

一、视频导入

　　播放“机器人沿线走比赛”视频。

　　师：

机器人沿线走比赛就是沿着地图上的轨道竞速行走，让我们也来进行一场机器人沿线走比赛吧！

　　引出本课课题——《机器人沿线行走》

　　积累感性经验，让学生直观感受机器人沿线走的过程。

二、新授：

机器人沿线走的原理

行走是机器人的基础动作之一，那它是如何识别地图上的轨迹线的呢？

　　生：

交流讨论。

轨迹线和场地颜色的灰度值有较大的差异。

机器人就是通过灰度传感器来判断行走时的位置，然后及时调整行走方式，保证始终沿着轨道行走。

我们在之前就已经学习过灰度值的概念，让我们一起来回顾一下。

请同学们分组上来测试一下场地和轨迹线的灰度值分别是多少。

分组测试灰度值并记录。

通过刚才的机器人测灰度值，请结合“机器人沿线走比赛”视频，想想看在机器人沿线行走的运动过程中，机器人与黑线之间一共有哪几种情况？

五种情况：

机器人完全在线上，机器人向左偏，机器人向右偏，机器人完全左偏，机器人完全右偏。

我们需要依据机器人在运动过程中与黑线的位置关系，来编写相应程序。

回顾旧知识，消除学生对新知识的陌生感，为接下来的教学作铺垫。

三、编写程序

下面我们就开始编写机器人沿线行走的程序。

1.新建一个程序。

2.自定义两个变量black、max。

black表示场地和轨迹线感光值的中间值，max表示机器人在运行中的状态。

师：

black的值就是我们刚刚测试的场地和轨迹线的灰度值的中间数，同学们算算是多少。

生：

计算black的值。

关于变量max，我们可以事先规定好，max=0表示机器人向左侧偏，max=1表示机器人向右侧偏，max=2表示机器人在轨迹线上。

我们可设定max的初始值为“2”。

定义变量black、max，完成程序初始化操作。

下面我们需要设置灰度传感器。

1.单击“系统设置”菜单中的“传感器设置”命令，设置“通道1”和“通道2”都是“灰度传感器”。

2.在工作区添加两个“灰度传感器”控件，分别设置属性为“灰度传感器（1通道）”和“灰度传感器（2通道）”。

完成灰度传感器的设置操作。

万事开头难，详尽细致的演示过程帮助学生克服难点知识，引导学生一步步进行操作，以便开始程序部分的学习。

四、情况一：

机器人在黑线上

下面我们先来编写机器人完全在线上时对应的程序。

1.添加一个“单分支”控件，设置其属性为“条件一：

灰度传感器（1通道）的值≤black”与“条件二：

灰度传感器（2通道）的值≤black”。

2.在该“单分支”控件中添加一个“直流电机”控件，设置“直流电机1：

正传速度15”“直流电机2：

正传速度15”。

完成机器人在线上时的程序编写。

从最简单的情况入手，开始编写程序，树立学生对本课编程部分的信心。

五、情况二：

机器人左偏

地图上的轨迹不总是直线，在遇到转弯或曲线时，机器人就会由于惯性而偏离黑线，这时我们就要对机器人的运动方向进行校正。

我们先来思考一下，当机器人向左偏的时候，传感器会读到怎样的灰度值呢？

当机器人向左偏时，左边的传感器就在地图的白色区域，而右边的传感器还是在黑色的轨迹线上。

我们可以根据这个来编写机器人左偏时对应的程序。

灰度传感器（1通道）的值﹥black”与“条件二：

停止”。

完成机器人左偏时的程序编写。

过渡到较为复杂的情况，引导学生在实际环境中更好地理解该段程序的意义。

六、情况三：

机器人右偏

机器人右偏的情况与左偏正好相反，我们该如何编写该段程序呢？

灰度传感器（2通道）的值﹥black”。

停止”“直流电机2：

完成机器人右偏时的程序编写。

该部分编程给了学生更多自主操作的机会，既检测学生之前的学习效果，又锻炼学生举一反三的能力。

第二课时

七、情况四：

机器人完全左偏

在我们之前所考虑的左偏和右偏的情况下，机器人都是还有一半边在轨迹线上的。

但当机器人完全脱离轨迹线时，情况就不同了，传感器又会读到怎样的灰度值呢？

当机器人完全左偏时，左右边的传感器就都在地图的白色区域上了，这时max的值为0。

我们可以根据这个来编写机器人完全左偏时对应的程序。

灰度传感器（1通道）的值﹥black”，“条件二：

灰度传感器（2通道）的值﹥black”以及“条件三：

max=0”。

反转速度2”。

完成机器人完全左偏时的程序编写。

引发迁移，在已有知识的基础上，让学生对机器人沿线走的另两种情况有更加深刻的理解，并得出解决问题的策略。

八、情况五：

机器人完全右偏

机器人完全右偏时，左右两边的传感器也都在地图的白色区域上了，我们只能根据max的值来区分完全右偏和完全左偏。

完全左偏时max的值为0，而完全右偏时max的值为1。

请同学据此来编写机器人完全右偏时对应的程序。

max=1”。

反转速度2”“直流电机2：

完成机器人完全右偏时的程序编写。

举一反三，完成机器人沿线走的完整程序的编写。

九、比赛体验

请同学们将编写好的完整程序保存并编译，然后来进行机器人沿线走比赛吧！

保存并编译程序，参与机器人沿线走比赛。

通过参与比赛，享受学习的成果，分享成功的喜悦。