新纲要云南省实验教材小学信息技术六年级第7册全册教学设计教案Word文档下载推荐.docx
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教具
计算机设备
教学过程
一、激趣导入法:
人类历史发展的过程中有过许多的梦想,正因为有了这些梦想,才让我们拥有现在便捷、美好的生活!
而创造机器人来帮助我们,是人们自古就有的一个梦想!
二、新课教学
(一)我们身边的机器人
1.科幻片中的机器人:
说到机器人,大家首先想到的一定是科幻片里的它们:
随时能从口袋里拿出各种道具帮助大雄的哆啦A梦;
有着呆萌外表和善良本质的大白;
集正直、博爱、善良等领袖气质于一身的擎天柱;
虽然原来是人类,但是被改造成为机器人的阿丽塔。
这些机器人虽然外形各异,但是都有着人类自身无法拥有的能力!
2.现实生活中的机器人:
现实生活中有许多机器人早就已经成为了我们的好伙伴。
它们像人类希望的那样,不但可以从事繁重的体力活和脑力活,还能帮助我们完成人类难以完成的单调、复杂甚至是具有危险性的工作,如焊接机器人。
(二)机器人的分类
机器人形态各异,根据用途的不同,可以将机器人分为家用机器人、工业机器人、农业机器人、军用机器人及其他机器人等。
1.家用机器人:
擦窗机器人、体感平衡车、烹饪机器人娱乐机器人。
2.工业机器人:
搬运机器人、食品包装机器人、喷涂机器人;
3.农业机器人:
摘草莓机器人、放牧机器人、植保机器人;
4军用机器人;
5.其他机器人:
包括手术、餐饮、水下、航天机器人等。
·
(三)机器人的发展史
1.机器人技术的萌芽
机器人技术虽然出现得比较晚,但是制造机器人的梦想早在远古时期就已经有了,有不少杰出工匠设计出了具有人类或动物特征的机器人雏形,如木鸟、记里鼓车和指南车等。
但现在看来,这些装置还不能算是真正意义上的机器人。
2.机器人技术的发展
1959年,第一台工业机器人由美国人约瑟夫·
恩格尔伯格和乔治·
德沃尔联手制造出来,开创了机器人发展的新纪元,它利用自动控制技术代替人们完成容易中毒的高温焊接工作。
随着自动控制技术和传感检测技术的发展,机器人开始安装传感器获取外部环境信息,并通过反馈控制,使机器人能在一定程度上适应变化的环境,特别是将人工智能应用到机器人后,使机器人具备了智能,机器人就有
特了和一般自动化设备区分的重要标志。
所以,现在的机器人普遍都具有了多种感知功能,不但能够完成复杂的动作,还具备初级的学习、思考、判断和自主解决问题的能力。
练习设计
综合实践
你想象的机器人是什么样子的呢?
它都具有哪些功能?
用画笔把
它画出来吧!
板书预设
(一)我们身边的机器人:
1.科幻片中的机器人;
2.现实生活中的机器人。
(二)机器人的分类;
(三)机器人的发展史:
1.机器人技术的萌芽;
2.机器人技术的发展。
教学反思
第2课机器人的组成
新纲要云南省实验教材小学六年级《信息技术》第7册第2课机器人的组成根据教材内容帮助了解机器人的基本组成部分及各个部分的功能;
知道设计一个机器人要经历的过程。
观察我们身边的机器人,通过对它们各组成部分的学习,找到其中的同选不同点与共同之处,知道要搭建一个机器人,我们应该如何去做。
观察我们身边的机器人,通过对它们各组成部分的学习,找到其中的同选不同点与共同之处。
要搭建一个机器人,我们应该如何去做。
究竟什么是机器人?
它们的“长相”和“身材”有统一的标准吗?
它们必须长得和我们一样吗?
我们见过许多形态各异的机器人,有方形、圆形、人形或者只有机械臂的机器人,甚至连身体都没有的机器人。
那么,到底什么才是机器人呢?
我们先从它们的组成开始探个究竟。
(一)机器人的组成
机器人的基本组成部分包括:
控制部分、感知部分、机械部分和动力源部分,如图1-22所示。
1.机器人的大脑:
控制部分。
控制部分是机器人的指挥中心,负责向其他部分发出指令,并根据其他部分反馈回来的信息做出分析与决策。
它主要由微控制器、存储器和输入、输出端口组成
2.机器人的感觉:
感知部分。
感知部分由各式各样的传感器组成,主要任务是获取外部的声音、亮度等信息,并进行信息的处理。
常见的几种传感器如图124所示。
3.机器人的手脚:
机械部分。
机械部分主要负责构建机器人并让其做出各种动作。
机器人常见的运动结构有轮式、履带式和足式。
轮式、履带式机器人的运动控制更简单,而足式机器人就比较复杂。
4.机器人的“食物”:
动力源部分。
动力源部分是机器人的动力来源,机器人必须要有动力源部分才能运行。
机器人是一种具有高度灵活性的自动化机器,这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力。
制作机器人的基本过程
(二)设计机器人的结构:
1设计机器人的结构;
2.选择器材;
3搭建机器人;
4.编写程序控制机器人;
5调整结构与调试程序
二、课堂练习内容
1.回顾机器人的分类,并让学生说出哪些是家用机器人、哪些是农业机器人、工业机器人、军用机器人。
2.机器人的基本组成部分包括哪些?
(指明说说,同时让学生说出它们的具体功能)。
打开素材,观看视频,你夏喜欢哪段视频中的机器人,为什么?
控制部分、感知部分、机械部分和动力源部分。
第3课搭建电风扇
新纲要云南省实验教材小学六年级《信息技术》第7册第3课搭建电风扇根据教材内容,本课是帮助学生了解搭建一个机器人可以使用哪些零件;
掌握最基本的搭建方法,尝试搭建一个电风扇结构。
观察我们身边的电风扇都是什么样子的,尝试一下,能不能用手边的零件,设计和搭建出一个不仅结构稳定、风扇叶片还可以转动的电风扇呢!
观察我们身边的电风扇都是什么样子的,尝试一下,能不能用手边的零件,设计和搭建出一个电风扇。
设计和搭建出一个不仅结构稳定、风扇叶片还可以转动的电风扇。
我们生活在一个智能的世界里,家中的电器都越来越智能化。
智能空调、智能电饭煲、智能垃圾桶、扫地札器人等都已经成为我们生活中的好帮手。
我们学习了机器人的基本组成后,就可以利用手边的机器人零件设计并搭建出机器人啦!
(一)设计电风扇
观察我们身边的电风扇,它们大都由底座、支撑杆和风扇叶片三
个部分组成。
在设计电风扇时我们应该考虑以下三个因素。
(1)如何使电风扇立稳?
(2)搭建什么形状、多少长度的支撑杆才合适?
(3)如何使风扇叶片转动?
解决好这几个问题就可以开始搭建啦!
(二)搭建风扇叶片
1.观察和准备舵机
要使电风扇的叶片能够转动,搭建时我们需要使用舵机来实现。
舵机是一种传动装置,通过舵盘的旋转,带动用积木搭建的风扇叶片,让风扇完成转动的动作。
但是一般情况下,舵机只可以转动一定的角度,所以,需要将舵它机通过设置变成可以连续转动的电机来使用。
在组装时一定要将舵机上的三角形对准刻度线,使角度为0°
,才能保证舵机角度的正确。
每一个舵机上都有各自的编号,用来区别不同的舱机,如“ID-01”,在搭建时一定要注意区分。
2.搭建风扇叶片
(三)搭建支撑杆
搭建支撑杆吋,可以选用几根梁拼接在一起,也可以选择将多个连接块组合在一起。
我们采用将多个连接块组合在一起的方式搭建支撑杆,这样既稳定又便于与舵机连接。
(四)搭建底座
底座的形状,可以是三角形、正方形或是多边形,但为了保证电风扇旋转时仍能够保持稳定,一定要让它具有一定的重量和厚度。
经过观察后我们发现,使用主控器作为底座正好能满足这一需要。
(五)连接开关和舵机
主控盒就是机器人的控制器,在主控盒上有很多不同形状的接口,用于与其他零件或设备连接。
它是机器人所有命令的发出装置。
电风扇的结构搭建完毕后,再将舵机线和电源开关接入主控盒,我们的电风扇就搭建好了,只等给它写程序啦。
三、课堂练习:
我们任何利用手边的机器人零件设搭建出机器人?
动动小脑筋,利用手边的零件,能不能把你一开始设计出来的风
扇也搭建出来呢?
第4课电风扇转!
转!
新纲要云南省实验教材小学六年级《信息技术》第7册第4课电风扇转!
本节课主要是教师帮助同学们认识机器人编程界面,尝试编写程序让电风扇转动起来的教学内容。
机器人的编程界面都有哪几个组成部分?
参照范例编写程序电风扇转动起来,并尝试通过改变舵机的转速,调整电风扇风力的大小。
编程界面都有哪几个组成部分?
尝试通过改变舵机的转速,调整电风扇风力的大小。
当我们搭建好机器人的结构后,它就有了身体,这时再赋予它“灵魂”它就能够听从我们的命令,转动起来!
(一)了解编程界面
我们使用的程序编写界面主要由“程序模块区”“工具栏”和“程序编辑区”三个部分组成。
工具栏主要包含“保存”、“我的项目”、“查看程序代
码”、“蓝牙”、“表盘”和“帮助”按钮。
(二)绘制流程图
当我们要让机器人完成一件事情时,可以用流程图将它要完成的任务绘制出来。
让电风扇转起来的任务很简单,只需要电机转动一定的时间就可以啦!
(三)编写电风扇控制程序
1.连接设备
在编写程序之前应先打开机器人控制器的开关,将平板电脑或手机等设备通过藍牙与机器人连接配对。
连接成功,才能编写程序并控制机器人。
2.编写电风扇控制程序
根据流程图,我们很容易就能从“程序模块区”中找到相应的程序块,将它们拖入到“程序编辑区”并像拼积木一样“拼”起来,设置好它们的参数,控制电风扇转动的程序就编写完成了,如图1-41。
再单击“运行”按钮,你的电风扇转起来了吗?
(提示我们使用的舵机(只能旋转236°
)可以通过以下方法,将舵机设置为“轮模式”以得到连续转动的效果。
)
三、课堂练习
让学生根据流程图,从“程序模块区”中找到相应的程序块,将它们拖入到“程序编辑区”并像拼积木一样“拼”起来,设置好它们的参数,控制电风扇转动的程序就编写完成了。
四、本课题小结
同学们,今天我们学习了第4课电风扇转!
你们有哪些收获呢?
......
本节课的练习设计
根据教材P27页综合练习内容,尝试通过调整电机的转速来调整风力的大小。
(一)了解编程界面
第5课我也来搭“智能道闸”
新纲要云南省实验教材小学六年级《信息技术》第7册第5课我也来搭“智能道闸”根据教材内容,教师帮助学生学会搭建一个可以打开和关上的汽车智能道闸系统;
了解红外传感器的工作原理;
能够为汽车智能道闸系统安装一个红外传感器。
现实生活中的汽车道闸都是什么样的?
你能搭建一个汽车道闸吗?
如果再为它安装一个红外传感器,它就能够自动识别车辆是否到达,成为一个智能道闸啦!
解决这些问题!
汽车道闸都是什么样的?
教会学生能够搭建一个汽车道闸。
教会学生能够搭建一个汽车道闸。
小朋友们,智能道闸被广泛地应用于停车场、小区、单位等地方的出入口,它可以起到管理出入车辆或人员的作用。
比起传统的道闸,智能道闸更为聪明,因为它们除了可以阻挡车辆外,还能够在自动识别车辆到达时抬起闸杆、离开后放下,有的还可以在自动识别到车辆号牌后放行车辆……怎么样,你们也想自己动手来设计一个智能道闸吗?
那就开始吧!
(一)设计智能道闸
观察常见的智能道闸系统,一般由三个部分组成:
控制器、基座和道闸的闸杆。
在生活中,控制器通常被放到基座里,所以看上去道闸只有两个部分构成。
闸杆的部分可以设计成很多样式,有“一字”式的、“井字”式的、可伸缩式的、对开门式的或三辊式的。
其中“一字”式的闸杆是最容易制作的,我们就从设计这样的道闸开始,在设计智能道闸时,我们应该考虑以下三个因素。
(1)用什么零件能让闸杆抬起和放下?
(2)搭建一个什么样的基座能让道闸稳固?
(3)红外传感器应该放置在哪个位置,才能更好地检测到来车你有自己的想法了吗?
那就开始搭建吧!
(二)搭建道闸基座
基座是道闸中比较重要的一个部分,基座稳才能承受得住闸杆上下运动时施加给它的力。
所以,一般情况下,基座要设计一个比较大的底面并有一定的重量。
(三)给智能道闸装上闸杆和“眼睛”
设计好基座后通过分析智能道闸上闸杆的运动方式,我们发现只要让闸杆在同一平面内转动一定的角度就可以实现抬起和放下动作。
所以,我们可以通过舵机旋转的角度来控制闸杆抬和放的幅度。
而要检测车辆是否到达,需要再为智能道闸安装上红外传感器。
(四)红外传感器
1.红外传感器的工作原理:
红外传感器是比较常用和重要的一类传感器,在它的里面主要有两个部分,一个是红外信号发射器,另一个是信号接收器。
当发射管发射出的红外线遇到前方的障碍物时就会被反射回来,并被接收器接收,它通过这样的方式就可以检测出前方一定距离有没有障碍物。
2.选择红外传感器的安装位置:
因为红外传感器的检测范围有一定的距离,所以在我们进行设计时,为了保证让智能道闸能够准确地“看到”车辆驶入的情况,我们应该把红外传感器安装在容易检测到车辆驶入的位置。
利用手边的零件,搭建一辆小车模型,用于下节课模拟车辆通过
道闸。
1.红外传感器的工作原理
2.选择红外传感器的安装位置
第6课“道闸、道闸快打开”
新纲要云南省实验教材小学六年级《信息技术》第7册第6课“道闸、道闸快打开”本节课我们要帮助学生能够编写程序控制闸杆的抬起与放下;
学会设置红外传感器,控制智能道闸自动检测车辆是否到达。
为已经搭建妤的智能汽车道闸编写一个控制闸杆抬起和放下的控
制程序,并为红外传感器设置合理的参数,使智能道闸能够自动检测
车辆的到达,并抬起闸杆。
如何让使智能道闸能够自动检测车辆的到达,并抬起闸杆。
如何让使智能道闸能够自动检测车辆的到达,并抬起闸杆。
在上一节课中,我们已经把智能道闸搭建好了,但是没有程序的控制它还不能自动运行,所以这节课,我们就来学习如何让闸杆在自动检测车辆的到达后打开。
(一)编写控制闸杆的程序
分析闸杆的运动后,需要设置舵机转动一定的角度抬起闸杆,停顿段时间后再旋转一个角度放下闸杆,回到原来的位置。
我们可以先画出流程图,再在“程序编辑区”编写程序,如图1-55所示。
(详见教材内容P38页打开启闸杆程序)
(二)编写检测车辆到达程序
用红外传感器检测车辆到达后抬起闸杆的过程是:
使用红外传感器进行检测,如果检测到车辆到达,就抬起闸杆,并保持一定的时间;
如果没有检测到,则继续检测。
想要完成这个检测,我们首先需要在程序中加入一个判断语句,通过为红外传感器设置一定的值,判断车辆是否到达。
再利用“重新开始”模块,让程序始终保持检测的状态。
(详见教材内容P39页打开启闸杆程序)
三、课堂巩固练习
试一试
1.调整舵机的旋转角度值,观察闸杆抬起的角度变化;
调整航
机的旋转时长,观察闸杆运动的速度变化。
2.我们编写的程序只能控制闸杆运行一次。
尝试将D击行开
说一说
1.让学生说说编写控制闸杆的程序;
(我们可以先画出流程图,再在“程序编辑区”编写程序)
2.让学生说说用红外传感器检测车辆到达后抬起闸杆的过程。
(我们首先需要在程序中加入一个判断语句,通过为红外传感器设置一定的值,判断车辆是否到达。
四、本节课小结
小朋友们,今天我们一起学习了第6课“道闸、道闸快打开”.....
让学生说一说
(一)编写控制闸杆的程序
第7课我的“碰碰车”
新纲要云南省实验教材小学六年级《信息技术》第7册第7课我的“碰碰车”我们根据教材内容,这堂课主要是要帮助学生能够搭建机器人小车;
了解触碰传感器的工作原理,为机器人小车装一个触碰传感器,使它撞到物体后做出反应。
正确搭建一个由四个舵机驱动的轮式机器人小车,为它安装上一个触划线碰传感器,使它在碰到前方物体时能先后退再转弯。
搭建一个由四个舵机驱动的轮式机器人小车,为它安装上一个触划线碰传感器。
搭建一个由四个舵机驱动的轮式机器人小车。
游乐场里的碰碰车你一定玩过吧!
它可以在你们的控制下自如地行驶,当“撞上”其他小车时也能自如地转向。
试想,如果这些碰碰车能够不用人来操控,在发生碰撞时自己转向,那不是更有意思吗?
在学习了前面的知识后,我们已经具备了设计这样一辆小车的能力,现在就开始搭建吧!
(一)设计“碰碰车”:
“碰碰车”的结构和之前电风扇、道闸的结构有着较大的区别,结构上主要有三大部分:
车身、驱动轮和碰撞检测装置。
车身可以直接使用主控器,驱动轮需要将轮子先安装在舵机上,之后再固定到车身的两侧。
为了保持小车的平衡,更好地控制小车的前进、后退与转向,我们搭建时采用四轮驱动的方式。
(二)搭建“碰碰车:
搭建“碰碰车”时最主要的考虑是:
如何将舵机以正确的方向安装到主控器上,又如何将轮子稳固地安装到舵机上。
在选择零件时,要仔细观察它们的特点,这样才能正确地固定舵机和轮子。
1.安装舵机到主控器上。
2.安装轮子到舵机上。
3.安装碰撞检测装置。
4.连接数据线和电源开关
(三)碰撞传感器
1,碰撞传感器的工作原理:
碰撞传感器上安装有一个压力感应装置,当它感受到压力时,就会向主控器反馈回信号。
我们使用的碰撞传感器可以识别单击、双击和长按三种触碰动作。
2.选择碰撞传感器的安装位置:
碰撞传感器只有当检测到压力时才会有所反应,所以如果想要让机器人在所有方向都能检测到碰撞,就必须在四个方向都安装上触碰传感器。
我们的“碰碰车”只在前方安装触碰传感器,为了取得最佳效果,我们应该根据“碰碰车”的高度来确定触碰传感器的位置。
能不能让“碰碰车”在不碰到物体的情况下就做出反应呢?
如果以,你应该选用什么传感器呢
让学生复述搭建“碰碰车”时在选择零件时,要从哪几个方面仔细观察它们的特点?
(1.安装舵机到主控器上。
“碰碰车”的高度来确定触碰传感器的位置,能不能让“碰碰车”在不碰到物体的情况下就做出反应呢?
如果可以,你应该选用什么传感器呢?
第8课奔跑吧“碰碰车”
新纲要云南省实验教材小学六年级《信息技术》第7册第8课奔跑吧“碰碰车”。
根据教材内容,帮助引导学生编写程序控制“碰碰车”前进与转向;
学会设置碰撞传感器,让“碰碰车
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- 纲要 云南省 实验 教材 小学 信息技术 六年级 册全册 教学 设计 教案