掃地機(jī)器人【教材分析】基于傳感器的機(jī)器人的學(xué)習(xí)和應(yīng)用是隨著信息技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生的教學(xué)內(nèi)容。本課從生活出發(fā)，將掃地機(jī)器人作為教學(xué)內(nèi)容，綜合應(yīng)用傳感器和舵機(jī)的相關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)避障和清掃操作的掃地機(jī)器人。教學(xué)內(nèi)容主要分為任務(wù)分析、模塊搭建和程序編寫與運(yùn)行。教師在教學(xué)時(shí)可以先讓學(xué)生觀察掃地機(jī)器人，引導(dǎo)學(xué)生分析設(shè)計(jì)掃地機(jī)器人的任務(wù)，再展開教學(xué)。掃地機(jī)器人的學(xué)習(xí)是在超聲波傳感器實(shí)踐應(yīng)用的基礎(chǔ)上展開的，主要要求學(xué)生學(xué)習(xí)拼搭舵機(jī)，再結(jié)合已學(xué)的避障程序進(jìn)行舵機(jī)程序的添加，因此建議通過(guò)遷移應(yīng)用實(shí)踐于課堂。【學(xué)情分析】根據(jù)皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律可知，六年級(jí)的學(xué)生已經(jīng)具備了一定的邏輯思維能力，能通過(guò)任務(wù)的鋪墊分析掃地機(jī)器人的工作任務(wù)。學(xué)生在本課之前的學(xué)習(xí)中，已經(jīng)接觸了實(shí)體機(jī)器人的應(yīng)用，編寫掃地機(jī)器人的腳本尚在學(xué)生的實(shí)踐能力范圍內(nèi)。但本課加入了舵機(jī)的拼搭和使用，這對(duì)學(xué)生的操作能力又提高了一個(gè)要求，可以結(jié)合學(xué)生的實(shí)踐探究和教師的搭建分享展開學(xué)習(xí)。【教學(xué)目標(biāo)與要求】理解“如果那么否則”語(yǔ)句的含義，學(xué)會(huì)拼搭掃地機(jī)器人，理解超聲波測(cè)距傳感器的應(yīng)用原理，完成避障程序搭建。通過(guò)分析掃地機(jī)器人的任務(wù)，體驗(yàn)思維和分析的過(guò)程，初步掌握問(wèn)題分析的基本方法。通過(guò)掃地機(jī)器人功能的實(shí)現(xiàn)，感受機(jī)器人的可實(shí)踐性，感受信息技術(shù)發(fā)展的變化，形成樂(lè)學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度，產(chǎn)生了解技術(shù)發(fā)展的愿望?！窘虒W(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】重點(diǎn)：理解“如果那么否則”語(yǔ)句。難點(diǎn)：理解避障程序和清掃程序的順序關(guān)系。【教學(xué)方法與手段】本課采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，讓學(xué)生在有引導(dǎo)的教學(xué)環(huán)境中圍繞任務(wù)進(jìn)行分解，在小組討論的過(guò)程中進(jìn)行知識(shí)遷移，運(yùn)用已有知識(shí)不斷優(yōu)化分解的各個(gè)任務(wù)，最終整合實(shí)現(xiàn)掃地機(jī)器人的任務(wù)效果?！菊n時(shí)安排】安排1課時(shí)?！窘虒W(xué)準(zhǔn)備】教學(xué)課件、教師用演示文稿和學(xué)生用演示文稿。【教學(xué)過(guò)程】教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖一、情景導(dǎo)入師：同學(xué)們，今天老師到家看到了這樣的場(chǎng)景！（出示圖片）怎么辦？工作一天已經(jīng)很累了，我想偷個(gè)懶，能有個(gè)機(jī)器人幫幫我嗎？生提出讓機(jī)器人來(lái)清潔。師：對(duì)呀！有掃地機(jī)器人，商場(chǎng)里看到過(guò)很多呢！其實(shí)我們也能自己來(lái)設(shè)計(jì)掃地機(jī)器人，今天跟著老師一起來(lái)學(xué)習(xí)掃地機(jī)器人?。ò鍟簰叩貦C(jī)器人）通過(guò)提出生活實(shí)踐中的問(wèn)題，讓學(xué)生初步形成解決問(wèn)題的意識(shí)，并揭示主題“掃地機(jī)器人”的搭建。二、實(shí)踐探究1.項(xiàng)目分析。師：掃地機(jī)器人要有些什么功能？（學(xué)生回答，提出需要有避障和清掃的功能）師：那你能說(shuō)說(shuō)有這樣功能的機(jī)器人是怎么運(yùn)作的嗎？生：測(cè)距—距離大—前進(jìn)—清掃，距離小—后退—轉(zhuǎn)彎。（教師結(jié)合分析列出流程圖）師：按這樣的過(guò)程我們就可以實(shí)現(xiàn)掃地機(jī)器人了！搭建掃地機(jī)器人模塊。師：我們接著就要拼搭掃地機(jī)器人！我們用小車控制前進(jìn)，再把測(cè)距的超聲波傳感器安裝上，那用什么清掃呢？（演示部分拼搭，提出清掃工具的選擇）師：我們就把清掃工具用舵機(jī)連接起來(lái)，這樣當(dāng)舵機(jī)左右轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，就可以實(shí)現(xiàn)清掃的功能了。（教師演示機(jī)器的搭建，學(xué)生模仿操作，完成掃地機(jī)器人的搭建）通過(guò)項(xiàng)目分析將掃地機(jī)器人的任務(wù)具體化、直觀化，讓操作任務(wù)更簡(jiǎn)單。2.通過(guò)教師的演示，規(guī)范模塊拼搭的方法，減少因搭建造成的任務(wù)困難。三、操作實(shí)練1.編寫機(jī)器人避障程序。師：掃地機(jī)器人前進(jìn)的過(guò)程中還有哪兩部分運(yùn)動(dòng)？生：機(jī)器人在前進(jìn)的過(guò)程中的避障和清掃。師：那我們就把兩個(gè)分開看。我們先看避障。避障怎么做？提示，聯(lián)系超聲波傳感器的測(cè)速功能，誰(shuí)能對(duì)照流程圖說(shuō)說(shuō)避障的過(guò)程？（老師提前測(cè)值并填在流程圖）生：機(jī)器人測(cè)距，當(dāng)它值小于20cm的時(shí)候，機(jī)器人左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速200，當(dāng)值大于等于20cm的時(shí)候，機(jī)器人前進(jìn)，轉(zhuǎn)速為100。師：很好，那在這里，老師可不可以換個(gè)說(shuō)法，如果小于20cm，那么機(jī)器人轉(zhuǎn)動(dòng)，否則機(jī)器人前進(jìn)？生：可以。師：老師用到了一個(gè)新的語(yǔ)句“如果那么否則”，你能在軟件中找到嗎？請(qǐng)你試試將避障程序搭建成功。（學(xué)生指出控件，并搭建初步腳本）編寫機(jī)器人掃地動(dòng)作。師：機(jī)器人還有一個(gè)運(yùn)動(dòng)是什么？生：掃地。師：掃地的時(shí)候，小掃把是左右轉(zhuǎn)動(dòng)著掃的，這里我們就用舵機(jī)（演示一半程序），設(shè)置“舵機(jī)接口1紅色5v橘色信號(hào)棕色GND輸出角度為0”，清掃時(shí)要這樣掃，那么輸出角度還要變化為多少？生：180度。師：中間我們添加一個(gè)停頓，才能實(shí)現(xiàn)清掃。組合并優(yōu)化掃地機(jī)器人程序。師：現(xiàn)在你能根據(jù)流程圖將機(jī)器人的兩個(gè)主程序結(jié)合了嗎？生：能！（學(xué)生演示程序混合，教師解決問(wèn)題）（1）添加停頓時(shí)間。（2）兩個(gè)主程序無(wú)需再嵌套。（3）“重復(fù)執(zhí)行”控件必須添加。4.下載并調(diào)試執(zhí)行。師：程序覺得沒問(wèn)題，請(qǐng)你下載到小車試一試吧?。▽W(xué)生操作調(diào)試運(yùn)行，反饋問(wèn)題）任務(wù)化整為零，分段分析降低任務(wù)難度。2.引導(dǎo)學(xué)生對(duì)照流程圖思考程序，掌握基本的邏輯思維方法。通過(guò)語(yǔ)言表達(dá)的轉(zhuǎn)變，提出教學(xué)重點(diǎn)“如果那么否則”語(yǔ)句。4.通過(guò)演示法，明確“舵機(jī)”控件的使用方法，在演示中觸發(fā)學(xué)生的思維，突出舵機(jī)的運(yùn)動(dòng)方式。5.化零為整的程序體驗(yàn)讓學(xué)生輕松完成任務(wù)，體驗(yàn)不斷調(diào)試和優(yōu)化帶來(lái)的改善。四、小結(jié)拓展今天這節(jié)課，我們成功地實(shí)現(xiàn)了掃地機(jī)器人的搭建和程序的編寫，學(xué)會(huì)了一個(gè)新的控件叫作……（生答：“如果那么否則”）學(xué)會(huì)看流程圖，根據(jù)流程圖寫程序，看來(lái)同學(xué)們的邏輯思維棒棒的！更可貴的是，同學(xué)們今天把復(fù)雜的任務(wù)分成了兩個(gè)小任務(wù)再合