“機(jī)器人智能行走”教學(xué)設(shè)計(jì)

王小斌

一、教學(xué)目標(biāo)

讓學(xué)生認(rèn)識(shí)機(jī)器人的灰度傳感器，了解機(jī)器人軟件中執(zhí)行控件（直流電機(jī)、延時(shí)控件），會(huì)編寫機(jī)器人行走、轉(zhuǎn)彎程序并植入機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)行和調(diào)試，了解程序中流程控制并會(huì)使用條件循環(huán)以及單分支，試著編寫機(jī)器人在圓圈圖中規(guī)避的程序。

二、教學(xué)重點(diǎn)

讓學(xué)生了解灰度傳感器，學(xué)會(huì)執(zhí)行控件、流程控制控件，會(huì)運(yùn)行并調(diào)試機(jī)器人規(guī)避程序。

三、教學(xué)難點(diǎn)

執(zhí)行控件的相互搭配使用，機(jī)器人軟件中的循環(huán)控件知識(shí)的掌握，規(guī)避程序的編寫與調(diào)試。

四、教材分析與教法建議

1.教材的地位與作用

本課是江蘇省《小學(xué)信息技術(shù)》（五年級(jí)）教材第17課內(nèi)容。在本課之前，學(xué)生已經(jīng)了解Logo語言，對(duì)于程序設(shè)計(jì)有了初步知曉。通過前面幾節(jié)課關(guān)于機(jī)器人的知識(shí)介紹，學(xué)生對(duì)于紫光學(xué)生機(jī)器人與機(jī)器人軟件平臺(tái)有了解，本節(jié)課主要是將前面介紹的紫光機(jī)器人的硬件與平臺(tái)軟件的設(shè)計(jì)程序進(jìn)行綜合應(yīng)用，所以對(duì)于學(xué)生機(jī)器人的全面認(rèn)識(shí)有很重要的作用。

2.教學(xué)方法指導(dǎo)

介紹新的知識(shí)點(diǎn)，關(guān)鍵在于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生迅速產(chǎn)生親近感。基于本課內(nèi)容的特點(diǎn)，本課主要采取情境法、演示法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法等教學(xué)方法，注重調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高自主學(xué)習(xí)能力，變被動(dòng)接受為主動(dòng)獲取，力促課堂教學(xué)在生動(dòng)有趣、愉悅的氣氛中展開。（1）引入新課時(shí)，采取情境法教學(xué)，激發(fā)學(xué)生興趣。（2）在課堂教學(xué)中，教師通過演示法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，分步帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行機(jī)器人行走的嘗試，幫助學(xué)生層層分解，步步推進(jìn)。這樣可以很好地鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)。

五、教學(xué)過程

1.導(dǎo)入

給學(xué)生播放《西游記》中孫悟空在地上畫了圓圈，并吩咐唐僧千萬別走出這個(gè)圓圈，否則會(huì)有危險(xiǎn)的視頻片段。引入本節(jié)課三角機(jī)器人也在相同的圓圈里，不管怎么走都走不出這個(gè)圈，要不然走出圈也會(huì)有撞到墻壁的危險(xiǎn)來為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)情境，使學(xué)生對(duì)本節(jié)課內(nèi)容產(chǎn)生足夠的興趣，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。

2.新授

（1）機(jī)器人的“眼睛”——認(rèn)識(shí)灰度傳感器

師：同學(xué)們，在課前紫光學(xué)生機(jī)器人已經(jīng)和我們見過面了，也和我們打了招呼！相信同學(xué)們對(duì)這位新朋友都不陌生吧！我們也都知道這位朋友的“眼睛”“耳朵”“四肢”“嘴巴”都在哪并且有什么用了吧？

今天我們就先來看看機(jī)器人的眼睛——灰度傳感器（教師介紹灰度傳感器的知識(shí)）。

（2）機(jī)器人行走——編程軟件中的直流電機(jī)、延時(shí)控件

師：我們的這位機(jī)器人朋友現(xiàn)在是不可以動(dòng)的。它在來北京之前跟我說，要請北京的小朋友給他賦予生命，讓它動(dòng)起來。

學(xué)生打開機(jī)器人程序、以小組合作的形式探索直流電機(jī)程序的編寫并傳輸?shù)綑C(jī)器人使機(jī)器人走起來。

師：同學(xué)們，剛剛老師看見你的機(jī)器人雖然都有生命可以動(dòng)了。但老師想讓它變得聰明一點(diǎn)，能夠前進(jìn)幾秒再后退幾秒最后停止，可以嗎？

教師揭示延時(shí)控件與直流電機(jī)控件的搭配使用，學(xué)生分小組編寫、調(diào)試程序，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的功能。

（3）機(jī)器人思考——編程軟件中的流程控制

師：剛剛我們已經(jīng)賦予了機(jī)器人生命，那么我們再來想一想我們的這位朋友可以像人類一樣去思考嗎？知道遇到什么情況的時(shí)候要做出什么樣的反應(yīng)嗎？下面就跟隨老師一起來探究！

給學(xué)生演示講授流程控制：①次數(shù)循環(huán)：計(jì)算循環(huán)的次數(shù)進(jìn)行循環(huán)。②條件循環(huán)：判斷條件進(jìn)行循環(huán)。分為三個(gè)可以判斷的條件。③單分支和雙分支：主要用于次數(shù)循環(huán)和條件循環(huán)中條件判斷的分支控件。學(xué)生練習(xí)這三大類控件。

（4）機(jī)器人規(guī)避——編程軟件中灰度傳感器、直流電機(jī)、流程控制的搭配使用

師：同學(xué)們，通過上面幾個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)這位機(jī)器人朋友的改造，它已經(jīng)能走能動(dòng)，還會(huì)思考呢！下面我們每位同學(xué)都是孫悟空，把我們的機(jī)器人朋友放到這個(gè)圓圈里，讓它不管怎么走都不出這個(gè)圈。想一想你有什么好辦法？怎么搭建程序呢？

學(xué)生討論，教師引導(dǎo)學(xué)生一步一步完成規(guī)避程序的編寫。學(xué)生以小組的形式編程、調(diào)試，完成機(jī)器人在圓圈中實(shí)現(xiàn)規(guī)避這一教學(xué)任務(wù)。教師對(duì)各個(gè)小組完成情況以及存在問題進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。