苏教版六年级信息技术上册教案.doc

第 1 课认识机器人课时1

教学目的：

1．了解机器人的基本定义和主要分类。2．了解机器人的主要发展方向。

3．以知识普及为主线，引导学生理解机器人的涵义。4．采用自主学习、合作学习的方式，了解机器人技术及其发展方向。5．接受高科技的启发，学人所长，并与同学们一起交流感受。

6．感悟机器人与普通信息技术手段的不同之处。

7．独立思考，理解机器人的特征。教具准备：

1、多媒体机房。

2、极域教学系统。

3、相关图片、课件。教学重点与难点：1．重点：认识机器人，了解机器人的定义和起源。

2．难点：理解机器人的发展趋势和基本特征。

教学课时：1 课时

教学过程：

一、导入师：同学们，你们喜欢看电影嘛？老师今天带来了一部电影，请同学们欣赏。（播放《终结者》片断）

这就是我们平时听说过的“机器人”，今天我们就一起来走进机器人的世界，研究有关“机器人”的知识。

（学生回忆有关机器人的印象，讨论并感受机器人的魅力，领略其中的涵义）

（板书课题）

二、确定主题

师：通过初读教材，你最想了解哪些方面的知识呢？①什么是“机器人”？和人有哪些相似和不同的地方？？②机器人有哪些分类？

③机器人有哪些应用？④你的生活中，有机器人吗？请举例说明。

⑤ （可将学生的原话，板书在黑板上）师生共同讨论（结合实物机器人或图片进行讨

论）。

三、小组讨论教材中提供了很多机器人的内容，同学们想想，你认为机器人有哪些种类呢？

教师参与注意事项：

（1）根据不同的学情，采用弹性的方式，可以研究一个问题进行一次全班交流，也可以放手让学生自主学习，最后交流。

（２）着重引导大部分同学进行发言。（３）正确处理讨论中出现的争论，随时捕捉学生发言中的闪光点，给与表扬鼓励。方向一：以应用为导向。

方向二：以功能为导向。

方向三：以原理为导向。

四、展示结果

教师进行总结：

（1）点评学生在讨论中的表现。

（2）分析讨论结果。

（3）对于不统一的问题，教师阐述自己的观点，注意：允许学生保留自己的意见

（4）认真倾听、分析研究学生发言中的实质，把讨论引向深入。

（5）控制好讨论的时间。设计意图：学习过程让学生分步走，给学生以梳理知识的过程，能够在有限的时间内，争取最大的效益。

五、总结反思今天我们一起研究了关于“机器人”的话题，同学们都非常认真，也得出了自己的结论。其实，“机器人”就在我们生活中。一切技术的产生，都会改变我们的生活。就像20 年前，我们不可能会想象到今天手机的普及。随着时间的推移，将会有更多新技术出现，他们会把我们的生活点缀得更加丰富多彩。作为本次研究的结束，老师留给大家一个问题思考，你能大胆地想象一下，20 年后的机器人是什么样的呢？

作业：与语文学科整合，想象作文：《我希望的的“多拉A 梦”》。

第 1 课认识机器人课时2

教学目的：

1. 学习机器人的组成。

2. 能够掌握机器人组件的知识。

3. 学会理解机器人“器官”与人类的相同和不同点。

4. 通过交流，了解每一部分组件的主要原理和用途。

5. 培养学生的信息素养。

6. 感受机器人的工作特点。

7. 尝试将机器人的各组件与实物对应起来。

8. 观察机器人实物，体会机器人的组成特点。

教具准备：

1、多媒体机房。

2、极域教学系统。

3、相关图片、课件。

教学重点与难点：

1. 重点：机器人的组成知识。

2. 难点：学会将机器人实物与相应的组件联系起来。

教学课时：1 课时

教学过程：

一、复习与导入

师：上节课中，我们体验到了机器人的魅力，同学们能说说你最喜欢的机器人有哪些嘛？为什么喜欢呢？

（学生发言）师：我们生活中充满了各种机器人应用的例子，今天我们就一起来研究机器人的组成的问题。（板书课题）

二、新授一：播放相应的图片师：打开一幅机器人的“解剖图”。

（学生观察）师：机器人有哪些主要组成部分呢？下面，同学们可以通过看书、或与旁边同学小声讨论的方式，并参考教材中的内容来学习。（教师巡视辅导）

（学生自学教材中内容，并研究）

生：回答机器人的组成。师：归纳并总结，给机器人的组成确定概念，并鼓励学生朗读巩固。

三、巩固一：画线图

师：（播放机器人的结构图。）谁能为它们连连线？

（学生练习）

（注意：不能看书，凭印象作为判断标准）师：先请同学们打开教材，看看你的连线对不对。师：同学们觉得要注意什么问题？

（学生讨论）

四、新授二：认识部件

师：机器人的内部有很多的部件，它们像我们人的器官一样，共同组合起来，完成很多种复杂的动作。

（教师打开一个机器人，请学生观察内部的组成，并范例演示）

（学生观看老师的讲解）提醒：注意分组的结合，保证每位学生都能够参与到学习过程中去。

五、巩固二：加深理解

师：尝试着来给机器人的“器官”命名，看看它的“学名”和你起的“小名”有哪些相似和相异的地方

（学生观看学习后讨论）师：打开书本，看看你还希望知道哪些有趣的部件，在机器人的身体上找找它们。

六、总结与回顾

师：今天我们讨论了机器人的组件和主要器官的组合，机器人是个复杂的个体，在复杂的器官中，最主要的就是这些部件了，当我们了解到原理以后，我们就可以跟机器人做朋友了，欢迎大家继续走进机器人的世界。

教学目的：1．了解学生机器人工作的基本原理。2．了解学生机器人的构造特点。3．掌握学生机器人的主要部件。

4．初步理解学生机器人编程软件的功能和作用。5．培养学生的探索意识。

6．鼓励学生从新事务中体验乐趣，为今后的学习激发兴趣。7．尝试接触实物，并能够感受其中的原理。

教具准备：

1、多媒体机房。

2、极域教学系统。

3、相关图片、课件。教学重点与难点：1．重点：学生机器人的基本工作原理。2．难

点：学生机器人的主要部件的学习。

教学课时：2 课时

教学过程：

一、展示与引入师：上节课我们认识了机器人的组件和主要器官，同学们来回顾一下吧。

（简单复习上一课的内容）师：这些是机器人身上非常重要的部分，它们共同配合，组成了机器人，我们的机器人才能动起来。除了以上的部件器官以外，机器人到底是怎样运动起来的呢？大家来猜一猜。

（学生讨论：机器人运动的原理）师：今天，我们就来走进机器人的内部世界，看看它们是怎样运动的。（板书课题）

二、新授一：机器人工作的基本原理师：在刚才的讨论中，同学们关于机器人的工作原理有

以下意见：（板书意见）方向一：电池提供动力。

方向二：计算机程序控制。方向三：芯片控制。

（讨论：这三个主要方向里面，谁更加贴近机器人工作的原理呢？）

途径一：到教材中找寻答案。

途径二：到课件中找寻答案。

（老师自由选择合适的方式）师：我们来总结一下，到底机器人工作的原理是什么呢？

（展示一次机器人的工作状态，结合课本知识，讲解工作原理）

三、新授二：机器人的构造特点

师：刚刚我们看见了机器人的工作原理，这些原理是需要一定的特殊构造来配合的，下面就让我们再次来“解剖”机器人，看看它是怎么样来完成这些工作的。

（教师打开实物机器人，讲解内部的结构）

（学生尝试观察，并可根据实际情况安排部分学生进行实践、触摸等体验）注意：本内容教学时，要进行分组，保证每位学生都有平等的接触机会。

四、总结与回顾

师：今天我们一起了解了机器人的工作原理和主要构造，这些就是机器人的一部分秘密，在后面的学习中，我们将让我们的机器人按照我们的意愿运动起来，让我们一起来期待吧！

教学目的：

1. 学习“学生机器人平台”软件。

2. 初步了解流程图的设置方式。

3. 理解软件的概念。

4. 能够运行“学生机器人平台”软件。

5. 帮助学生建立软件与机器人之间的知识链接。

6. 激发学生的学习热情。

7. 尝试用已有的信息技术手段理解“编程”的意义。

8. 尝试运行、设置编程软件。

教具准备：

1、多媒体机房。

2、极域教学系统。

3、相关图片、课件。

教学重点与难点：

1. 重点：学习“学生机器人平台”软件。

2. 难点：流程图的设置方式。

教学课时：2 课时

教学过程：

一、展示与导入（第一课时）

师：同学们，我们经过了四节课的学习，你们了解了哪些机器人的知识啊？能给我们介绍一下你的感受吗？

学生：回忆自己的学习过程，并讨论自己的学习心得。

师：在上节课的讨论中，有的同学曾经提出，机器人的工作不但依赖传感器，也要依赖于计算机的编程，这样机器人才能“健康”地成长。今天就让我们来学习机器人编程。

（板书课题）

二、了解“学生机器人平台”软件

师：机器人的运动，不是在机器人本身所制定完成的，它必须要有强大的“后援团”，这个就是“学生机器人平台”软件

（打开相应的图片，介绍几种机器人平台）

生：了解新界面。

师：“学生机器人平台”软件和我们过去学习过的哪些软件有相似的地方呢？

（1）FrontPage 中网页的编写。

（2）Word中的流程图。

师：它们有哪些相似的地方呢？

（1）界面类似。

（2）流程图的方式相似。

师：它们有哪些不同的地方呢？

（阅读课本，寻找答案）

（教师最后引导总结，帮助学生找到其中的关键词）

三、运行编程软件（第二课时）

师：实战开始了，我们要为学生机器人编程了，首先得让它知道我们的意图，请观察以下得流程：

（学生观察教师操作并总结）

（1）打开软件

教师介绍主要的界面。

（2）新建程序

和原有软件类似之处。

（3）设置系统

讲解传感器和串口的设置方法。

（4）加载图形控件

讲解图形控件的概念。

（5）设置属性

以“计算”控件为例。

（6）修改程序

移动、删除、复制、粘贴等操作

（7）编译程序

先保存程序，再编译程序。

（8）下载程序

将机器人主板的接口与计算机接口相连，下载程序，注意“写入成功”的字样。

四、尝试并交流

教师参与注意事项：

（1）讲解要详细，速度可调整，可以就共性的问题全班交流，也可以放手让学生互相交流。

（2）关注学生的反应，及时调整讲课的频率，保证教学效果。

有条件时，让学生参与到实际过程中去。

五、总结

师：今天我们小组合作，完成了一个程序的编写过程。部分同学还进行了展示。我们还对这些展示的作品进行了交流。大家有什么收获？

生：讨论学习心得。

师：在烟波浩淼的信息技术中，机器人的编程是应用较多的技术之一，在今后的学习中，我们要常常接触到它。它是非常可贵的技术，它改变了我们的生活，让我们身边多了许多丰富多彩的内容，从今天起，让我们好好学习，创作出优秀的作品，来不断充实我们的生活！

第 4 课机器人行走

教学目的：

1. 认识和了解机器人直流电机的工作原理。

2. 学会编写机器人前进、后退和转弯的程序。

3. 学会编译、下载程序。

4. 以学生自学、合作学习的方式完成编写机器人行走程序。

5. 让学生学会观察、交流体会。

6. 培养学生的创造性思维能力、探索精神。

7. 让学生在解决问题的过程中体会成功的快乐。

8. 利用所学的机器人知识解决现实生活中的应用问题。

教具准备：

1、多媒体机房。

2、极域教学系统。

3、相关图片、课件。教学重点与难点：

1. 重点：机器人前进、后退、转弯程序。

2. 难点：机器人左右转弯，将程序写入机器人。

教学课时：1 课时

教学过程：

一、导入新课

我们已经有了自己的机器要，但是如何使它进行行走呢？

二、教学新课

1、机器要的前进。

（1）学生自学课本相关内容。

（2）师讲解：

a. 打开“学生机器人平台”窗口，单击“文件（F）”菜单中的“新建（N）”命令，新建一个程序。

b. 单击“直流电机”控件按钮，在工作区中单击，生成“直流电机”控件。拖运它到

“ Main“控件的下文，使得它与” Main”控件相连。右击“直流电机”控件，选择“属性”命令，在弹出的“直流电机驱动控制”对话框中进行设置。庙宇直流电机1、直流

电机2 的“运行方式”为“ 0—正转”，“设定速度”为“ 10”。

c. 单击“保存”按钮，保存程序。

2、机器要的转弯。

（1）学生自学课本相关内容。

（2）师讲解：

a. 新建程序。

b. 添加一个“直流电机”控件，右击“直流电机”控件，选择“属性”命令，在弹出的“直流电机驱动控制” 对话框中进行设置。设定直流电机1 的“运行方式”为“0—正转”，“设定速度”为“ 10”；直流电机2 的“运行方式”为“ 1—停止”。

3、机器人后退

（1）学生自学课本相关内容。

（2）师讲解：

a. 新建程序

b. 添加一个“直流电机”控件，右击“直流电机”控件，选择“属性”命令，在弹出的“直流电机驱动控制”对话框中进行设置。设定直流电机1、直流电机2 的“运行

方式”为“ 2—反转”，“设定速度”为“ 10”。

c. 添加“昝”控制，打开“昝属性设置”对话框，将“昝时间”设定为“1000毫秒”。

4、机器要的停止

（1）学生自学课本相关内容。

（2）师讲解：

a. 继续添加一个“直流电机”控件，右击“直流电机”控件，选择“属性”命令，设定直流电机

1、直流电机2 的运行方式为“ 1—停止”。

b. 单击“保存”按钮，保存程序。

（3）问：为什么要在程序中加入延时？

5、下载程序。

（1）学生自学课本相关内容。

（2）师讲解：

a. 单击“编译”按钮，进行程序编译。

b. 用下载线将计算机与学生机器人的主板接口连接，打开学生机器人的电源开关，将学生机器人置于复位状态。

c. 单击“程序下载到主控芯片”按钮，将程序下载到学生机器人的主板芯片中。完成后关闭电源，拔下下载线。

6、启动机器人。

（1）打开电源开关。

（2）当等待执行指示灯闪烁时，按下运行键，学生机器人运行。提示：如果学生柚木人在运行中出现错误，请重新检查程序是否有错，更改后再次保存、编译、下载。

三、全课小结本节课，我们学习了如何对学生机器人对待编程与下载，使学生机器人能前进、后退和转弯。请同学们在课后再自己进行测试。

四、作业

1、完成课本上的“实践园” 编写一个程序，让学生机器人按“ Z”字形路线行走。

2、完成课本上的“成果篮”。

第 5 课机器人传感器

教学目的：

1．学习学生机器人的“主要器官”。2．能够了解传感器的主要功能。

3．平等交流，掌握各“器官”的作用。4．能够建立正确的机器人整体概念。

5．学会正确对待传感器的工作方式。6．激发对学生机器人这一信息媒体的学习热情。7．尝试用人的“器官”概念理解机器人的“器官”概念。8．为传感器的学习建立合适的实践渠道。

教具准备：

1、多媒体机房。

2、极域教学系统。

3、相关图片、课件。教学重点与难点1．重点：学习学生机器人的“主要器官”。

2．难点：理解传感器的功能。

课时安排：2 课时。

教学过程：

一、引入新课

机器人也能像人类一样灵活地动作吗？

二、教学新课

A、认识传感器师：机器猫非常灵活，它是小主人公的好朋友，请你观察下它，看看它是怎么样让小主人

知道它的喜怒哀乐的呢？

（播放机器猫的视频片断）

（学生讨论）师：请回答下面一组问题：

（1）机器人的“表情”部件有哪些？

（2）机器人的“感觉”部件有哪些？

（3）在机器猫的身上找一找，它们都藏在哪里了呢？传感器使得机器人认识外部环境，它们与人的眼睛、鼻子、耳朵和皮肤等器官起着相当的作用。传感器将从外界获取的信息转换成电子信号，传递到机器人的微控制器中。

目前，用于学生机器人的传感器主要有光感传感器、触碰传感器、温度传感器和声音传感器。

B、了解传感器的主要功能师：机器猫可以完成很多复杂的工作，神奇极了，在现实的学生机器人身上，也能有这样的神奇。不过，它们运动的时候，可不是像我们人类一样，用手脚来运动，而是通过一个特别重要的器官来实现的，它就是―― 传感器！让我们一起来看看这个神奇的器官！

知识小问答：

（1）传感器相当于人类的什么器官呢？

（2）传感器分为哪几种类型呢？

（3）每种类型的工作动力是什么呢？

（4）为什么机器人一定要有传感器呢？学生分小组讨论

C、实物进行详细的讲解。

（1）灰度传感器灰度传感器主要根据不同颜色的攀沿面对光的反射程度不同，光电三极管阴值也随之变化的特点进行检测。

应用实例：机器人沿线行走。

（2）测光值

a.单击“系统设置”菜单中的“传感器设置?”命令，设置通道1 为“灰度传感器”。

b. 单击添

加一个“条件循环”控件。

c. 添加一个“灰度传感器”控件在“条件循环”控件中。设置属性为“灰度传感器（1通道）”。

d. 添加“液晶显示”控件，右击选择“属性”，“第一行设置”的“显示变量”设置为“灰度传感器械（1 通道）”。

e. 单击“保存”按钮，保存程序。

（3）下载程序

a. 单击“编译”按钮，进行程序编译。

b. 用下载线将计算机与学生机器人主板接口连接，打开学生机器人的电源开关，将学生机器人置于复位状态。

c. 单击“程序下载到主控芯片”按钮，将程序下载到学生机器人的主板芯片中。完成后关闭电源，拔下下载线。

（4）启动机器人。

a. 打开电源开关。

b. 当等待执行指示灯闪烁时，按下运行键，学生机器人运行。

D、学习知识屋学生机器人的“大脑”同许多电阻、电容和半导体等电子元件给成。机器人的嘴和感觉传感器就是机器人与外界通信的“器官”。

4．总结与评价

三、全课小结

四、作业

1、完成课后的“实践园”。

2、填写课本上的“成果篮。

第 6 课机器人循光

教学目的：

1. 了解红外线传感器的工作原理。

2. 了解机器人平台中条件循环模式的设置方法。

3. 学会编写机器人循光运动的程序。教具准备：

1、多媒体机房。

2、极域教学系统。

3、相关图片、课件。教学重点与难点：

1. 重点：学会编写机器人循光运动的程序。

2. 难点：计数循环控件的

设置，学会编写机器人循光运动的程序。课时安排：1

课时。

教学过程：

一、导入新课

1、前面我们学习了如何使学生机器人前进、后退、转弯、唱歌，今天我们看看能不能使机器人跟光行走和追逐白纸呢？

2、要实现机器人跟光行走和追逐白纸，要作用红外线传感器。

3、红外线传感器的工作原理是由红外线发光管发出红外线，用接受管检测是否有反射光，判断是否有障碍物。

二、教学新课

1、编写程序。

（1）打开“学生机器人平台”窗口，单击“文件（F）”菜单中的“新建（N）” 命令，新建一个程序。

（2）添加“流程控制”模块中的“条件循环”控件，并连接“ Main”控件。添加“执行控件”

右击“执行”控件，选择“属性”命令，在“IO6”对话框中打

√。

（3）添加单分支结构语句，打开“流程控制”对话框。选定“单分支”，将“单分支”拖动到“ IO”设置后面并设置。

选定“伺服电机2”，将“转动角度”设定为“ 100°”。

（4）学生讨论原理

原理其实和避障差不多。当机器人前方有手电光亮的时候，直行，没有光亮就停止。再外面套个条件循环就可以实现了。仍然是读IO6 传感器，当IO6=0说明没有障碍，即没有灯光时，停止；当IO6=1 说明前方有障碍，即循着光了，便直行。

（5）单击“保存”按钮，保存文件。

2、下载程序

（1）单击“编译”按钮，进行程序编译。

（2）用下载线将计算机与机器人主板接口对接，打开学生机器人的电源开关，将学生机器人置于复位状态。

（3）单击“程序下载到主控芯片”按钮，将程序下载到学生机器人主板芯片中完成后关闭电源，拔下下载线。

3、启动机器人。

（1）打开电源开关

（2）当等待执行指示灯闪烁时，按下运行键，学生机器人开始动作。

三、全课小结

1、现在让我们来欣赏我们的机器人循光给我们看吧！

2、思考：如何使得学生机器人在更为复杂的光线中工作呢？

四、作业

1、完成课本上的“实践园”。编写一段程序，使得学生机器人跟光行走。

2、完成课本上的“成果篮”。

第7 课机器人沿线走

第8 课机器人机械手

教学目的：

1. 认识伺服电机，了解伺服电机的组成结构。

2. 了解伺服电机的工作原理。

3. 学会编写控制伺服电机的程序。

4. 以学生自主探究、合作学习为主，逐步培养学生的创造性思维能力、探索精神。

5. 让学生在解决问题的过程中体会成功的快乐。

6. 利用所学的机器人知识解决现实生活中的应用问题。教具准备：

1、多媒体机房。

2、极域教学系统。

3、相关图片、课件。教学重点与难点：

1. 重点：学会编写控制伺服电机的程序。

2. 难点：计数循环控件的设置，学会编写控制伺服电机的程序。

课时安排：1 课时。

教学过程：

一、导入新课

1、前面我们学习了如何使学生机器人前进、后退、转弯，今天我们看看能不能使机器人跳舞给大家看。

2、要实现机器人跳舞，要作用伺服电机。

3、伺服电机是一种能根据指令到达特定位置的专用电机。伺服电机由一个直流电机、一个齿轮减速单元、一个轴位置传感器和一套控制电机运转的电路组成。

二、教学新课

1、编写程序。

（1）打开“学生机器人平台”窗口，单击“文件（F）”菜单中的“新建（N）” 命令，新建一个程序。

（2）添加“流程控制”模块中的“计数循环”控件，并连接“ Main”控件。右击“计数循环”控件，选择“属性”命令，在“固定次数的循环设定”对话框中将“循环次数”设定为

“ 5”次。

（3）添加“伺服电机”控件，打开“伺服电机驱动控制”对话框。选定“伺服电机1”，将“转动角度”设为“ 180°”；选定“伺服电机2 ”，将“转动角度”设定为“100°”。

（4）添加“延时”控件，打开“延时属性设置” 对话框，将“延时时间” 设为“1000 （毫秒）”。

（5）添加“电机”控件，打开“伺服电机驱动控制” 对话框。选定“伺服电机1”，将“转动角度”设为“140°”；选定“伺服电机2”，将“转动角度” 设定为“130°”。

（6）添加“延时”控件，打开“延时属性设置” 对话框，将“延时时间” 设为“1000 （毫秒）”。

（7）单击“保存”按钮，保存文件。

2、下载程序

（1）单击“编译”按钮，进行程序编译。

（2）用下载线将计算机与机器人主板接口对接，打开学生机器人的电源开关，将学生机器人置于复位状态。

（3）单击“程序下载到主控芯片”按钮，将程序下载到学生机器人主板芯片中。完成后关闭电源，拔下下载线。

3、启动机器人。

（1）打开电源开关

（2）当等待执行指示灯闪烁时，按下运行键，学生机器人开始动作。

三、全课小结

1、现在让我们来欣赏我们的机器人跳舞给我们看吧！

2、思考：如何使得学生机器人跳舞的动作幅度更大呢？

四、作业

1、完成课本上的“实践园”。编写一段程序，使得学生机器人边行走边跳舞。

2、完成课本上的“成果篮”。

第 9 课 扫地机器人

一、谈话教学导入

1. 听说同学们对机器人已经学得不错了， 能谈谈你们通过学习已经知道哪些知识了吗？ （课前谈话与分组）

今天老师特意带来了我家里的一个机器人。大家认识吗？

2. 对了，是扫地机器人。我们还是先来看看它的表演吧。

3. 演示扫地机器人的基本动作。简单介绍它的功能。

4. 扫地机器人有哪些部件，它是怎样工作的呢？今天这节课，我们就一起来走进我们身 边的机器人（板书课题） ，深入分析一下它们，等下我还要请每个小组一起合作，发挥 你们的想象和创意，设计一个自己的机器人呢。

二、分析扫地机器人

1. 为了帮助同学们更好的了解扫地机器人， 我这里给大家提供了一个分析设计的表格， 要知道，机器人设计工程师在最初设计的时候想得也主要就是这些问题（出示课件中的 表格一） “扫地机器人”设计分析表

2. 介绍表格的主要内容。

3. 要完成这些内容，还必须对机器人有一个充分的了解，老师还给大家提供了阅读的 资料，请同学们结合书本和材料，自学并初步思考一下表格中的问题。

4. 在自学和讨论的基础上，请学生回答表格中的问题。教师加以指导。并板书重要内 容（组成和工作原理） 。

5. 在回答的基础上展示完成后的表格。

（出示课件表格二）

扫地机器人”设计分析表

三、设计自己的机器人

1.刚才我们一起认真分析了扫地机器人的设计，同时也了解了机器人的作用、种类、组成和工作原理。下面，大家有没有能力来自己设计一个机器人呢？

2. 也许大家还有些担心吧，没关系，老师也给大家提供了一个设计分析的表格，只要大家按照这个表格来思考和设计，一定没问题。关键是要发挥大家的创意和合作的能力。等下我们就来比比哪个小组的创意设计和团队合作最棒。（出示课件表格三，简单介绍表格内容）

3. 先请各小组展开讨论：我们为什么设计这个机器人和这个机器人能帮我们做什么？

4. 在各小组讨论的基础上，初步明确并汇报各自设计的方向，教师加以指导。

5. 各小组开展设计，由组长负责填写设计表格，并指派一名成员做好汇报的准备。

四、展示成果并评价

五、归纳小结

今天我们一起又重新走进和认识了我们身边的机器人，明确了机器人的作用、种类、组成和基本的工作原理。我非常高兴的是看到了同学们自己设计的各种很有创意的机器人想法。也许这些机器人在不久的明天真的能走进我们的身边。我更高兴的是在这个过程中，同学们发挥自己的想象，发扬团队合作的精神，表现的特别优秀。谢谢大家。

第10 课机器人灭火

一、教学目标

1、知识目标：

①、了解机器人灭火任务。

②、知道简单Pascal 的程序算法。

③、掌握通过机器人识别白线、机器人检测火焰等方法灭火的方法。

2 、能力目标：

①、简易灭火机器人的搭建。

②、火焰传感器的使用。

③、教会机器人寻找火源完成简单灭火任务

3 、情感目标：

①、培养学生的观察能力、动手能力、创造能力，养成良好的思维习惯。

②、通过对光学、计算机科学、机械原理以及美学等的综合运用，提高学生的综合运用。

③、通过竞赛机制，提高学生的竞争和合作意识，锻炼学生比赛时的灵活性。、教学重

点、难点

重点：灭火机器人的搭建。

难点：

①、火焰传感器的使用；

②、通过PASCAL的程序算法为机器人编写程序；

③、下载程序到你的机器人内存中，进行实际轨迹场地调试。

三、教学方法

以学生直接实践体验为主，辅以教师演示、启发、引导

四、教学准备纳英特机器人套装、电脑、网络教室，机器人调试场地或模拟平台环境。

五、教学过程

1、引入：火灾是当今人类社会普遍关注的问题，它不仅威胁着人类的生命和财产安全，更影响到一个社会的稳定和发展。图12-1 是我国研制的第一代灭火机器人。这类消防机器人适用于石油化工、油罐区、大型仓库等高温、强热辐射、易坍塌的危险场所，可避免人员伤亡。在这几课里，我们将利用教学机器人，模拟灭火过程。

图12-1 我国第一代灭火机器人

2 、新课：灭火实验及场地简介

中小学机器人灭火实验是模拟现实家庭中机器人处理火警的过程，它要求制作一个由计算机程序控制的机器人，在一间模拟平面结构的房间里运动，找到一根代表房间里火灾点的正在燃烧的蜡烛并尽快将它扑灭。图12-2 是机器人模拟灭火场地示意图( 单位:cm) 。

图12-2 机器人模拟灭火场地示意图图中红色为火焰，蓝色为家具，黄色为搜救对象所在位置。

3、简易灭火机器人的制作

为使问题简单化，我们假定一个简单任务：

任务1 机器人从房间门口启动，对准火焰方向，直线前进，进入火焰前的警戒线，停止前进，扑灭火焰。

这个任务非常简单，对机器人的要求是当“看见”地面白线时，停止运动，开起风扇扑灭火焰。

为了让机器人能“看见”火焰前的白色警戒线，我们需要给机器人安装一个地面灰度传感器。安装方法如图12-3 所示，先将灰度传感器的调节器固定在主机箱上，再用一根铜柱将灰度传感器的探头固定在机器人小车的前方，使探头距地面约1 厘米，以提高检测的准确度。

灰度传感器可以用来检测物体表面的黑白程度，浅色物体灰度小，深色物体灰度大。对计算机来说灰度从0 开始到255，一共为分256 个等级。机器人把灰度小于125 的物体认作白色(浅色)物体，灰度大于125 的物体认作黑色(深色)物体。

图12-3 地面灰度传感器的安装

运行图12-4 的程序可以显示被测物体的灰度：

图12-4 测物体的灰度

程序说明：程序中使用了赋值语句i=analog(2) ，功能将2 号模拟传感器的返回值，赋给变量i ；print 是显示语句，显示语句可以显示字符串和变量的值，如print "analog(2)=" 显示字符串analog(2)= ，而print I 则是显示变量I 的值。注意要显示的字符串必须用引号引起来。

请将图12-4 所示的程序下载到机器人内存中，检测实际场地黑色区域和白线的灰度，并记录下来。

在模拟机器人灭火任务中，最安全、方便的灭火方式是给机器人安装一个电风扇，虽然在实际消防灭火中，这种方式不可取。如图12-5 所示，我们把带动风扇转动的马达接在马达端口2 上，一台简易的灭火机器人就安装安成了。

图12-5 简易灭火机器人根据任务分析和机器人的搭建编写程序如下：

图12-6 简易机器人灭火程序这里需注意的是程序中马达和灰度传感器的端口必须与机器人搭建一致。也就是说，假定你的灰度传感器安装在模拟端口2 的，程序中的函数analog(2) 的端口号也必须是2。这里的程序中假定警戒线(白钱)的灰度小于125，在你的程序中，应以实际检测为准。

事实上程序12-6 永远没有结束，只是因为灰度传感器检测到白线后，关闭了所有马达，所以机器人停下来了。这样的程序结构叫“死循环”，一般在编写程序时应尽量避免“死循环”，之所以这样编写是因为在纳英特机器人操作系统的PASCAL子系统中，没有程序结束语句。

你能根据图12-6 的程序画出机器人灭火的程序流程图吗？将图12-6 所示的程序下载到你的机器人内存中，到实际场地试运行，观察机器人能否扑灭火焰。

4、使用火焰传感器寻找火源灭火

程序12-6 是机器人判断是否到达火源警戒线，从而决策是否停止并开启风扇灭火。这样的算法有一个明显的问题就是如果机器人经过门口的白线，也会停下来，并打开风扇。

事实上，燃烧的物体会产生较强的红外线，根据这一点，科学家用红外敏感型元件，做成了专门检测红外信号强度的传感器，这种传感器对火焰产生的红外线特别敏感，所以把它叫做火焰传感器。火焰传感器与灰度传感器一样也是模拟传感器，我们可以用函数analog（端口号）来读取火焰传感器的检测值。

能寻找火源的机器人的搭建

按照如图12-7 所示的方法，把火焰传感器的探头安装在机器人的头顶，并将连接线接在机器人主机的模拟端口3，它就变成了一个能寻找火源的机器人了。

图12-7 能寻找火源的机器人

教会机器人寻找火源有了火焰传感器的机器人，自己并不会识别火源。换句话说，置身烈火的机器人并不知道危险就要来临。

让我们来告诉机器人火源在哪里吧。

实验：

1．下面的程序能显示火焰值（假定火焰传感器安装在模拟端口3），请你把它输

入并下载到机器人内存中；

图12-8 显示火焰值

2．测试机器人离火焰的距离与火焰值的关系：