沿軌跡行走的機器人課時教學設計課題 沿軌跡行走的機器人單元九學科信息技術年級三年級學習目標1. 認識軌跡識別傳感器，了解軌跡識別傳感器的原理。2. 編寫機器人循跡程序，了解程序的含義，能夠自主編程。3. 能夠靈活使用多種方法，實現機器人的循跡，并分析其中的原因。4. 搭建與調試機器人，使其能夠按照圓環行走。重點編寫機器人循跡程序，了解程序的含義，能夠自主編程。難點能夠靈活使用多種方法，實現機器人的循跡，并分析其中的原因。教學過程教學環節教師活動學生活動設計意圖導入新課以兩個小朋友對話的方式，來進入課題。女：玲玲，咱們能讓機器人按照我們設計好的路線行走嗎？男：你為什么要這么做呢？女：這樣我就可以讓機器人參加賽車游戲了！男：哇，那一定很好玩！我們趕緊問問老師怎么做吧！介紹軌跡識別傳感器：軌跡識別傳感器的主要組成部件是兩組紅外發射，接收器。他通過發射器發出信號，接收器接收反射回來的信號，來檢測機器人下方路面的顏色是否一樣，機器人根據左、右兩個顏色值的大小來判斷，機器人是在軌跡的左邊、右邊、上邊、還是沒有找到軌跡線。認真聽講，仔細思考，交流分享自己的看法。激發學生興趣，導入課題。講授新課一、認識軌跡識別傳感器分別有：第一組探頭、第二組探頭、指示燈、傳感器連接線。二、編寫機器人循跡程序編寫機器人循軌跡行走程序的方法很多，讓我們從簡單的開始學習吧。首先在色帶框中，選擇圓環。參考下圖，在仿真界面畫一個簡單的圓環形軌跡地圖。怎樣利用軌跡傳感器讓機器人沿圓環軌跡行走呢？我們將軌跡識別傳感器的兩組探頭看成機器人的兩只眼睛，當機器人位于圓環的右下角時，左邊的那組探測器能“看到”軌跡，而右邊的那組探測器“看不到”軌跡（軌跡變量為“1”）。這時讓機器人向右轉彎；當機器人走到兩組探測器都看不到軌跡時（軌跡變量為“0”），就讓機器人左轉.機器人按照這樣的方法“扭來扭去”不斷走下去，就可以完成沿圓環行走的任務了。該傳感器左邊的探頭在軌跡內“看到了”軌跡。右邊的探頭在軌跡外“沒看到”軌跡。女一：貝貝，當左邊的那組探頭“看到了”軌跡時，而右邊的那種探頭“看不到”軌跡時，機器人應該向左轉才能走向軌跡線的正中間啊，你為什么讓它又轉了呢？女二：嘿！這就有玄機了。其實，貼著軌跡的外邊緣或內邊緣走，也能達到“沿軌跡走”的效果。由于機器人的寬度比軌跡寬很多。所以“沿軌跡走”和“貼著軌跡邊緣走”的效果實際上相差不大，而且“貼著軌跡的邊緣走”的方法更簡單。讓機器人在軌跡的中間走的方法比較復雜以后在研究。參考課件中的圖片，編寫讓機器人沿著圓環軌跡行走的訊軌跡機器人程序。首先應該添加軌跡識別傳感器，然后對條件表達式進行設置。添加軌跡識別傳感器。條件判斷語句中，將條件表達式設置為“軌跡變=1”完成上兩步的設置后，將繼續設置條件判斷后的兩種結果。條件成立時，機器人向右轉，具體設置為：左電機為10，右電機為1。條件不成立時，機器人向左轉，具體設置為：左電機為1，右電機為10。(1) 仿真測試程序。進入仿真環境將機器人放在相應的位置，看看機器人能否沿圓環行走。(2) 改變起始位置，測試程序。如果機器人的起始位置在其他地方，機器人還能沿圓環行走嗎？請記下來哪些位置可以讓機器人圓環行走，哪些位置不能，并試著找出規律。(3) 改變軌跡形狀，測試程序。請試著將圓環刪除，用色帶工具畫出其他形狀的軌跡。例如畫一個長方形軌跡，看看機器人能夠還能沿軌跡行走。在前面的群集機器人程序中，我們將條件表達式設置為“軌跡變量=1”，事實上，軌跡變量的值右四種，分別對應著機器人于軌跡的四種不同位置，機器人與軌跡的位置關系及對應的軌跡變量，如下表所示。提出疑問：我們能不能用其他的辦法讓機器人貼著軌跡的邊緣行走呢？如下圖所示，當機器人從左往右經過軌跡時，軌跡變量的值將會按照這樣的順序依次變化。仿照前面“貼著軌跡邊緣扭來扭去”的思路，我們有以下四種方法，請你任選一種，編寫程序并仿真測試一下。第一種，軌跡變量從0到2: 當機器人右邊的探頭“看到”軌跡時，軌跡變量為2，機器人左轉；當兩個探頭都沒看到軌跡時，軌跡變量為0，機器人右轉。第二種，軌跡變量從2到3，當機器人右邊的探頭看到軌跡時，軌跡變量為2，機器人右轉；當兩個探頭都“看到了“軌跡時，軌跡變量為3，機器人左轉。第三種，軌跡變量從3到1：當機器人右邊的探頭“看不到”軌跡時，軌跡變量為1，機器人左轉；當兩個探頭都看到了軌跡時，軌跡變量為 3，機器人右轉。第四種，軌跡變量從1到0：即為前面例子所用的方法。為了更好的觀察機器人行走的路線和軌跡變量的當前值，我們還可以增加畫筆和“LED顯示”兩個輸出模塊，方法如下圖所示。四、搭建與調試循跡機器人循跡機器人的實物調試參考圖，其中軌跡識別傳感器最好安裝在機器人下方的正中間位置，而且盡量放在循跡機器人的最前方。另外，圖中還增加了“LED顯示器”，主要是為了在調試程序時清楚的顯示，“軌跡變量”的當前值。如果參加機器人比賽，為了提高速度，可以不裝這個硬件。請注意，前面的程序中機器人左、右兩個輪子的轉速比較快，這樣的設置在仿真時沒有影響，但實物調試時可能會導致他偏離跑道，所以最好調慢一些。認識軌跡識別機器人： LED顯示器，軌跡識別傳感器，軌跡。試用軌跡識別傳感器和LED顯示器搭建尋跡機器人，編寫程序指揮機器人按圓環軌跡行走。認真聽講、仔細思考，動手操作程序，總結經驗。編寫程序能夠實現所需功能，熟悉編程的過程。認真思考，積極回答老師問題，能夠提出自己的想法。能夠讓同學們熟悉編寫程序的流程修改程序測試程序。熟悉多種，識別軌跡的方法。能夠準確的搭建與調試循跡機器人。讓學生了解軌跡識別傳感器的原理，激發學生對沿軌跡行走機器人的興趣。提高學生的動手能力。能夠喚起同學們的思考，激發同學們的學習熱情。培養同學們的邏輯思考能力。培養同學們的動手能力，以及應變能力。提高同學們的動手能力。提高同學們的動手能力，探索能力。課堂小結1.認識軌跡識別傳感器2.編寫機器人尋跡程序3.多種方法實現機器人循跡4.搭建與調試尋跡機器人思考小結內容，鞏固學習知識。讓學生開動思維，結合上課所學思考問題。課堂練習1.軌跡傳感器如同機器人的眼睛。（ ）答：正確2.我們能夠通過多種方法來實現機器人的循跡。（ ）答：正確3. 實物調試機器人時，輪子的轉速越快越好。 （ ）答：錯誤學生思考回答問題。讓學生開動思維，結合上課所學思考問題。作業布置作業：試著改變機器人的軌跡觀察，機器人有什么變化？與同學們分享你的觀察結果。學生仔細思考，學以致用。幫助理解、鞏固課本內容，了解更多。板書