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机器人制作教案


一、单元概述
本单元通过活动使学生逐步了解能力风暴机器人仿真系统的使用 方法,在活动中感受为机器人编写程序的乐趣,在机器人活动中体会 创造的成就和喜悦。
本单元以任务驱动的方式,介绍了用“执行器模块库”中的模块 为仿真机器人编写程序的方法,学生要在实践过程中熟悉流程图编辑 环境和机器人仿真环境的应用。
二、学习目标
(2)在“单边”程序的基础上引入机器人走正方形的任务。通 过四个重复动作的需求引入循环控制的含义,从而导入“多次循环” 模块的使用。 (3)通过增加边数引入正多边形任务。通过讨论正多边形的特 点引入机器人走正多边形需求,分析正多边形各内角的度数及与外 角的关系,通过反复调试让机器人走出一个较为理想的正多边形。 随着边数的增加体会正多边形与圆形的关系。 2.重点内容分析 (1)学会使用“转向”模块。 (2)学会使用“多次循环”模块。 (3)对循环控制功能理解。 3.难点内容分析 (1)转角的调试。转角大小的设置与转角的速度和时间有关, 所以需要通过讨论、反复调试摸索总结出比较好的转角调试方法, 建议方法: •确定转速,调试转角时间。 •利用二分法测算转角时间,逼近最佳调试角度。
本单元是学生初次接触机器人,所以应先让学生了解一些关于机 器人的知识以激发学生的学习兴趣,然后再启动VJC仿真软件为机器人 编写程序以破除学生对机器人控制的神秘感。
通过本单元循序渐进的学习过程,学生将逐渐了解并掌握:流程 图程序的编辑、下载;仿真环境下程序的运行、仿真环境的退出;环 境的新建、编辑、存储等。
3.通过活动项目进一步体会仿真机器人的操作过程。 4.观察程序代码与流程图模块的对应关系,逐步学会从程序 代码中了解模块参数设置的方法。
(二)教学设计与教学建议
1.课堂教学分析
本课是在第1课创作天地的基础上展开的,建议教师在让学生 讨论第1课程序设计方法的基础上按照以下环节实施教学过程:
(1)完成机器人走正方形一条边的程序设计。该活动包括走直 线和转直角两个动作,需要在走直线程序的基础上增加一个“转向” 模块,经过反复调试找到合适的机器人转90度的时间和速度。
表1.1
我们知道机器人是信息技 术的结晶,而机器人处理信息 的装置就是完成信息处理的, 信息处理与机器人的装置有以 下关系:
信息处理过程 信息的获取 信息的存储 信息的加工 信息的传递 信息的输出
采用的信息技术 感测技术 智能技术 智能技术 通信技术 控制技术
对应的机器人装置 传感器 存储器 中央处理器 下载程序口 执行器
信息技术
初中三年册
第1单元——初次相识
第2单元——非凡智慧 第3单元——身经百战 第4单元——友好相处
主 目 录
第1单元——初次相识
第1 课 第2 课 第3 课 第4 课 人类伙伴 方圆之间 美图设计 绕标比赛
第5 课
歌声嘹亮
第1单元 初次相识
(第1-5课)
三、重点难点
教学重点: 1. 熟悉流程图编程环境,学会用流程图编程的基本方法。 2. 熟悉仿真环境,学会环境的新建、保存等基本操作。 3. 学会使用“执行器模块库”中的模块、学会模块的参数设置方法。 4. 体会流程图模块与程序代码的对应关系。
单 元 目 录
5.学会“控制模块库”中的“多次循环”模块的应用。 6.学会“新建子程序”模块的使用,掌握编辑子程序的方法。 教学难点: 1.机器人转一个角度时,转向时间与转角的关系及调试。 2.机器人走弧线时,两轮速度与圆弧半径大小的关系及调试。 3.在仿真环境编辑机器人场地环境和保存、加载环境的操作。 4.解循环控制的含义,会使用“多次循环”模块编写程序。 5.理解子程序的执行过程,会新建和编辑子程序。
四、学时安排
本单元共5课,总计5学时,每课占用1学时。
第1课 人类伙伴
(一)本课教学目标
1.了解机器人一词的由来。 2.了解能力风暴机器人的分类。 3.通过机器人“走直线”的任务逐步学会机器人仿真系统的使用。
(二)教学设计与教学建议
1.课堂教学分析 机器人作为信息技术学习的新载体,会给学生带来神秘和好奇的感 觉,建议教师先选择有利于学生了解机器人发展的视频资料短片,让学 生观看,有条件的话用真实机器人为学生简单介绍能力风暴机器人的功 能与结构,以此激发学生进一步学习的愿望和学习兴趣。 在结合能力风暴真实机器人结构时,要体现信息的处理过程,建议 对照表1.1结合机器人讲解。
信息处理过程中的各环节是通过信息技术实现的,信息技术中的 4项 技术(感测技术、控制技术、智能技术、通讯技术)在信息处理过程中 的作用和关系的体现如图1.1所示。
图1.1
(4)了解模块编辑的一般方法。通过调试机器人的行走距离和行
走速度了解利用鼠标右键进入模块编辑窗口的方法,学会“直行”模 块的编辑方法。 3.难点内容分析 (1)流程图模块拖入编辑区时流程线要与上一模块连接。 (2)右击模块进入模块编辑窗口后,通过改变功率大小和时间 体会参数变化与机器人所走直线的关系。 (3)使学生学会整个操作过程,这一操作过程在今后的学习中 具有举一反三的作用。
利用第一个简单的“走直线”任务,使学生了解仿真机器人任务实施 的全过程。该任务对学生今后的学习具有一定的迁移作用,希望教师能够 引导学生总结任务实施的一般规律。
本单元通过机器人活动介绍了“执行器模块库”中“直行”、“转 向”、“启动电机”、“停止电机”、“延时等待”、“发音”、“显示” 和“设置眼睛”模块的应用;为了实现机器人完成重复的动作还应用了 “控制模块库”中的“多次循环”模块;另外,为了完成一段程序的多次 调用,应用了“程序模块库”中的“新建子程序”模块;最后,本单元系 统介绍了模块参数的设置方法。 单元结束后,教师要帮助学生梳理重点的知识、技能,要注意引导学 生进行经验的积累,并注意通过流程图编程方式培养学生逐步形成良好的 编程习惯。
(三)教学补充
在创作天地中的活动希望学生能够通过自己的操作实践发挥创造 力和想像力,该活动需要增加“转向”模块完成,这与第2课的学习 内容有一定的联系,具有承前启后的作用。
第2课 方圆之间
(一)本课教学目标
1.学会使用“转向”模块,会调整转向角度。
2.学会使用“多次循环”控制模块,理解循环的作用。
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