小试牛刀教学设计

第七单元小试牛刀教材分析：在前几个单元的学习中，已经给机器人配置了“超声波传感器”，使机器人能辨别障碍物及其距离，这节课要给机器人配置能够辨别颜色标识线的灰度传感器。学情分析：前几节课中通过搭建机器人以及编写程序，已经充分的提起大部分学生学习的兴趣，但是通过观察，发现学生的能力参差不齐,学习过程中也是男生的兴趣比女生多,学起来轻松点,所以在分组的过程中，将男女生搭配分组，在上课操作过程中便于大家互相帮助。教学目标：了解超灰度感器。会在IRobtQ3D仿真平台上给机器人添加灰度传感器，并进行体验及程序的编写。在实体机器人上安装及使用灰度传感器。教学重点：在仿真平台上进行灰度传感器的安装、调试使用。教学难点：在实体机器人上进行灰度传感器的安装使用教学准备：机器人实验室、教学机器人套装课时：第一课时教学过程：教学环节教师活动学生活动设备或媒体应用设计意图任务初探在现实生活的公路上，我们常常可以在路面中间位置看见双黄线，那么双黄线是干什么的呢？双黄线好比一堵无形的墙，将道路分割成双向车道，是严禁跨越的，比如超车、转弯、掉头等。行车时没有特别情况就不应该越线。那么在我们的虚拟场景的公路上中也有一条双黄线，如何控制我们的机器人小车不越过双黄线，在遵守交规的前提下安全行驶呢？学生听讲,思考知识铺垫，调动学生的积极性新授在前两节课中我们的机器人小车已经顺利地出站并经过了第一个车站，在接下去的一段公路中，没有周边可以用于参照的建筑物，我们的超声波传感器就暂时无用武之地了。仔细观察我们可以发现，马路中央有一条双黄线，我们可以让小车一直沿双黄线前进直到到达最后一站并靠右停靠即可完成任务。那么如何控制我们的机器人小车不越过双黄线，在遵守交规的前提下安全行驶呢？这个时候我们可以使用灰度传感器来检测小车是否沿着黄线行驶。在传感器的种类中，其中一大类是针对光线的传感器，我们所最常用的就是灰度传感器。（一）什么是灰度传感器灰度传感器是用来检测物体的灰度变化，是一个模拟传感器，其返回值为0~255之间。当物体色彩越趋向于白色，其值越大，反之越小。一般情况下，我们使用灰度传感器来判别机器人所处的不同位置，例如是否在公路上？因为超出了公路就会触及公路两侧不同于公路路面上的材质，从而引起了灰度值的变化；或者在任务规则中设定了一些不同的区域色彩以区分不同的任务区块。（二）搭建机器人由于双黄线在公路的中间，而为了遵守交规，我们的机器人小车不能越过双黄线，所以我们应该在机器人的左前方安装一个灰度传感器，且其最外延超过左侧的轮子，同时保留原有机器人小车上的其他传感器，因为机器人右侧的障碍传感器还将继续检测广告牌以便准确地停靠在车站边。（三）条件循环循环结构可以减少源程序重复书写的工作量，用来描述重复执行某段算法的问题，条件循环模块在未知地形却有明确任务终点时有着很大的用武之地。我们可以通俗地理解为：“当【满足某个条件】时一直【运行某个动作】直到【条件不满足】之后结束循环”。在本节课中我们将设置超声波传感器是否检测到物体。明确任务：学生了解灰度传感器为机器人小车安装灰度传感器1、构建安装灰度传感器的支架、连接件2、吧灰度传感器组件安装到机器人左侧分析了解任务中用到的命令语句IRobtQ3D虚拟仿真环境IRobtQ3D虚拟仿真环境培养学生的自主动手能力，以及团体协作性程序设计在程序编写过程中首先要检测灰度值，以便在程序中有效地添加判断条件分析任务，编写程序仿真成果展示一切都设置好后即可进入仿真进行调试了，同学们可以调整各项数值以达到更高的得分。调试过程中如果出现问题请从以下几个方面进行分析。1．如果机器人小车在转弯时穿过了双黄线，请调整判断模块中机器人小车转弯的幅度。2．与利用单个障碍传感器行走一样，利用单个灰度传感器沿线走也会使得机器人小车在行走过程中出现小幅左右摆动，但如果出现大幅摆动，就需要查看程序撰写过程中是否有不合理的地方了。展示调试后的机器人仿真实验调试为下节课做铺垫，调动学生的积极性，保持他们学习的热情。课时：第二课时教学环节教师活动学生活动设备或媒体应用设计意图任务初探上节课，在仿真环境中我们的“学习者2号”机器人在有了超声波传感器的基础上，我们又给添加了灰度传感器，且在仿真环境中呢已经能“遵守交规”上路行驶了，现在我们就尝试让“学习者号”机器人在试验场地上“遵守交规”行驶！学生听讲,思考知识铺垫，调动学生的积极性任务出示本节任务：1、给实物机器人“学习者号”添加灰度传感器2、将仿真实验中的“zsjg”程序下载到“学习者号”上，并在真实场地上进行调试、运行。3、根据实际场地情况，对参数及个别数据进行调试，直到机器人能够顺利完场任务！在实验过程中，如果对搭建好的机器人有疑问可以对组件进行调整学生以小组为单位进行搭建灰度传感器组件，并安装在学习者号机器人身上将“zsjg”程序下载到机器人上，在实验场地进行调试学生对程序及机器人进行调整IRobtQ3D虚拟仿真环境培养学生的自主动手能力，以及团体协作性展示成果每小组