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1、第5课机器人传感器一、教材分析本课是在前几课学习的基础上,深入实践,通过对传感器的学习,最终达到利用灰度传感器测灰度值的结果,体会传感器的工作方式。结合实践操作教师帮助学生理解传感器知识,所涉及的知识点有:传感器的概念、传感器的类别、传感器的工作方式。在“学生机器人平台”软件中,重点学习传感器的设置、条件循环语句的编写以及在运行过程中对脚本的修改与优化。为了凸显这些知识点的用途,让学生更有兴趣地掌握学习内容,可采取玩中学、学中玩的形式,在实践层面理解知识,建立相应的知识框架,为今后学习打下坚实的基础。二、学情分析本课教学对象是六年级的学生,对机器人知识有着浓厚兴趣,并具备一定的合作探究能力。学
2、生在之前学习中对机器人基础知识已经有了初步了解,认识了“学生机器人平台”软件,并能实践操作完成机器人前进、后退、转弯等程序编写。本课中教师应注重理论与实践的结合,采取分组学习的方式,在合作过程中,循序渐进,编写程序,实现学生对灰度值的检测,体会到传感器的作用。三、教学目标与要求1 .能够初步了解传感器的基本概念,认识机器人常用传感器。2 .能结合实际问题,掌握用灰度传感器测光值的过程,并根据模拟运行或实际运行结果对程序进行调试修改,体会传感器的工作原理。3 .理解传感器在机器人中的重要意义,由此培养学生处理、加工、应用信息的能力。四、教学重点与难点1 .重点:了解传感器的工作原理。2 .难点:
3、传感器是如何在机器人上发挥作用的。五、教学方法与手段讲授法、实验法、小组合作,任务驱动法。六、课时安排安排1课时。七、教学准备教学课件、各类传感器器材、学生机器人平台软件、广播教学软件等。八、教学过程(一)复习导入展示学生上节课机器人行走作品。师生讨论提出疑问:机器人如果在行走过程中遇到障碍,有什么办法能够实现自动避障呢?(师生共同讨论解决,引出传感器。)教师:在生活中,传感器的应用无处不在,例如自动开关的宾馆大门,自动开关的楼梯走道灯、汽车中的安全气囊,都是传感器在发挥作用。今天,我们就来学习这种奇妙的工具。(板书:机器人传感器。)【设计意图】利用旧知引入新知,帮助学生形成必要的知识铺垫,通
4、过举例生活中常见的传感器使用场景,使学生更进一步体会到传感器在生活中的广泛作用,为后续学习打下基础。(二)新知探究1 .活动一:了解传感器的概念与分类。活动要求:(1)自学教材第27页至第28页,说说什么是传感器,常见传感器有哪些?(2)教师展示常见传感器图片,分类演示实物,光感一灰度、红外;触碰一障碍物;温度一感温;声音一麦克风,进一步帮助学生认识传感器。(3)师生共同总结传感器定义:传感器是一种能够感受和测量信息的电子器件。(4)利用知识迁移,借助人类器官类比,进一步了解传感器的功能:传感器是机器人的重要组成部分,它是机器人的“器官”,和人类的器官功能相似。机器人通过传感器,感受外界的信息
5、,并做出相应的反应。【设计意图】构建传感器的背景知识,并利用人类器官的类比关系,引起知识迂移。2 .活动二:分小组合作探究,每组研究一种传感器,深入了解传感器的作用。活动要求:(1)教师引导带领学生认识机器人的传感器,按功能划分为不同类型,探索其中最重要的几种类型:灰度传感器红外传感器触碰传感器(2)学生观察实物,教师引导学生观察外形的不同。(3)学生以小组为单位,根据教师提供的学习指南,操作传感器,每组选择一种传感器,并探索其中的工作原理。(4)分小组汇报演示传感器,带领全班学生进一步体会不同传感器的功能。【设计意图】通过对比,帮助学生更深入理解传感器的定义,分小组实践,将理论与实际操作结合
6、,进一步熟悉了解传感器。3 .活动三:以灰度传感器为例,编写程序,感受传感器的工作方式。活动要求:(1)小组合作尝试在“学生机器人平台”软件系统设置中对传感器进行设置。执行“系统设置”“传感器设置”命令,设置通道1、通道2、通道3为“灰度传感器”。(2)教师指导学生编写程序,着重讲解循环语句的编写以及各项属性的设置。添加一个“条件循环”控件T添加一个“灰度传感器”控件:设置属性为“灰度传感器(3通道)”T添加“液晶显示”控件,设置“第一行设置”的“显示变量”为“灰度传感器(3通道)”。(3)保存程序。【设计意图】借助“学生机器人平台”软件,通过对传感器设置、程序编写,了解编程常用语言,体会机器
7、人技术与程序设息息相关,为实现灰度传感器测数值提供程序支持,为下一步实验做铺垫。4 .活动四:将程序下载到机器人主板芯片,启动机器人,实际感受传感器工作的方式。活动要求:(1)编译程序,用下载线将计算机与学生机器人主板接口连接,将程序下载到学生机器人的主板芯片。(2)教师演示启动机器人,记录在不同颜色上的灰度值。(3)学生分小组尝试,自我练习实践。【设计意图】在具体的实验中,让学生感受机器人中的传感器的重要作用。以实例来验证工作过程,都助学生理解机器人的工作流程。(三)总结提升活动:师生讨论,结合生活实际,大胆创新假设,传感器还能发挥怎样的作用。活动要求:师生讨论:(1)通过传感器测光值的活动,你有什么收获?你还希望让机器人做哪些动作?(2)你能画出机器人运动的一般流程图,并给予一定的说明吗?(3)请你设计,你会给机器人安装哪些传感器呢?它们各有哪些作用呢?【设计意图】通过进一步讨论,梳理机器人运动的一般流程,鼓励学生大胆假设,思考机器人传感器还可以有哪些拓展,为后续学习打下基础。