北京市卫生局招待所
教学设计
教学目标
2.分析扫地机器人的行走规律。
3.编写程序，在虚拟环境中模拟扫地机器人躲避障碍行走。 教学重点和难点
1.教学重点：红外传感器的工作原理
2.教学难点：使用开源硬件或者使用虚拟机器人实现小车红外避障。
教学准备
1．教学环境。
计算机网络教室、互联网环境、教学广播系统。
2．教学资源。
准备我国的机器狗、无人驾驶汽车、无人扫地机、楼道感应灯、手机中的传感器等本课知识相关视频片段。简易机器人，机器人结构组件，机器人传感器实物或图片。
教学活动
一、导课（4分钟）
1.播放《扫地机器人走迷宫》视频片段。
（1）扫地机器人是如何自动骤避障"（2） 扫地机器人工作流程。
3.归纳总结，并对学生的问答做出适当的评价。
扫地机器人通过传感器定现自动避障。
机器人工作流程是：机器人进入工作时，如果遇到障碍物就转向或后退，否则前进。
4.揭示课题，第7课 仿真机器人
二、红外线传感器的应用（3分钟）
1.指导学生阅读教材第50页“认识红外线避障传感器”活动内容。
2.教师出示红外线传感器或红外传感器图片。
商丘师范学院学报
3.红外传感器的使用方法。
（1）红外传感器在使用时要调节可变电阻，达到探测的理想距离。（开源硬件需
要调节，具体的调节方法请看硬件说明书。闭源硬件通过程序设定距离值）
（2）红外传感器探测到障碍物，指示灯亮。（开源硬件有指示灯，闭源硬件没有，是通过程序的设定值进行判断）
三、工作流程（5分钟）
1.思考：扫地机器人完成工作任务实现的条件和工作流程。
2 学生带着问题，自学教材第50～51页的扫机器人的工作情况.
3.学生交流，并汇报。
4.教师分析并总结。
（1）扫地机器人能完成自动扫地的任务是因为它有红外传感器，能实现自动避障。
（2）扫地机器人工作示意图具体参见教材第51页图7-4.
声呐四、编写程序（选择2：开源硬件机器人程序）（15分钟）
本环节分为仿真机器人程序和开源硬件程序，教师可根据学校条件选择两者之一进行教学。
1.启动仿真机器人程序。（各学校可编写选择适合本校条件的仿真机器人程序）
3.学生根据工作流程图，尝试编程。
（1）教师进投程序结构.
（2）教师讲授循环结构.
流动性缺口（3）教师讲授判断结构.
（4）学生分组讨论、编程。
4.学生调试程序
四、编写程序（选择2：开源硬件机器人程序）（15分钟）
5.选用开源硬件进行机器人编程。
（1）软硬件设备
①主控板为micro:bit ;
4.软件;Mind+
Mind+是一款我国扣有自主知识产权的国产青少年编程软件，支持 Arduimo、 micro;bit、掌控板等各种开源硬作.表容 Seratch.支持AI与IoT功能，只需要拖动图形化程序块即可完成编程，还可以使用Pyuhon、c、c++等高级编程语言。可在线编辑或本地安装。
（2）软件运行模式为：上传模式。
（3）在软件左下角，点击"扩展"按钮，增加"micro;bi""扩展板""传感器"模块micro:bit
（4）程序界面的学习。
（5）教师进行程序分模块教学
①前进模块（电机M1为左轮，M为在轮），见图一。
②转弯模块（以左转为例），见图一。
③红外测距传感器距离判断，见图一。
④教师讲授程序结构。
⑤教师讲授循环结构。
⑥教师讲授判断结构。
图一
（6）学生分组讨论、编程
（7）学生调试程序。
五、创新活动（10分钟）
陈鸿鹄1.选择开源获件或使用机器人仿真系统，搭建双红外传感器的避障机器人。
2.双红外传感器避障机器人，任务要求如下。
（1）当左边传感器遇到障碍物，向右转。
（2）当右边传感器遇到障碍物，向左转。
（3）当左、右传感器同时遇到障碍物时机器人向后退并选择左转或右转。
3.学生分组、分分模块完成流程图。
4.有时间的学生可自行编写程序或作为课后练习。
六、总结评价(3分钟)
溯雪怎么用1、组织学生进行分组演示。
2、引导分组学生自我评价和相互欣赏与评价作品。
3、引导学生填写教材第54页评价表。
4、总结：本课开始学习机器人程序编写，理解掌握编程思想和程序的结构，学会画流程图。
教学反思：
从兴趣入手，充分调动学生学习的主动性和积极性， 在课堂学习 中，学生的注意力高度集中，思维异常活跃，求知欲异常强烈，创造思维活动得以启动运行。 《避障机器人》是让学生通过学习，能够正 确地编写“机器人避障”的程序，能够为机器人设置障碍物环境，让机器人顺利地在此环境自由地行走。 为了让学生对机器人编程学习有一个好的开始，花了不少心思对本课内容进行了阅读、理解、推敲， 最后从以下几方面着手进行教学设计：
一、趣味导入，动静结合，激发学生的直接学习兴趣。 通过观察体验机器人避障功能，学生开始对“超声波传感器” （在学习之前学生还不知道这个部件就是红外）产生了求知欲，它到底能让机器人干什么？这个时候如果切入到机器人的学习，恐怕学生会大失所望。于是我用心地拍了一段视频，学生在观看视频中进一步明白了机器人也要装眼睛才可以看见物体，从而自然地引出课题，也调动学生的学习情绪。
二、启发思维，张扬个性，提高学生的创新意识和创新能力。 机器人避障的流程图编写是本节课的重点。学生通过自主学习基本上可以完成框架的搭建，甚至有些学生还可以正确
地设置条件判断、电机的参数，但是我们要求学生学习程序编写真正目的不仅是会搭框架，还要理解每个模块的作用，整个流程图的设计思路，也就是常言道“知其然，还知其所以然”，从而让学生的思维在这个过程中得到训练。
三、循循善诱，言简意赅，让学生的兴趣在思考中升华。
机器人从无眼睛到装上了眼睛，从四处撞墙到巧妙地避开自由行走，贯穿整个课堂。本节课的教学引导没有过多的教师语言，只是在环节衍接处适当地以视频方式展示情境，通过设置问题启发学生观察思考体验，每一个问题都与下一个学习紧密相联，学生的兴趣从开始被吸引，到最后升华。
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