沿轨迹行走的机器人课时教学设计课题 沿轨迹行走的机器人单元九学科信息技术年级三年级学习目标1. 认识轨迹识别传感器，了解轨迹识别传感器的原理。2. 编写机器人循迹程序，了解程序的含义，能够自主编程。3. 能够灵活使用多种方法，实现机器人的循迹，并分析其中的原因。4. 搭建与调试机器人，使其能够按照圆环行走。重点编写机器人循迹程序，了解程序的含义，能够自主编程。难点能够灵活使用多种方法，实现机器人的循迹，并分析其中的原因。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课以两个小朋友对话的方式，来进入课题。女：玲玲，咱们能让机器人按照我们设计好的路线行走吗？男：你为什么要这么做呢？女：这样我就可以让机器人参加赛车游戏了！男：哇，那一定很好玩！我们赶紧问问老师怎么做吧！介绍轨迹识别传感器：轨迹识别传感器的主要组成部件是两组红外发射，接收器。他通过发射器发出信号，接收器接收反射回来的信号，来检测机器人下方路面的颜色是否一样，机器人根据左、右两个颜色值的大小来判断，机器人是在轨迹的左边、右边、上边、还是没有找到轨迹线。认真听讲，仔细思考，交流分享自己的看法。激发学生兴趣，导入课题。讲授新课一、认识轨迹识别传感器分别有：第一组探头、第二组探头、指示灯、传感器连接线。二、编写机器人循迹程序编写机器人循轨迹行走程序的方法很多，让我们从简单的开始学习吧。首先在色带框中，选择圆环。参考下图，在仿真界面画一个简单的圆环形轨迹地图。怎样利用轨迹传感器让机器人沿圆环轨迹行走呢？我们将轨迹识别传感器的两组探头看成机器人的两只眼睛，当机器人位于圆环的右下角时，左边的那组探测器能“看到”轨迹，而右边的那组探测器“看不到”轨迹（轨迹变量为“1”）。这时让机器人向右转弯；当机器人走到两组探测器都看不到轨迹时（轨迹变量为“0”），就让机器人左转.机器人按照这样的方法“扭来扭去”不断走下去，就可以完成沿圆环行走的任务了。该传感器左边的探头在轨迹内“看到了”轨迹。右边的探头在轨迹外“没看到”轨迹。女一：贝贝，当左边的那组探头“看到了”轨迹时，而右边的那种探头“看不到”轨迹时，机器人应该向左转才能走向轨迹线的正中间啊，你为什么让它又转了呢？女二：嘿！这就有玄机了。其实，贴着轨迹的外边缘或内边缘走，也能达到“沿轨迹走”的效果。由于机器人的宽度比轨迹宽很多。所以“沿轨迹走”和“贴着轨迹边缘走”的效果实际上相差不大，而且“贴着轨迹的边缘走”的方法更简单。让机器人在轨迹的中间走的方法比较复杂以后在研究。参考课件中的图片，编写让机器人沿着圆环轨迹行走的讯轨迹机器人程序。首先应该添加轨迹识别传感器，然后对条件表达式进行设置。添加轨迹识别传感器。条件判断语句中，将条件表达式设置为“轨迹变=1”完成上两步的设置后，将继续设置条件判断后的两种结果。条件成立时，机器人向右转，具体设置为：左电机为10，右电机为1。条件不成立时，机器人向左转，具体设置为：左电机为1，右电机为10。(1) 仿真测试程序。进入仿真环境将机器人放在相应的位置，看看机器人能否沿圆环行走。(2) 改变起始位置，测试程序。如果机器人的起始位置在其他地方，机器人还能沿圆环行走吗？请记下来哪些位置可以让机器人圆环行走，哪些位置不能，并试着找出规律。(3) 改变轨迹形状，测试程序。请试着将圆环删除，用色带工具画出其他形状的轨迹。例如画一个长方形轨迹，看看机器人能够还能沿轨迹行走。在前面的群集机器人程序中，我们将条件表达式设置为“轨迹变量=1”，事实上，轨迹变量的值右四种，分别对应着机器人于轨迹的四种不同位置，机器人与轨迹的位置关系及对应的轨迹变量，如下表所示。提出疑问：我们能不能用其他的办法让机器人贴着轨迹的边缘行走呢？如下图所示，当机器人从左往右经过轨迹时，轨迹变量的值将会按照这样的顺序依次变化。仿照前面“贴着轨迹边缘扭来扭去”的思路，我们有以下四种方法，请你任选一种，编写程序并仿真测试一下。第一种，轨迹变量从0到2: 当机器人右边的探头“看到”轨迹时，轨迹变量为2，机器人左转；当两个探头都没看到轨迹时，轨迹变量为0，机器人右转。第二种，轨迹变量从2到3，当机器人右边的探头看到轨迹时，轨迹变量为2，机器人右转；当两个探头都“看到了“轨迹时，轨迹变量为3，机器人左转。第三种，轨迹变量从3到1：当机器人右边的探头“看不到”轨迹时，轨迹变量为1，机器人左转；当两个探头都看到了轨迹时，轨迹变量为 3，机器人右转。第四种，轨迹变量从1到0：即为前面例子所用的方法。为了更好的观察机器人行走的路线和轨迹变量的当前值，我们还可以增加画笔和“LED显示”两个输出模块，方法如下图所示。四、搭建与调试循迹机器人循迹机器人的实物调试参考图，其中轨迹识别传感器最好安装在机器人下方的正中间位置，而且尽量放在循迹机器人的最前方。另外，图中还增加了“LED显示器”，主要是为了在调试程序时清楚的显示，“轨迹变量”的当前值。如果参加机器人比赛，为了提高速度，可以不装这个硬件。请注意，前面的程序中机器人左、右两个轮子的转速比较快，这样的设置在仿真时没有影响，但实物调试时可能会导致他偏离跑道，所以最好调慢一些。认识轨迹识别机器人： LED显示器，轨迹识别传感器，轨迹。试用轨迹识别传感器和LED显示器搭建寻迹机器人，编写程序指挥机器人按圆环轨迹行走。认真听讲、仔细思考，动手操作程序，总结经验。编写程序能够实现所需功能，熟悉编程的过程。认真思考，积极回答老师问题，能够提出自己的想法。能够让同学们熟悉编写程序的流程修改程序测试程序。熟悉多种，识别轨迹的方法。能够准确的搭建与调试循迹机器人。让学生了解轨迹识别传感器的原理，激发学生对沿轨迹行走机器人的兴趣。提高学生的动手能力。能够唤起同学们的思考，激发同学们的学习热情。培养同学们的逻辑思考能力。培养同学们的动手能力，以及应变能力。提高同学们的动手能力。提高同学们的动手能力，探索能力。课堂小结1.认识轨迹识别传感器2.编写机器人寻迹程序3.多种方法实现机器人循迹4.搭建与调试寻迹机器人思考小结内容，巩固学习知识。让学生开动思维，结合上课所学思考问题。课堂练习1.轨迹传感器如同机器人的眼睛。（ ）答：正确2.我们能够通过多种方法来实现机器人的循迹。（ ）答：正确3. 实物调试机器人时，轮子的转速越快越好。 （ ）答：错误学生思考回答问题。让学生开动思维，结合上课所学思考问题。作业布置作业：试着改变机器人的轨迹观察，机器人有什么变化？与同学们分享你的观察结果。学生仔细思考，学以致用。帮助理解、巩固课本内容，了解更多。板书