《机器人沿线行走（第一课时）》教学设计
盐城市聚亨路小学焦小明
【教材分析】
本课是机器人基础知识、机器人行走、传感器使用基础之上的后续课程，是机器人教学中一节比较难的课。

本课要用到传感器的使用，电机的使用，变量的使用，条件循环程序设计和分支结构的程序设计，是一节机器人知识集中使用的一节课。

由于本课容量较大，要讲透所以的知识点需要至少两课时。

传感器、电机的使用，条件循环和分支结构程序设计作为第一课时，具体而言，第一课时讲机器人沿线行走的前三种情况（直走、左偏、右偏）；变量的使用，具体而言，第二课时讲机器人行走的后两种情况（完全左偏、完全右偏）。

第一课时中传感器数值的理解、分支结构的条件、电机的转动等环节难度较大。

【学情分析】
学习本课要建立在前几节课：机器人的行走、传感器的使用等课程的基础之上，学生还要掌握好传感器的数值理解、分支结构的条件、电机的转动等知识要点，课堂容量偏大。

学生对沿线行走的兴趣很大，教师但要引导好，把环节细化，把内容讲透，否则学生容易产生浮躁心理，程序编写容易出错。

【教学目标】
知识与技能：
让学生了解机器人可以沿线行走；让学生了解灰度传感器的使用，感受灰度传感器的数值；设计分支结构的程序，了解机器人行走的五种情况（在线上、左偏、右偏、完全左偏、完全右偏）。

过程与方法：
让学生通过感受、测试、分析等方法，掌握灰度传感器的使用和分支结构程序的条件判断。

情感态度与价值观：
让学生感受到机器人的智能，感受到机器人沿线行走在生活中的重要应用。

【重点难点】
重点：灰度传感器的使用，行走程序的设计。

难点：灰度传感器数值的理解，五种行走情况的条件判断。

【教学策略与手段】
通过课件演示、学生自主探究灰度数值、教师演示、在观察模仿的基础上逐步完成和完善程序等教学策略，学生逐步深化对灰度值、分支条件、和电机转动等知识点的认识，进而完善自己的程序。

【教学过程】
一.导入
从机器人行走入手，回忆机器人行走与电机转动的关系。

观看机器人沿直线行走的视频，了解和体会机器人如何沿以下几种类型的线走。

师：这几个机器人是如何行走的？
师：机器人如何找到线的？
课件展示灰度感应器，灰度感应器如何感应到线的。

2个灰度传感器
设计意图：以上导入有三个小环节，即复习机器人运动的方式、观看机器人沿线走的视频、揭示灰度传感器。

通过这三个环节，学生既能回忆电机的运转方式，又能感受到本节课机器人行走方式的不同，从而产生浓厚的学习兴趣。

二.深入研究
活动1：灰度传感器的试用。

学生和教师用灰度感应器获取线上、线下的灰度值，确定灰度值的分界点。

师：我们在上节课已经初步了解了灰度传感器，谁能试试编写实时显示两个灰度传感器数值的程序。

完成表1：
灰度1传感器数值灰度2传感器数值
传感器在白色上
传感器在黑色上
在白色上面的数值□在黑色上面的数值（填写>、=、<），
在白色上和在黑色上大概以数值区分。

设计意图：以传感器的知识为依托，以表格为支架，学生自主探究灰度传感器在线上和线下数值的不同，理解数值的含义，为分支结构程序的条件设置做好准备。

教师板书灰度传感器数值的分界值：大约450。

课件展示机器人在走线过程中的五种情况，今天研究其中的三中情况：在线上，左偏，右偏。

师：我们先来研究第一种情况，在线上。

我们先做点准备，看表2。

如果同时符合左电机右电机
灰度传感器1 灰度传感器2
在线上
活动2：研究在线上的情况，分析条件，并完成在线上的程序。

课件出示
表2：
如果同时符合左电机右电机
灰度传感器1 灰度传感器2
在线上<450 <450 正转速度15 正转速度15
教师编写程序：
学生将在直线上的程序完成。

设计意图：本环节教师讲解的比重比较高。

在程序设计的环节，教师讲解、学生模仿的方法仍然是比较高效的。

通过分析和模仿，学生迅速了解在线上的条件、在线上电机的操作，最终模仿完成程序。

活动3：
分析左偏和右偏的情况，
课件出示：
学生自主探究，用机器人在学习纸上测试，得出数据完成表格2。

如果同时符合左电机右电机
灰度传感器1 灰度传感器2
在线上<450 <450 正转速度15 正转速度15
左偏>450 <450 正转速度15 停止
右偏
请学生上教师机演示程序编写。

学生自己完成程序。

设计意图：从学生探究数据，教师编写程序，逐步转化成学生探究数据，个别学生模仿完成程序。

学生从模仿中逐步熟悉条件的分析方法和程序设计的方法。

活动4：
课件出示：
仍然是让学生先探究完成表2。

如果同时符合左电机右电机
灰度传感器1 灰度传感器2
在线上<450 <450 正转速度15 正转速度15
左偏>450 <450 正转速度15 停止
右偏<450 >450 停止正转速度15 同学们对照右偏的条件分析和电机操作，完成右偏的程序。

设计意图：与前两个环节形成模仿——尝试——使用的模式，通过前期的模仿，学生已经能够熟练掌握条件的分析方法、电机的操作方法和程序设计的方法，这时让学生动手自主设计程序，大部分学生已经能驾驭分支程序的编写和条件的设置。

三.程序完善、编译运行
师：今天我们先来研究机器人走弧度较小、较稳定的情况。

出示圆形线路。

师：对于简单的、弧度较小的线路，我们用今天学习的三种情况就能解决问题。

学生动手编译下载程序，按完成的先后顺序到线路上测试程序，学生排队。

教师挑选有问题
的学生纠正程序错误。

学生整队测试机器人，测试成功的给一颗星。

没有成功的回到座位上修改程序。

设计意图：学生对自己编写的程序需要实际检测。

此环节既能让学生体会到成功的喜悦，也能让学生感觉到信息技术的魅力。

教师将有问题的程序集体讨论其中存在的问题，也可以让学生自己发现问题，自己讲解原因，这样能让学生发现一些常见的错误。

四.拓展
师总结：我们的程序还不够完整，在解决一些会出现完全偏离的线路的时候，我们还要添加两段程序。

课件展示其他弧度较大的线路，介绍后两种情况，完全左偏和完全右偏。

五.总结
介绍机器人沿线行走在生活中的应用，如：亚马逊机器人仓库运输，无人驾驶车辆等，提高学生对本课的认识，感受机器人沿线行走的优点。