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2019-2020年小學(xué)信息技術(shù)第三冊(cè) 學(xué)生機(jī)器人平臺(tái)1選修教案 蘇科版 ［教學(xué)目的與要求］ 1.學(xué)習(xí)“學(xué)生機(jī)器人平臺(tái)”軟件。 2.初步了解流程圖的設(shè)置方式。 3.理解軟件的概念。 4.能夠運(yùn)行“學(xué)生機(jī)器人平臺(tái)”軟件。 5.幫助學(xué)生建立軟件與機(jī)器人之間的知識(shí)鏈接。 6.激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。 7.嘗試用已有的信息技術(shù)手段理解“編程”的意義。 8.嘗試運(yùn)行、設(shè)置編程軟件。 ［課時(shí)安排］ 建議安排2 課時(shí)。 ［教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)］ 1.重點(diǎn)：學(xué)習(xí)“學(xué)生機(jī)器人平臺(tái)”軟件。 2.難點(diǎn)：流程圖的設(shè)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(jī)器人知識(shí)的基礎(chǔ)上，介入編程軟件，讓學(xué)生了解到“學(xué)生機(jī)器人平臺(tái)”的重要意義。因此，本課的學(xué)習(xí)屬于理論性與實(shí)踐性相結(jié)合的環(huán)節(jié)。 在本課的教學(xué)中，學(xué)生接觸到流程圖的學(xué)習(xí)和設(shè)置，在今后的學(xué)習(xí)中起到了基礎(chǔ)性的作用，顯得尤為重要。在教師的教學(xué)中，要秉承打好基礎(chǔ)的原則，為學(xué)生提供正確嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)環(huán)節(jié)，為今后的學(xué)習(xí)提供便利。 2．教學(xué)方法指導(dǎo) 在學(xué)生機(jī)器人平臺(tái)的學(xué)習(xí)中，教師要幫助學(xué)生學(xué)會(huì)利用資源學(xué)習(xí)、意義建構(gòu)的學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、進(jìn)行非線性的跨越式學(xué)習(xí)、理解流程圖利用流程圖的學(xué)習(xí)。教師可以在教學(xué)中設(shè)置相應(yīng)的問題，讓學(xué)生帶著問題思考，順著問題學(xué)習(xí)，使得知識(shí)能夠順暢地進(jìn)入學(xué)生的認(rèn)知體系，為今后的實(shí)踐提供保證。 ［參考資料］ 1.學(xué)生機(jī)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(gòu)建，基本模塊包括輸出執(zhí)行模塊、信號(hào)輸入模塊、流程控制模塊三部分，每一個(gè)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(gè)程序的編寫，通過畫流程圖的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)某一特定機(jī)器人的編程。從而使機(jī)器人根據(jù)周圍的環(huán)境執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，如：前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎、加速、減速等。流程圖支持全局變量、簡(jiǎn)單表達(dá)式、復(fù)合條件判斷、循環(huán)等。 軟件采用了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法，每種控件作為一個(gè)類對(duì)象，描述了此控件的類型、位置、連接屬性、節(jié)點(diǎn)的設(shè)置屬性等信息以及對(duì)各種屬性改變的方法。利用這些方法，可以方便的對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)象的屬性更新和對(duì)象位置的移動(dòng)等各種操作。 2.軟件特點(diǎn)： （1） 圖形化編程，直觀、易于學(xué)習(xí)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(kuò)展性強(qiáng)。 ［參考教案］ 1.展示與導(dǎo)入（第一課時(shí)） 師：同學(xué)們，我們經(jīng)過了四節(jié)課的學(xué)習(xí)，你們了解了哪些機(jī)器人的知識(shí)啊？能給我們介紹一下你的感受嗎？ 學(xué)生：回憶自己的學(xué)習(xí)過程，并討論自己的學(xué)習(xí)心得。 師：在上節(jié)課的討論中，有的同學(xué)曾經(jīng)提出，機(jī)器人的工作不但依賴傳感器，也要依賴于計(jì)算機(jī)的編程，這樣機(jī)器人才能“健康”地成長(zhǎng)。今天就讓我們來學(xué)習(xí)機(jī)器人編程。 (板書課題) 設(shè)計(jì)意圖：此部分的學(xué)習(xí)難度較大，學(xué)生學(xué)習(xí)存在一定的障礙，因此在設(shè)計(jì)教學(xué)過程時(shí)，因降低部分的難度，使得學(xué)習(xí)過程順暢。 2. 了解“學(xué)生機(jī)器人平臺(tái)”軟件 師：機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，不是在機(jī)器人本身所制定完成的，它必須要有強(qiáng)大的“后援團(tuán)”，這個(gè)就是“學(xué)生機(jī)器人平臺(tái)”軟件 （打開相應(yīng)的圖片，介紹幾種機(jī)器人平臺(tái)） 生：了解新界面。 師：“學(xué)生機(jī)器人平臺(tái)”軟件和我們過去學(xué)習(xí)過的哪些軟件有相似的地方呢？ （1）FrontPage中網(wǎng)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(dǎo)總結(jié)，幫助學(xué)生找到其中的關(guān)鍵詞） 設(shè)計(jì)意圖：全班合作討論的形式，可以最大程度地激發(fā)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的熱情。 3. 運(yùn)行編程軟件（第二課時(shí)） 師：實(shí)戰(zhàn)開始了，我們要為學(xué)生機(jī)器人編程了，首先得讓它知道我們的意圖，請(qǐng)觀察以下得流程： （學(xué)生觀察教師操作并總結(jié)） （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(shè)置系統(tǒng) 講解傳感器和串口的設(shè)置方法。 （4）加載圖形控件 講解圖形控件的概念。 （5）設(shè)置屬性 以“計(jì)算”控件為例。 （6）修改程序 移動(dòng)、刪除、復(fù)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(jī)器人主板的接口與計(jì)算機(jī)接口相連，下載程序，注意“寫入成功”的字樣。 設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生學(xué)習(xí)的難度較大，應(yīng)留給學(xué)生較多時(shí)間去適應(yīng)，幫助學(xué)生完成過程；老師作為過程的參與者，以輔導(dǎo)學(xué)生為主，不能替代學(xué)習(xí)。 ４. 嘗試并交流 教師參與注意事項(xiàng)： （1）講解要詳細(xì)，速度可調(diào)整，可以就共性的問題全班交流，也可以放手讓學(xué)生互相交流。 （2）關(guān)注學(xué)生的反應(yīng)，及時(shí)調(diào)整講課的頻率，保證教學(xué)效果。 有條件時(shí)，讓學(xué)生參與到實(shí)際過程中去。 設(shè)計(jì)意圖：此過程開放性較強(qiáng)，學(xué)生能夠有足夠的余地發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性。 ５. 總結(jié) 師：今天我們小組合作，完成了一個(gè)程序的編寫過程。部分同學(xué)還進(jìn)行了展示。我們還對(duì)這些展示的作品進(jìn)行了交流。大家有什么收獲？ 生：討論學(xué)習(xí)心得。 師：在煙波浩淼的信息技術(shù)中，機(jī)器人的編程是應(yīng)用較多的技術(shù)之一，在今后的學(xué)習(xí)中，我們要常常接觸到它。它是非?？少F的技術(shù)，它改變了我們的生活，讓我們身邊多了許多豐富多彩的內(nèi)容，從今天起，讓我們好好學(xué)習(xí)，創(chuàng)作出優(yōu)秀的作品，來不斷充實(shí)我們的生活！ 設(shè)計(jì)意圖：學(xué)習(xí)過程中，旨在幫助學(xué)生完成總結(jié)性評(píng)價(jià)，在復(fù)習(xí)回顧的基礎(chǔ)上完成對(duì)知識(shí)的整理，以便學(xué)生再次深入學(xué)習(xí)。 附送： 2019-2020年小學(xué)信息技術(shù)第三冊(cè) 學(xué)生機(jī)器人比賽1教學(xué)建議 蘇科版 ［教學(xué)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(xué)會(huì)在系統(tǒng)設(shè)置中添加灰度傳感器，學(xué)會(huì)設(shè)置灰度傳感器。 4.學(xué)會(huì)設(shè)置單分支控制控件。 5.以自主探究學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)的方式，掌握編寫機(jī)器人沿軌跡線行走的程序。 6．逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力、探索精神。 7.讓學(xué)生在解決問題的過程中體會(huì)成功的快樂。 8.利用所學(xué)的機(jī)器人知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用問題。 ［課時(shí)安排］ 建議安排1課時(shí)。 ［教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)］ 學(xué)會(huì)在系統(tǒng)設(shè)置中添加灰度傳感器，學(xué)會(huì)設(shè)置灰度傳感器，學(xué)會(huì)編程機(jī)器人沿軌跡線行走的程序，學(xué)會(huì)設(shè)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(nèi)容較多，難度較深，是一節(jié)綜合性較強(qiáng)的課。首先讓學(xué)生了解灰度傳感器的工作原理，進(jìn)而設(shè)計(jì)沿軌跡線行走的程序。讓學(xué)生明白機(jī)器人是怎樣知道自己是往左偏還是往右的偏的。當(dāng)機(jī)器人偏左或偏右時(shí)，提醒學(xué)生解決的方法是控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)彎程序。機(jī)器人在運(yùn)行過程中由于慣性會(huì)沖出軌跡線，在程序中設(shè)置變量max來標(biāo)志機(jī)器人是從左偏出還是從右偏出，然后強(qiáng)行讓機(jī)器人左轉(zhuǎn)彎或右轉(zhuǎn)彎。 可以通過學(xué)生合作學(xué)習(xí)的方法，一起來討論機(jī)器人在沿軌跡線行走時(shí)遇到問題的解決方案。在調(diào)試的過程中，讓學(xué)生明白相同的程序?qū)τ诓煌臋C(jī)器人，其執(zhí)行的過程也不一樣，要調(diào)試出符合自己需要的機(jī)器人程序。 教材中對(duì)“編寫程序”中的第二步“測(cè)量場(chǎng)地和軌跡線的感光值”只是一筆帶過，教師應(yīng)說明測(cè)量場(chǎng)地和軌跡線的感光值的作用，并演示如何進(jìn)行測(cè)量，使學(xué)生對(duì)于本課知識(shí)有更系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。 2.教學(xué)方法指導(dǎo) 本課可以采用自主探究法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法組織教學(xué)。 ［參考資料］ 灰度傳感器主要用來檢測(cè)地面的顏色深淺，根據(jù)光敏電阻對(duì)不同顏色的檢測(cè)面對(duì)光的反射程度不同則其阻值變化的原理進(jìn)行檢測(cè)。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(cè)距離內(nèi)，發(fā)光二極管發(fā)出光照射在檢測(cè)面上，通過檢測(cè)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(qiáng)弱的影響，在反射光線很弱（即檢測(cè)面為深色）時(shí)，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(qiáng)（即檢測(cè)面顏色很淺）幾乎全部反射時(shí)，光敏二極管的阻值很小，一般為幾十Ω。 注意事項(xiàng)： 外界光線的強(qiáng)弱對(duì)灰度傳感器的影響非常大，會(huì)直接影響到檢測(cè)效果，因此要注意避免外界光的干擾。 反射面的材質(zhì)不同也會(huì)引起返回值的差異。 測(cè)量的準(zhǔn)確性與傳感器到發(fā)射面的距離是有直接關(guān)系的。在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)體的震蕩同樣會(huì)影響其測(cè)量精度