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第12课  机器人灭火——寻找火源
作者:陶勇 文章来源:成都市双庆中学校: 点击数: 更新时间:2014-4-29 15:12:51

 

 

一、教学内容分析

“机器人灭火”是初中信息技术教材川教版《信息技术》九年级下的第十二课,是初中信息技术教材的综合应用阶段,也是初中阶段的机器人制作部分。内容有了解机器人灭火任务,知道简单QBASIC的程序算法,掌握通过机器人识别白线、机器人检测火焰等灭火的方法。如何让学生掌握通过机器人识别白线、机器人检测火焰等灭火的方法是本课的关键。从教材结构来看,其主要目的是让学生了解简易灭火机器人的搭建,强化传感器的使用,并利用程序控制机器人寻找火源完成简单灭火任务。

本课教学使用2课时。

根据本课的教学内容,将本课分为2个课时。第1课时为简易灭火机器人的制作与调试(利用灰度传感器识别火焰前白线标志,并灭火),第2课时为火焰传感器寻找火源及火焰传感器与灰度传感器的综合使用。

二、学生情况分析

本课教学对象是初三学生,通过前面课程的学习,初步拥有了机器人设计与搭建的能力,并已具备了QBASIC程序设计的初步基础。但是,学生对这些内容的综合应用能力还有待提高。

三、学习目标

目标维度

行为目标

知识与技能

1. 认识灰度传感器和火焰传感器,搭建灭火机器人 

2. 掌握机器人识别白线、机器人检测火焰等灭火的方法

3. 能设计机器人灭火的算法及程序。

过程与方法

1. 通过观看和分析案例激发学生的创作欲望。

2. 通过对灭火机器人的分析,找到机器人灭火的方法并设计流图。

3. 通过试验掌握灰度传感器、马达的使用。

4. 探索灭火机器人的应用

情感态度与价值观

1. 进一步培养学生的观察、操作的习惯。

2. 体验光学、计算机科学、机械原理以及美学等的综合运用。

四、重点难点

教学重点:

灰度传感器和火焰传感器的使用

教学难点:

1. 火焰传感器的使用;

2. 编写灭火机器人程序;

3. 进行实际轨迹场地的调试。

五、教学方法

采用讲授、探究、迁移、任务驱动和合作交流相结合的学习方法。

六、 教学环境及资源准备

教学环境:学生网络教室,多媒体电子教室、科创实验室。

资源准备:教学课件、机器人器材、学生学案。

课前准备:4人一组,每人一盒器材

 

七、第一课时教学过程

环节

教师活动

学生活动

设计意图

一:联系

创设情境

向学生展示现实生活中灭火机器人的使用视频

观看作品

通过观看视频、激发学习兴趣,使其更快融入课堂。

确定课题

出示课题——灭火机器人

看屏幕

知道学习内容

二:建构

1、出示任务要求:

 

 

 

 

2、任务机器人搭建

 

 

 

 

 

 

 

3、程序设计

1)、流程图设计

 

 

 

 

2)、程序编写

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4、比一比

 

 

 

 

三、小结

 

 

 

通过课件场地图让学生明确具体任务:机器人从指定位置启动,对准火焰方向,直线前进,在火焰前的警戒线停止前进并扑灭火焰。

 

 

引导学生明确任务,并指导学生搭建任务机器人。

 

巡视学生搭建过程,及时发现学生的困惑,引导学生以小组为单位完成灭火机器人的搭建。

 

 

 

根据任务的要求,指导学生进行流程图的设计

 

 

 

对学生的流程图设计进行点评,利用PPT给出参考设计。

 

对程序关键语句利用PPT进行提示

1)、checklight( ),对指定端口的光电传感器进行灰度值测试

2)、motorforwardA50,马达A50的速度正转

3)、motorforward(B50),马达B50的速度反转

4)、motorbreak(A),马达A停止。

4)while  1

……

wend

条件循环结构

5)、if

   ……

   else

……

end if

条件判断

 

 

 

组织学生以小组为单位在场地中进行比试

 

 

 

 

对本课进行总结,评出优秀小组。

 

 

看屏幕,明确任务要求

 

 

 

 

 

明确任务目的:在迷宫灭火场地房间口出发,在火焰前白线处机器人停下,并启动风扇,扑灭火焰。

 

根据任务一场地,结合任务要求,以小组为单位搭建机器人。

 

 

 

 

以小组为单位,完成流程图的设计

 

 

学生讲解流程图设计思路

 

 

 

 

根据PPT,再次明确智慧天下程序设计平台中相关代码的涵义。

 

根据提示,完成由流程图向程序代码的转变,编写任务的完整程序,并在场地中进行调试。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

在场地中比试各小组的成果。

 

 

 

 

 

 

让学生明确任务一

 

 

 

 

让学生学会分析任务,充分调动学生的主动性、开发学生的创新潜能、让学生会构思,培养学生团队合作意识。

 

让学生养成良好的计算机程序设计思维方式,逐步让学生形成从流程图到程序代码的设计习惯。

 

 

由于学生对程序平台中各项传感器和马达的控制代码还不熟悉,为了方便学生的使用,巩固学生对代码的认识,在学生进行程序编写的过程中,将可能用到的命令利用PPT进行提示,可以有效提高课堂效率,并能有效帮助学生完成程序的编写。

 

 

 

 

 

利用比赛的形式,提高学生学习兴趣,巩固课堂学习效果,对学生的学习成果进行展示。

 

 

激励学生、总结归纳

八、 板书设计

灭火机器人——寻找火源(1)

、生活中的灭火机器人         4、流程图设计

2、 任务描述                   5、程序设计

3、制作机器人                  6、比一比

确立目标  设计和搭建   调试和改进

九、 第二课时教学过程

环节

教师活动

学生活动

设计意图

一:联系

创设情境

引导学生发现第1课时所设计作品的缺陷

头脑风暴似的讨论,发现第1课时作品的缺陷

通过头脑风暴似的讨论,引导学生全面思考,思维碰撞

确定课题

点出作品缺陷:不能看见火焰。自然引入本课时学习:火焰传感器的使用

 

明确学习目标

二:建构

1、介绍火焰传感器找到火焰。

 

2、机器人搭建

 

 

3、探索火焰传感器的使用

 

 

 

 

 

4、单独利用火焰传感器寻找火源

 

5、综合利用灰度传感器和火焰传感器,较为精确寻找火源。

 

6、比一比

 

 

 

 

 

 

三、总结与提升

 

 

 

 

 

 

通过简单的火焰传感器作用介绍,让学生明白火焰传感器的作用。

 

 

 

引导学生在第1课时的基础上,结合本课时的任务,对原有机器人进行结构改造。

 

抛出火焰传感器使用的关键问题:火焰传感器与火焰距离、夹角间的关系。

引导学生根据教材84页、85页的内容进行探索。

 

 

 

引导学生完成单火焰传感器对火焰的寻找

 

 

 

 

引导学生发现单独利用火焰传感器在机器人灭火场地中对火焰寻找的不精确性,引导学生思考火焰传感器与灰度传感器的综合使用。

 

 

在机器人灭火场地中,以小组为单位,调试并比一比综合利用灰度传感器和火焰传感器对火焰寻找的准确性。

 

 

 

对本课时进行总结,提出有待解决的问题:如何在本课时任务的基础上更快更准的在迷宫场地中寻找并扑灭火焰

看屏幕,明确火焰传感器的作用

明确任务:在迷宫灭火场地房间口出发,利用火焰传感器和灰度传感器较为精确地找到火焰,并启动风扇,扑灭火焰。

 

根据任务要求,以小组为单位改造机器人。

 

 

以小组为单位,通过测试完成教材84页、85页实验2和实验3的探索。

 

 

 

 

 

改写第1课时任务程序,完成利用火焰传感器查找火焰。

 

 

 

在单独利用火焰传感器和单独使用灰度传感器的基础上,对两者相结合的使用进行程序设计

 

 

 

 

 

在场地中调试、比赛各小组的成果。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

让学生感受到火焰传感器对于灭火机器人的重要性。更加明确本课时的任务要求。

 

 

 

 

让学生学会分析任务,充分调动学生的主动性、开发学生的创新潜能、让学生会构思,培养学生团队合作意识。

 

 

 

让学生学会分析任务,充分调动学生的主动性、开发学生的创新潜能、让学生会构思,培养学生团队合作意识。

 

利用已有设计成果和经验,鼓励学生对新知识的自我探索。

 

发掘学生的学习自主性。

 

 

利用比赛的形式,提高学生学习兴趣,巩固课堂学习效果,对学生的学习成果进行展示。

 

激励学生、总结归纳,为下一课时的导入铺垫。

 

灭火机器人——寻找火源(2)

、第1课时作品的缺陷              4、火焰传感器与灰度传感器的综合使用

2、 火焰传感器                      5比一比

3、 单火焰传感器的使用              6、总结与归纳

确立目标  设计和搭建   调试和改进

 

    
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