2020-2021学年 闽教信息技术2020版八年级下册 第9-10课时 《搭建巡逻机器人》

第9－10课时搭建巡逻机器人教学内容分析本节课教材主要介绍利用巡线传感器（即光电传感器、光线传感器、灰度传感器等）来设计一种能识别道路，沿着事先规划好的线路行走的机器人，完成机器人自动巡逻等任务。每个麦昆机器人小车的底部都装有两个巡线传感器，就像机器人的眼睛，能识别道路，指引机器人沿着黑线前进。机器人巡线的算法与使用机器人底部传感器的数量有关。本节课主要介绍单巡线巡线传感器之间的距离差为佳。步构建机器人知识体系。教学对象分析机器人巡线是智能机器人中最为基本的任务之一，很多青少年机器人比赛都要求机器人有巡线的功能。这是一个全新的知识领域，内容比较难理解，实验又极具挑战性。八年级的学生活泼、好动、好奇心强、易于接受新事物，教师要创设教学情景，充分调动他们的学习兴趣。通过搭建比赛场地，用比赛活动活跃课堂气氛，激发学生参与的热情，鼓励学生迎难而上，不抛弃，不放弃，在比赛中完成课堂任务。序控制机器人完成更多的任务。教学目标巡线传感器的工作原理。应用巡线传感器判断路况。单巡线传感器巡线的工作原理。双巡线传感器巡线的工作原理。机器人巡线任务的设计与完成。教学重点和难点教学重点。单、双巡线传感器巡线的工作原理。教学难点。机器人巡线任务的设计与完成。教学方法解什么是巡线机器人。教学方法讲授法：讲述巡线传感器巡线的工作原理。完成简单任务，学有余力的学生完成要求层次高的任务。交流、评价法：展示学生的活动成果，鼓励学生参与评价。比赛法：组织学生参与课堂比赛，激发学生斗志教学准备教学环境：计算机网络教室、互联网环境、转播控制系统。资源准备：资源包（有关开源硬件应用的文字资料、各种源硬件图片、课件、学生作品模板等。验器材准备：麦昆机器人若干台（含超声波传感器地图一张。教学过程9教学环节 教师活动 学生活动 设计意图教学环节 教师活动 学生活动 设计意图播放视频《巡逻机器人《巡线 观看视频，了 通过视频机器人《安保巡逻机器人。 解巡线机器人。 人，创设情境，为提问；巡逻机器人和救援机器 对比两种机器后续的主题学习人有什么区别？救援机器人通过超声波人，回答问题。 好铺垫，并突出创设情境，传感器避障，但走路方向很难控制。而 节课的知识点导入新课 巡逻机器人能够自动按照指定线路行走，行走方向明确。请小组长分发机器人套件和测 领取机器人试场地。引导学生找到并观察麦昆小车件，观察巡线传感底部巡线传感器。 器特征。认识巡线传感器

展示并讲解巡线传感器图片，巡认真倾听，观教师通过课线传感器一般装在机器人小车下方，一察巡线传感器的特展示巡线传感器辆小车可能有几个，距离地面约为1厘征。 让学生对巡线传米，每个巡线传感器有一个红外发射器 器有感性的认识和一个红外接收器。 提高辨别能力。讲解巡线传感器的原理。深色反认真倾听。通过教师射弱，浅色反射强。当地面为黑色或深 解，让学生对巡线色时，红外线会被吸收或无法被反射， 传感器的工作原理导致接收器接收不到红外信号，传感器 有初步的了解输出数值为0；当地面为白色或浅色时，红外线会被反射，接收器接收到红外信号，传感器输出数值为1。引导学生连接设备，放好实验场 在教师的引导 教师引导地，进行传感器测试。找到麦昆小车底下，动手按照教材生，养成良好的编部标注为Line-LP13的巡线传感器，把的方法，测试左边程习惯：每拿到一动手实践它准确地安放在场地的黑线上方，按照巡线传感器。 种新的传感器，1：连接与教材P52的方法，编写程序。正常情 要编写一个简单调试巡线传况，在黑线上时，LED显示0，不在黑线 程序进行功能性测感器 上时，LED显示1。 试。2．换另一个传感器（Line-R 动手测试右P14，重复上面操作。提醒学生，如果的巡线传感器。数值都没有变化，说明传感器可能有问题，应报告老师更换。介绍单巡线传感器的原理。展示观看课件，倾教师先讲解单巡线原理图，用左右巡线传感器中的听讲解。巡线的原理，再任何一个控制机器人自动巡线前进，不 合演示讲解，帮脱离黑线所在的区域。当巡线传感器检 学生理解程序。测到黑线的时候，左电机以一定速度转 通过比赛，动手实践动，右电机停止不动或以明显低于左电 发学生学习兴趣，2：设计单机的速度转动；当巡线传感器未检测到 促进学生合作探巡线传感器黑线的时候，右电机以一定速度转动， 究，活跃课堂气的巡逻机器左电机停止不动或以明显低于右电机的 氛人 速度转动。按照教材P53的程序，边演示边 观看演示倾讲解程序的算法。 讲解，模仿操作3．在讲台附近，可以用黑色的胶布 以小组为单位设置一个比较大的场地，让测试完的学在比赛场地上调生在这个场地上比赛，看谁的小车走得出现问题，讨论又快又稳。 决。实践创新器、LED灯等器件让巡逻机器人遇到障任务。的综合运用能力。碍时会自动停止。点。10教学环节 教师活动 学生活动设计意图1．演示、讲解单巡线机器人的工倾听讲解，观回顾上一节序。提问：单巡线机器人走起路来有什识，回答问题。交做准备，同时自知识回顾，么特点？ 流讨论，踊跃发而然地引出这节导人课程2．引导学生交流讨论：如何让机言。 的内容。器人走路更流畅一点。请组长分发机器人小车和测试 领取实验器材场地。引导学生阅读教材P55，展示 学生先阅读材 先学后教，让双巡线机器人的巡线图片，根据可能出料，再倾听教师讲学生感知知识，有现的四种情景，分析巡线原理。（1）两个传感器都识别到黑色，解，理解双巡线的原理。助于培养学生发现问题、提出问题、说明机器人可以前进。解决问题的能力，动手实践：（2）左边传感器识别到白色，右在解决问题的过程设计双巡线传感器的巡边传感器识别到黑色，说明机器人需要右转。中掌握操作技巧。逻机器人（3）右边传感器识别到白色，左边传感器识别到黑色，说明机器人需要左转。（4）左边右边传感器都识别到白色，停止。 以小组为单位 学生通过编2．连接设备，打开Mind＋平台，动手编程。根据场实践，不断调试按照教材P57～59的操作提示，编程调地修改程序，让机提高解决实际问题试。引导学生对比单巡线机器人和双巡器人走得更顺畅一的能力。（超声波传感器、声波传感器、温度传位，交流讨论，学已学到的知识，完实践创新感器）进一步提升巡逻机器人的巡逻功会编写程序，完成成任务，提高知识能。 任务。的综合运用能力。线机器人的行走原理。 点。1．（超声波传感器、声波传感器、温度传位，交流讨论