第9－10課時搭建巡邏機器人教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課教材主要介紹利用巡線傳感器（即光電傳感器、光線傳感器、灰度傳感器等）來設(shè)計一種能識別道路，沿著事先規(guī)劃好的線路行走的機器人，完成機器人自動巡邏等任務(wù)。每個麥昆機器人小車的底部都裝有兩個巡線傳感器，就像機器人的眼睛，能識別道路，指引機器人沿著黑線前進。機器人巡線的算法與使用機器人底部傳感器的數(shù)量有關(guān)。本節(jié)課主要介紹單巡線巡線傳感器之間的距離差為佳。步構(gòu)建機器人知識體系。教學(xué)對象分析機器人巡線是智能機器人中最為基本的任務(wù)之一，很多青少年機器人比賽都要求機器人有巡線的功能。這是一個全新的知識領(lǐng)域，內(nèi)容比較難理解，實驗又極具挑戰(zhàn)性。八年級的學(xué)生活潑、好動、好奇心強、易于接受新事物，教師要創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景，充分調(diào)動他們的學(xué)習(xí)興趣。通過搭建比賽場地，用比賽活動活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生參與的熱情，鼓勵學(xué)生迎難而上，不拋棄，不放棄，在比賽中完成課堂任務(wù)。序控制機器人完成更多的任務(wù)。教學(xué)目標巡線傳感器的工作原理。應(yīng)用巡線傳感器判斷路況。單巡線傳感器巡線的工作原理。雙巡線傳感器巡線的工作原理。機器人巡線任務(wù)的設(shè)計與完成。教學(xué)重點和難點教學(xué)重點。單、雙巡線傳感器巡線的工作原理。教學(xué)難點。機器人巡線任務(wù)的設(shè)計與完成。教學(xué)方法解什么是巡線機器人。教學(xué)方法講授法：講述巡線傳感器巡線的工作原理。完成簡單任務(wù)，學(xué)有余力的學(xué)生完成要求層次高的任務(wù)。交流、評價法：展示學(xué)生的活動成果，鼓勵學(xué)生參與評價。比賽法：組織學(xué)生參與課堂比賽，激發(fā)學(xué)生斗志教學(xué)準備教學(xué)環(huán)境：計算機網(wǎng)絡(luò)教室、互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境、轉(zhuǎn)播控制系統(tǒng)。資源準備：資源包（有關(guān)開源硬件應(yīng)用的文字資料、各種源硬件圖片、課件、學(xué)生作品模板等。驗器材準備：麥昆機器人若干臺（含超聲波傳感器地圖一張。教學(xué)過程9教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖播放視頻《巡邏機器人《巡線 觀看視頻，了 通過視頻機器人《安保巡邏機器人。 解巡線機器人。 人，創(chuàng)設(shè)情境，為提問；巡邏機器人和救援機器 對比兩種機器后續(xù)的主題學(xué)習(xí)人有什么區(qū)別？救援機器人通過超聲波人，回答問題。 好鋪墊，并突出創(chuàng)設(shè)情境，傳感器避障，但走路方向很難控制。而 節(jié)課的知識點導(dǎo)入新課 巡邏機器人能夠自動按照指定線路行走，行走方向明確。請小組長分發(fā)機器人套件和測 領(lǐng)取機器人試場地。引導(dǎo)學(xué)生找到并觀察麥昆小車件，觀察巡線傳感底部巡線傳感器。 器特征。認識巡線傳感器

展示并講解巡線傳感器圖片，巡認真傾聽，觀教師通過課線傳感器一般裝在機器人小車下方，一察巡線傳感器的特展示巡線傳感器輛小車可能有幾個，距離地面約為1厘征。 讓學(xué)生對巡線傳米，每個巡線傳感器有一個紅外發(fā)射器 器有感性的認識和一個紅外接收器。 提高辨別能力。講解巡線傳感器的原理。深色反認真傾聽。通過教師射弱，淺色反射強。當(dāng)?shù)孛鏋楹谏蛏?解，讓學(xué)生對巡線色時，紅外線會被吸收或無法被反射， 傳感器的工作原理導(dǎo)致接收器接收不到紅外信號，傳感器 有初步的了解輸出數(shù)值為0；當(dāng)?shù)孛鏋榘咨驕\色時，紅外線會被反射，接收器接收到紅外信號，傳感器輸出數(shù)值為1。引導(dǎo)學(xué)生連接設(shè)備，放好實驗場 在教師的引導(dǎo) 教師引導(dǎo)地，進行傳感器測試。找到麥昆小車底下，動手按照教材生，養(yǎng)成良好的編部標注為Line-LP13的巡線傳感器，把的方法，測試左邊程習(xí)慣：每拿到一動手實踐它準確地安放在場地的黑線上方，按照巡線傳感器。 種新的傳感器，1：連接與教材P52的方法，編寫程序。正常情 要編寫一個簡單調(diào)試巡線傳況，在黑線上時，LED顯示0，不在黑線 程序進行功能性測感器 上時，LED顯示1。 試。2．換另一個傳感器（Line-R 動手測試右P14，重復(fù)上面操作。提醒學(xué)生，如果的巡線傳感器。數(shù)值都沒有變化，說明傳感器可能有問題，應(yīng)報告老師更換。介紹單巡線傳感器的原理。展示觀看課件，傾教師先講解單巡線原理圖，用左右巡線傳感器中的聽講解。巡線的原理，再任何一個控制機器人自動巡線前進，不 合演示講解，幫脫離黑線所在的區(qū)域。當(dāng)巡線傳感器檢 學(xué)生理解程序。測到黑線的時候，左電機以一定速度轉(zhuǎn) 通過比賽，動手實踐動，右電機停止不動或以明顯低于左電 發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，2：設(shè)計單機的速度轉(zhuǎn)動；當(dāng)巡線傳感器未檢測到 促進學(xué)生合作探巡線傳感器黑線的時候，右電機以一定速度轉(zhuǎn)動， 究，活躍課堂氣的巡邏機器左電機停止不動或以明顯低于右電機的 氛人 速度轉(zhuǎn)動。按照教材P53的程序，邊演示邊 觀看演示傾講解程序的算法。 講解，模仿操作3．在講臺附近，可以用黑色的膠布 以小組為單位設(shè)置一個比較大的場地，讓測試完的學(xué)在比賽場地上調(diào)生在這個場地上比賽，看誰的小車走得出現(xiàn)問題，討論又快又穩(wěn)。 決。實踐創(chuàng)新器、LED燈等器件讓巡邏機器人遇到障任務(wù)。的綜合運用能力。礙時會自動停止。點。10教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動設(shè)計意圖1．演示、講解單巡線機器人的工傾聽講解，觀回顧上一節(jié)序。提問：單巡線機器人走起路來有什識，回答問題。交做準備，同時自知識回顧，么特點？ 流討論，踴躍發(fā)而然地引出這節(jié)導(dǎo)人課程2．引導(dǎo)學(xué)生交流討論：如何讓機言。 的內(nèi)容。器人走路更流暢一點。請組長分發(fā)機器人小車和測試 領(lǐng)取實驗器材場地。引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P55，展示 學(xué)生先閱讀材 先學(xué)后教，讓雙巡線機器人的巡線圖片，根據(jù)可能出料，再傾聽教師講學(xué)生感知知識，有現(xiàn)的四種情景，分析巡線原理。（1）兩個傳感器都識別到黑色，解，理解雙巡線的原理。助于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、說明機器人可以前進。解決問題的能力，動手實踐：（2）左邊傳感器識別到白色，右在解決問題的過程設(shè)計雙巡線傳感器的巡邊傳感器識別到黑色，說明機器人需要右轉(zhuǎn)。中掌握操作技巧。邏機器人（3）右邊傳感器識別到白色，左邊傳感器識別到黑色，說明機器人需要左轉(zhuǎn)。（4）左邊右邊傳感器都識別到白色，停止。 以小組為單位 學(xué)生通過編2．連接設(shè)備，打開Mind＋平臺，動手編程。根據(jù)場實踐，不斷調(diào)試按照教材P57～59的操作提示，編程調(diào)地修改程序，讓機提高解決實際問題試。引導(dǎo)學(xué)生對比單巡線機器人和雙巡器人走得更順暢一的能力。（超聲波傳感器、聲波傳感器、溫度傳位，交流討論，學(xué)已學(xué)到的知識，完實踐創(chuàng)新感器）進一步提升巡邏機器人的巡邏功會編寫程序，完成成任務(wù)，提高知識能。 任務(wù)。的綜合運用能力。線機器人的行走原理。 點。1．（超聲波傳感器、聲波傳感器、溫度傳位，交流討論