2023-2024学年天津市中小学生mixly创意编程 第17课 主动避障机器人-说课稿

2023-2024学年天津市中小学生mixly创意编程第17课主动避障机器人-说课稿一、课程基本信息

1.课程名称：《mixly创意编程》第17课主动避障机器人

2.教学年级和班级：天津市中小学生五年级

3.授课时间：2023-2024学年第二学期

4.教学时数：1课时二、核心素养目标

本节课旨在培养学生的信息素养、创新思维和问题解决能力。通过学习主动避障机器人的编程，学生将掌握mixly编程软件的基本操作，培养逻辑思维和算法设计能力。同时，通过解决实际编程问题，提升学生的信息处理能力和创新实践能力，激发学生对智能科技的兴趣和探究欲望。三、教学难点与重点

1.教学重点

本节课的教学重点是让学生理解并掌握主动避障机器人的编程逻辑和mixly软件的使用方法。具体包括：

-mixly编程环境的熟悉与基本操作，如拖拽编程块、创建变量、使用循环和条件语句。

-主动避障机器人的工作原理，包括超声波传感器和电机控制的基本概念。

-编程实现避障功能，例如如何通过超声波传感器检测障碍物，并根据检测结果控制电机使机器人避开障碍物。

2.教学难点

本节课的教学难点在于理解传感器数据的处理逻辑和机器人运动的控制算法。具体包括：

-传感器的数据读取与处理：学生可能难以理解如何从超声波传感器获取距离数据，并将这些数据用于控制机器人的运动。

-控制算法的编写：如何根据传感器数据编写控制电机运转的算法，使学生能够实现机器人遇到障碍物时自动避障，这是本节课的一个难点。

-代码调试与优化：在编写完初步的避障程序后，学生需要通过调试来优化程序，使其更加稳定和精确，这个过程需要学生具备一定的逻辑思维和问题解决能力。例如，如何调整传感器读数与电机响应之间的关系，以实现更平滑的机器人运动。四、教学方法与手段

1.教学方法

-讲授法：通过讲解主动避障机器人的原理和mixly编程的基础知识，为学生提供理论支持。

-实验法：让学生动手操作，实际编写并测试避障程序，通过实践加深理解。

-小组讨论法：鼓励学生在遇到问题时进行小组讨论，共同寻找解决方案，培养合作和沟通能力。

2.教学手段

-多媒体设备：使用投影仪展示编程步骤和代码示例，增强视觉效果。

-教学软件：利用mixly编程软件进行实时编程演示，让学生直观感受编程过程。

-互动平台：通过教学平台实时反馈学生的编程进度和问题，教师可以及时指导。五、教学过程

一、导入新课

1.各位同学，大家好！今天我们要学习《mixly创意编程》第17课——主动避障机器人。请大家先思考一下，我们在生活中有哪些场景会用到避障功能呢？

2.对，比如无人驾驶汽车、自动扫地机器人等，它们都需要具备避障功能。那么，我们今天就来学习如何用mixly编程软件来制作一个主动避障机器人。

二、理论学习

1.首先，我们来了解一下主动避障机器人的工作原理。它主要通过超声波传感器来检测前方是否有障碍物，并根据检测结果控制电机使机器人避开障碍物。

2.接下来，我们来看一下mixly编程软件的基本操作。请同学们打开mixly软件，我们先熟悉一下界面和基本功能。

三、实践操作

1.现在，我们已经了解了主动避障机器人的原理和mixly编程软件的基本操作，接下来我们就来实际操作一下。

2.请同学们按照以下步骤进行操作：

-首先，创建一个新的mixly项目。

-然后，添加一个超声波传感器模块，将其连接到相应的引脚。

-接着，添加电机控制模块，将其连接到电机驱动板。

-现在，我们需要编写一个程序，当超声波传感器检测到障碍物时，电机控制模块会使机器人向相反方向移动。

-编写程序时，我们可以使用循环语句来不断地检测障碍物，并使用条件语句来判断是否需要调整电机状态。

示例代码如下：

```

voidsetup(){

Serial.begin(9600);

}

voidloop(){

intdistance=sonar.ping_cm();

if(distance<30){

//遇到障碍物，向相反方向移动

motorControl.setMotor(1,0);

motorControl.setMotor(2,1);

}else{

//没有障碍物，正常行驶

motorControl.setMotor(1,1);

motorControl.setMotor(2,0);

}

delay(100);

}

```

3.编写完程序后，请同学们将程序上传到开发板，并观察机器人的运行情况。如果机器人无法正常运行，请尝试调试代码，找出问题所在。

四、问题解决与讨论

1.在实际操作过程中，同学们可能会遇到一些问题。现在，请大家分享一下自己在编程过程中遇到的问题，以及是如何解决的。

2.（等待学生分享）很好，看来同学们在编程过程中都遇到了不同的问题，并且找到了相应的解决方法。这就是编程的魅力，不断尝试、调试，直到解决问题。

五、课堂总结

1.通过今天的学习，我们了解了主动避障机器人的工作原理，学会了使用mixly编程软件来编写避障程序。

2.同学们在实践操作中积极尝试，遇到问题也能够主动解决。希望大家能够将所学知识运用到实际生活中，发挥创意，制作出更多有趣的智能项目。

六、课后作业

1.请同学们课后继续完善自己的避障机器人程序，尝试添加更多的功能，如自动返回起点、记录行进路线等。

2.下节课我们将进行课堂展示，请大家准备好展示自己的作品，并分享编程过程中的心得体会。六、拓展与延伸

1.拓展阅读材料

-《智能机器人原理与技术》：这本书详细介绍了智能机器人的基本原理和技术，包括传感器、控制器、驱动器等方面的知识，可以帮助同学们更深入地理解主动避障机器人的工作原理。

-《Arduino创意编程》：这本书以Arduino开发板为例，介绍了如何使用Arduino进行创意编程，包括各种传感器和执行器的应用，同学们可以从中学习到更多关于智能控制的知识。

2.课后自主学习和探究

-请同学们在课后尝试使用不同类型的传感器来实现避障功能，比如红外传感器、激光传感器等，并比较它们的效果和优缺点。

-探究如何使用多种传感器进行融合，以提高避障机器人对复杂环境的适应能力。例如，结合超声波传感器和红外传感器，使机器人能够在不同的光照和距离条件下都能准确检测到障碍物。

-学习并了解其他智能机器人的应用案例，如自动驾驶汽车、无人机等，思考它们是如何实现避障和导航功能的。

-尝试编写更复杂的避障程序，比如添加转向功能，使机器人在检测到障碍物时能够平滑转向，而不是简单地前进或后退。

-探索如何使用无线通信模块（如蓝牙、Wi-Fi）来远程控制避障机器人，实现远程监控和操控。

-参与线上编程社区和论坛，与其他编程爱好者交流心得，学习他们的编程技巧和经验。

-定期参加学校或社区的编程竞赛和活动，将所学知识运用到实际项目中，锻炼自己的编程能力和创新思维。七、板书设计

1.主动避障机器人原理

①超声波传感器工作原理

②电机控制基本概念

③避障逻辑实现

2.mixly编程软件使用

①mixly界面及基本操作

②编程块功能介绍

③程序上传与调试

3.编程实现避障功能

①变量创建与使用

②循环语句编写

③条件语句编写与运用八、教学反思

今天的课堂上，我们一起学习了《mixly创意编程》第17课——主动避障机器人。通过这节课的教学，我发现了一些值得反思和改进的地方。

在导入新课时，我提出了生活中常见的避障场景，目的是激发学生的兴趣和好奇心。从学生的反应来看，这个导入是比较成功的，他们积极参与讨论，表达了自己的想法。但我也注意到，有些学生对于避障机器人的了解还不够深入，未来的教学中，我可以在导入环节加入更多的实际案例，让学生更直观地感受到避障机器人的应用价值。

在理论学习部分，我详细介绍了超声波传感器和电机控制的基本概念。通过PPT展示和口头讲解，学生们对理论知识有了基本的掌握。但我也发现，有些学生在理解传感器数据处理和电机控制算法时存在困难。这可能是因为理论知识较为抽象，不易于直观理解。因此，我计划在后续的教学中，增加一些互动环节，比如小组讨论，让学生们通过合作学习来加深对知识点的理解。

实践操作环节是学生们最感兴趣的，他们能够亲自动手编写程序，并看到自己的作品在实际运行。但是，我也注意到在编程过程中，一些学生遇到了代码错误，他们在调试代码时显得有些迷茫。这说明我们还需要加强对学生编程思维的培养，教会他们如何有效地调试代码，找出错误原因。

在问题解决与讨论环节，学生们积极分享了自己在编程过程中遇到的问题和解决方法。这是一个很好的互动过程，学生们能够从彼此的经验中学习。但我认为，这个环节还可以更加深入，我可以引导学生进行更深入的探讨，比如讨论不同传感器的优缺点，或者是如何优化算法来提高避障效果。

课堂总结环节，我强调了本