2019-2020年小學信息技術第三冊 學生機器人平臺1選修教案 蘇科版.doc

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2019-2020年小學信息技術第三冊 學生機器人平臺1選修教案 蘇科版 ［教學目的與要求］ 1.學習“學生機器人平臺”軟件。 2.初步了解流程圖的設置方式。 3.理解軟件的概念。 4.能夠運行“學生機器人平臺”軟件。 5.幫助學生建立軟件與機器人之間的知識鏈接。 6.激發(fā)學生的學習熱情。 7.嘗試用已有的信息技術手段理解“編程”的意義。 8.嘗試運行、設置編程軟件。 ［課時安排］ 建議安排2 課時。 ［教學重點與難點］ 1.重點：學習“學生機器人平臺”軟件。 2.難點：流程圖的設置方式。 ［教材分析與教法建議］ 1．教材的地位與作用 本課基于原有機器人知識的基礎上，介入編程軟件，讓學生了解到“學生機器人平臺”的重要意義。因此，本課的學習屬于理論性與實踐性相結合的環(huán)節(jié)。 在本課的教學中，學生接觸到流程圖的學習和設置，在今后的學習中起到了基礎性的作用，顯得尤為重要。在教師的教學中，要秉承打好基礎的原則，為學生提供正確嚴謹?shù)慕虒W環(huán)節(jié)，為今后的學習提供便利。 2．教學方法指導 在學生機器人平臺的學習中，教師要幫助學生學會利用資源學習、意義建構的學習、自主學習、進行非線性的跨越式學習、理解流程圖利用流程圖的學習。教師可以在教學中設置相應的問題，讓學生帶著問題思考，順著問題學習，使得知識能夠順暢地進入學生的認知體系，為今后的實踐提供保證。 ［參考資料］ 1.學生機器人編程軟件一般采用流程圖模式編程。流程圖由基本模塊來構建，基本模塊包括輸出執(zhí)行模塊、信號輸入模塊、流程控制模塊三部分，每一個圖形模塊都可以完成一定的功能，只要按邏輯連接這些模塊可以很快的完成一個程序的編寫，通過畫流程圖的方式，實現(xiàn)對某一特定機器人的編程。從而使機器人根據(jù)周圍的環(huán)境執(zhí)行相應的動作，如：前進、后退、轉彎、加速、減速等。流程圖支持全局變量、簡單表達式、復合條件判斷、循環(huán)等。 軟件采用了面向對象的程序設計方法，每種控件作為一個類對象，描述了此控件的類型、位置、連接屬性、節(jié)點的設置屬性等信息以及對各種屬性改變的方法。利用這些方法，可以方便的對每個節(jié)點對象的屬性更新和對象位置的移動等各種操作。 2.軟件特點： （1） 圖形化編程，直觀、易于學習和操作。 （2）編輯、編譯、程序下載到主控芯片的集成開發(fā)環(huán)境。 （3）屏蔽軟硬件接口部分，降低偏向于硬件的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)難度。 （4）可擴展性強。 ［參考教案］ 1.展示與導入（第一課時） 師：同學們，我們經過了四節(jié)課的學習，你們了解了哪些機器人的知識??？能給我們介紹一下你的感受嗎？ 學生：回憶自己的學習過程，并討論自己的學習心得。 師：在上節(jié)課的討論中，有的同學曾經提出，機器人的工作不但依賴傳感器，也要依賴于計算機的編程，這樣機器人才能“健康”地成長。今天就讓我們來學習機器人編程。 (板書課題) 設計意圖：此部分的學習難度較大，學生學習存在一定的障礙，因此在設計教學過程時，因降低部分的難度，使得學習過程順暢。 2. 了解“學生機器人平臺”軟件 師：機器人的運動，不是在機器人本身所制定完成的，它必須要有強大的“后援團”，這個就是“學生機器人平臺”軟件 （打開相應的圖片，介紹幾種機器人平臺） 生：了解新界面。 師：“學生機器人平臺”軟件和我們過去學習過的哪些軟件有相似的地方呢？ （1）FrontPage中網頁的編寫。 （2）Word中的流程圖。 師：它們有哪些相似的地方呢？ （1） 界面類似。 （2） 流程圖的方式相似。 師：它們有哪些不同的地方呢？ （閱讀課本，尋找答案） （教師最后引導總結，幫助學生找到其中的關鍵詞） 設計意圖：全班合作討論的形式，可以最大程度地激發(fā)學生合作學習的熱情。 3. 運行編程軟件（第二課時） 師：實戰(zhàn)開始了，我們要為學生機器人編程了，首先得讓它知道我們的意圖，請觀察以下得流程： （學生觀察教師操作并總結） （1）打開軟件 教師介紹主要的界面。 （2）新建程序 和原有軟件類似之處。 （3）設置系統(tǒng) 講解傳感器和串口的設置方法。 （4）加載圖形控件 講解圖形控件的概念。 （5）設置屬性 以“計算”控件為例。 （6）修改程序 移動、刪除、復制、粘貼等操作 （7）編譯程序 先保存程序，再編譯程序。 （8）下載程序 將機器人主板的接口與計算機接口相連，下載程序，注意“寫入成功”的字樣。 設計意圖：學生學習的難度較大，應留給學生較多時間去適應，幫助學生完成過程；老師作為過程的參與者，以輔導學生為主，不能替代學習。 ４. 嘗試并交流 教師參與注意事項： （1）講解要詳細，速度可調整，可以就共性的問題全班交流，也可以放手讓學生互相交流。 （2）關注學生的反應，及時調整講課的頻率，保證教學效果。 有條件時，讓學生參與到實際過程中去。 設計意圖：此過程開放性較強，學生能夠有足夠的余地發(fā)揮自己的主觀能動性。 ５. 總結 師：今天我們小組合作，完成了一個程序的編寫過程。部分同學還進行了展示。我們還對這些展示的作品進行了交流。大家有什么收獲？ 生：討論學習心得。 師：在煙波浩淼的信息技術中，機器人的編程是應用較多的技術之一，在今后的學習中，我們要常常接觸到它。它是非常可貴的技術，它改變了我們的生活，讓我們身邊多了許多豐富多彩的內容，從今天起，讓我們好好學習，創(chuàng)作出優(yōu)秀的作品，來不斷充實我們的生活！ 設計意圖：學習過程中，旨在幫助學生完成總結性評價，在復習回顧的基礎上完成對知識的整理，以便學生再次深入學習。 附送： 2019-2020年小學信息技術第三冊 學生機器人比賽1教學建議 蘇科版 ［教學目的與要求］ 1.了解沿線追蹤比賽的規(guī)則。 2.了解灰度傳感器的工作原理。 3.學會在系統(tǒng)設置中添加灰度傳感器，學會設置灰度傳感器。 4.學會設置單分支控制控件。 5.以自主探究學習、合作學習的方式，掌握編寫機器人沿軌跡線行走的程序。 6．逐步培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力、探索精神。 7.讓學生在解決問題的過程中體會成功的快樂。 8.利用所學的機器人知識解決現(xiàn)實生活中的應用問題。 ［課時安排］ 建議安排1課時。 ［教學重點與難點］ 學會在系統(tǒng)設置中添加灰度傳感器，學會設置灰度傳感器，學會編程機器人沿軌跡線行走的程序，學會設置單分支控制控件。 ［教材分析與教法建議］ 1．教材的地位與作用 本課涉的內容較多，難度較深，是一節(jié)綜合性較強的課。首先讓學生了解灰度傳感器的工作原理，進而設計沿軌跡線行走的程序。讓學生明白機器人是怎樣知道自己是往左偏還是往右的偏的。當機器人偏左或偏右時，提醒學生解決的方法是控制直流電機的轉彎程序。機器人在運行過程中由于慣性會沖出軌跡線，在程序中設置變量max來標志機器人是從左偏出還是從右偏出，然后強行讓機器人左轉彎或右轉彎。 可以通過學生合作學習的方法，一起來討論機器人在沿軌跡線行走時遇到問題的解決方案。在調試的過程中，讓學生明白相同的程序對于不同的機器人，其執(zhí)行的過程也不一樣，要調試出符合自己需要的機器人程序。 教材中對“編寫程序”中的第二步“測量場地和軌跡線的感光值”只是一筆帶過，教師應說明測量場地和軌跡線的感光值的作用，并演示如何進行測量，使學生對于本課知識有更系統(tǒng)的認識。 2.教學方法指導 本課可以采用自主探究法、任務驅動法組織教學。 ［參考資料］ 灰度傳感器主要用來檢測地面的顏色深淺，根據(jù)光敏電阻對不同顏色的檢測面對光的反射程度不同則其阻值變化的原理進行檢測。它由一只發(fā)光二極管和一只光敏電阻安裝在同一面上，在有效的檢測距離內，發(fā)光二極管發(fā)出光照射在檢測面上，通過檢測面反射回來，落在光敏二極管上，由于照射在它上面的光線強弱的影響，在反射光線很弱（即檢測面為深色）時，光敏二極管的阻值很大，一般為幾KΩ～幾百KΩ；在反射光線很強（即檢測面顏色很淺）幾乎全部反射時，光敏二極管的阻值很小，一般為幾十Ω。 注意事項： 外界光線的強弱對灰度傳感器的影響非常大，會直接影響到檢測效果，因此要注意避免外界光的干擾。 反射面的材質不同也會引起返回值的差異。 測量的準確性與傳感器到發(fā)射面的距離是有直接關系的。在機器人運動時機體的震蕩同樣會影響其測量精度