西安交通大学大版六年级下册信息技术教学设计.docx

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西安交通大学大版六年级下册信息技术教学设计

第1课  走花样的机器人

教学内容：

 机器人走五边形、六边形等图形的参数设置。

教学目标：

 1、学生理解程序的循环结构和顺序结构。

 2、学会设置机器人走各种正边图形的参数 

教学重点：

 1、训练程序的编程。

2、学会设置各种正边图形的参数。

教学难点：

 机器人转过角度与速度和角度有关，学生如何进行调整。

教学准备：

 学生机器人编程软件。

教学设计：

 一、 导入：

教师：

前面我们的小机器人已经能走正方形了, 还记得是怎么实现的吗?

打开保存的程序, 回顾一下.  

学生：

进行发言。

学生回忆走正方形的流程：

 开始——直行——转向——直行——转向——直行——转向——直行——转向——结束 

在编程语言中，我们把这种步骤一步一步地实现流程的结

构叫做顺序结构。

但这种过程很繁琐。

可以使用循环结构，其中多次循环模块中的循环次数为4次。

2、在程序编制中，把多个相同的步骤用一个代表循环的模块表示，我们把这样的结构叫做循环结构。

循环结构，可以帮助我们简化程序,让程序看起来更简洁.

一、能走五边形的机器人

1、教师演示将程序设置机器人完成五边形的参数。

我们对“直行”和“转向”两个模块设定了“值”：

直行：

速度5，时间3转向：

速度8，角度90机器人行走的快慢、远近，与电机转速的大小和运动时间的长短有关系。

学生：

调整直行模块中速度和时间的值，在仿真环境中运行并观察变化。

试一试

1、改变直行模块的“值”，模拟运行，观察并记录结果。

（1）、速度不变，改变时间；

（2）、时间不变，改变速度。

教师引导学生回答：

（1）、原来可以通过“速度”和“时间”的值，来影响我行走的速度和远近！

（2）、机器人转过的角度，与它转动的速度和转弯的角度有关。

调整转向模块中的速度和角度值，在仿真环境中运行并观察变化。

改变转向模块的“值”，模拟运行，观察并记录结果。

（1）速度不变，改变角度；转向结束多次循环直行

（2）角度不变，改变速度。

学生思考：

速度会影响机器人转过的角度吗？

教师引导学生回答：

原来我的转动受到了转向模块中“速度”和“角度”值的影响！

二、机器人走正六边形

教师：

我们知道了程序中模块的“值”可以影响机器人行走的快慢和转动的角度，那我们来试试让机器人走正六边形。

学生思考：

机器人走完每一条边后，转过的角度是多大？

想一想，机器人转过的角度是角1还是角2？

教师引导学生：

我们可以用这样的一个公式来计算角度：

机器人转向角度=360÷正多边形边数学生实践：

分组完成设置走六边形的参数并进行交流经验。

教师：

你还能让机器人走出什么样的形状?

学生：

正三角形、正八变形等小知识：

程序中的角度、速度等对机器人的运行状况有重要影响，我们管它们叫做“参数”，而参数的具体取值，称为“参数值”。

三、学生上机实践：

完成本课的参数设置，仿真运行。

四、课后反思：

第2课转圈的机器人

教学内容：

机器人画圆和苹果图形的参数设置。

教学目标：

1、学生利用高速电机模块、延时模块、电机停止模块设置参数。

2、学会设置机器人走圆形或其他带弧线图形的参数

教学重点：

1、理解模块的含义。

2、学会设置画圆形的参数。

教学难点：

 机器人转过角度与速度和角度有关，学生如何进行调整。

 教学准备：

 学生机器人编程软件。

教学设计：

一、导入：

教师：

  小机器人能转弯了!

这回, 我们让它画圆圈好不好?

      学生：

跃跃欲试，积极发言。

二、能画圆的机器人 

 1、教师讲解新知：

学生机器人左、右两侧的轮子，由两个电机分别带动，“转速”是电机的一个参数，它影响轮子转动的快慢：

电机的转速越大，轮子的转动越快。

在仿真环境中，我们利用“高速电机”模块来设置电机的参数。

在画弧线或圆圈的程序中，要配合使用“秒级延时”和“电机停止”两个模块。

2、学生观察：

高速电机对话框中，可以分别设置“左电机转速” 和“右电机转速”来控制机器人的左右两个轮子。

秒级延时模块中延时参数用于设置机器人保持前一个状态的时间。

3、学生实践：

（1） 如下改变高速电机模块中左右电机转速参数和秒级延时模块中的延时参数值，在模拟环境中观察效果并记录：

左右电机转速相同； 

左右电机转速不同； 

秒级延时时间长短 

（2）调整参数值，让机器人在仿真环境中画一个圆。

想一想参数值和画出来的圆有什么关系。

三、画苹果 

教师：

小机器人能借助转弯来画弧线了，让它画个苹果怎么样？

教师讲解：

机器人画苹果，依次要完成两个相等的弧的一段小弧。

1、 画右半圆弧 

用“高速电机”、“秒级延时”和“电机停止”模块画弧。

“高速电机”模块中的左右电机转速分别设置为“20”和“9”：

“延时等待” 模块中时间设置为“3”。

2、画左半圆弧 

在右半圆弧和左半圆相接的地方用转向模块来形成角度，模块中参数设置如：

速度- 8；角度90    添加“高速电机”、“秒级延时”、“电机停止”模块，参数设置与步骤1相同。

 学生实践：

1、  画一段小弧 

添加“高速电机”、“0.1秒延时”、“电机停止”模块。

“高速电机”模块中的左右电机转速 分别设置为“20”、“15”。

 2、仿真环境中运行 

小机器人画出的苹果可能是歪着的，怎么让它“立”起来？

 我们可以通过设置机器人起始转角，使机器人画一个端正的苹果！

在角度对话框中输入角度值，这就是机器人起始运行的角度。

 特别提醒：

程序运行成功后，记得保存辛苦编写的程序！

四、学生上机实践：

完成本课的参数设置，仿真运行。

五、课后反思：

第3课  机器人走走看看

教学目标：

 学生利用下载程序将程序下载到机器人主板上。

 学生理解软硬件之间的连接。

教学重点：

 1、下载程序的使用。

2、机器人硬件与计算机如何连接。

教学难点：

如何使用下载程序。

教学准备：

 学生机器人编程软件。

教学设计：

一、导入：

    教师：

要将在计算机上编辑好的程序“告诉”机器人，让机器人知道怎么做，可以通过“下载程序”来实现。

     教师讲解：

“串口连接线”（简称“串口线”）用来连接计算机和机器人。

它可以将程序传递到机器人的“大脑”里。

受程序控制的机器人的“大脑”就是“主控板”，也称为“主控系统”。

主控板实际上一个承担特殊任务的电路板，下载的程序被存储在它上面，当机器人运行时，命令就由它发出，指挥机器人行动。

学生加以理解。

二、下载程序  

教师进行示范：

1、打开程序                                                           

运行学生机器人编程软件，打开以前保存的程序“走正方形”。

 2、下载程序 

（1）把串口线的一端连在计算机的串口上，另一端插入学生机器人的“下载口”。

（2）打开机器人的开关，接通电源。

  主控板上的小红灯亮起来。

这时，如果主控板上已经有以前下载的程序，机器人就会运行起来。

所以要注意拿稳机器人。

（3）、单击“编译下载”按钮，开始下载“走正方形 ”程序。

    下载完毕后，将弹出对话框，提示下载成功。

关上开关。

小提示 ：

如果下载不成功，对话框中会提示“下载失败”。

通常情况下，我们需要：

1、检查串口线与电脑和下载口是否连接正常：

2、是否接有其他电路板，若有，将其拔掉； 

 3、确认下载时开关处于打开状态。

   学生进行实践模仿。

三、运行机器人    教师进行演示：

    程序正确下载后，将机器人带到场地中，打开开关使其运行，观察并记录它的运行情况。

学生实践活动：

下载并运行“走正六边形”、“画圆圈”、“画苹果”三个程序中的一个或多个，观察它们和模拟环境中的运行效果是否相同，你能自己找出来原因吗？

四、教学反思：

第4课声音传感器

教学内容：

声音传感器的应用

教学目标：

1、学生了解声音传感器的原理和构成。

2、学会控制流程的组成部分。

教学重点：

1、机器人的声音传感硬件。

2、手动控制与自动控制。

教学难点：

学会控制流程的组成部分。

教学准备：

学生机器人编程软件。

教学设计：

一、导入：

教师：

你一定听过阿里巴巴和四是大道的故事吧，你只要高喊“芝麻开门”，宝库的大门就会打开。

现在有了机器人技术，这样的神奇的现象到处可见。

学生：

自学课本。

二、声音的魔力

教师讲解：

报警器、音乐喷泉、声控灯之所以能听到声音，是因为它们都有只神奇的“耳朵”—声音传感器。

三、仿真“耳朵”—声音传感器

教师：

下面我们要学习一种新型“耳朵”—声音传感器，并和我们自已的耳朵做个比较吧。

1、声音传感器的“模样”右图是学生机器人上的声音传感器，看清楚它的模样了吗？

它外形虽然与小朋友自己的耳朵相差很大，可是它的功能却不比我们的耳朵逊色多少！

 声音传感器的功能 

2、声音传感器就像人的耳朵，它的主要功能就是感知声音，并把声音转换成电信号。

声音转换为电信号后，声音传感器还要负责把它送到“总司令部”—控制部分。

四、 揭开“控制”的奥秘 

教师讲解：

 1、什么是控制  

控制就是想办法让其他的东西听我们的话，比如我们按开关将灯打开时，我们就是在对灯进行控制；小朋友在开玩具车时，就是在玩具车进行控制。

2、手动控制和自动控制 

（1） 手动控制 

当你在拧水龙头放水时，你就是在对水龙头进行手动控

制。

生活中常见的手动控制还有用手打开电风扇、骑自行车、开汽车等。

（2） 自动控制 

     生活中常见的自动感应门和自动感应水龙头等可以根椐外界条件的变化自动作出反应，它们就是采用了自动控制。

学生实践：

3、 控制的流程 

下面我们就以路灯为例，学习控制的流程。

在我们爸爸妈妈小的时候，我们国家的科技还不发达，很多路灯都采用手动控制，控制过程如下图所示：

五、教学反思：

第5课“听话”的机器人

教学内容：

 编写控制机器人运动的程序

教学目标：

1、学生了解程序结构组成。

2、学会在仿真环境下的设置。

教学重点：

程序的编写 

教学难点：

理解循环结构中的永久循环。

教学准备：

学生机器人编程软件。

教学设计：

 一、导入：

教师：

这节课我们一起来看声音传感器是如何在学生机器人身上作用的。

教师指导学生：

二、 分析任务 

我们要自己编写一个小程序，让学生机器人在没有听到我们的声音时一动不动，在听到声音后立刻朝前跑。

三、 编写程序  

教师指导学生进行讨论：

编写思路：

 要想让学生机器人听到声音，需要为它装上声

音传感器，在程序中，用“声音”模块来表示声音传感器。

要想让机器人一直竖起耳朵听是否有声音，需要用到循环结构中的一种“永久循环”。

机器人还要根椐是否有声音决定跑或不跑，这时就需要用到“选择结构”。

教师指导学生进行练习：

下面我们就来编写程序吧。

打开学生机器人编程软件，进入编程界面，将“永久循环”模块加入程序中。

这一步我们用到了“永久循环”。

“永久循环”是循环结构的一种，它可以使程序无条件地反复执行。

这样学生机器人就可以一直竖起耳朵听是否有声音。

将“声音”模块加入程序中。

这一步我们给学生机器人装上了“耳朵”，这样它就可以听到我们的声音了。

将“条件判断”模块加入程序中，并设置声音变量的值。

这里我们用到了程序设计中一个新的结构：

选择结构。

还记得前面我们讲过的过马路的例子吗？

要先看是不是绿灯，如果是，就可以过马路：

如果不是，就要等待。

在程序设计中，我们也会遇到类似的情况，就像本程序，当有声音时，机器人前进，当没声音时，机器人停止，这时我们就要用到选择结构。

将“高速电机”模块添加到“条件判断”模块左侧的输出框里，并设置电机转速。

将“电机停止”模块添加到“条件判断”模块右侧的输出框里。

 要想让仿真机器人动起来。

我们必须在仿真环境中设置声音。

 四、 在仿真环境中设置声源  

1、单击仿真界面工具栏中的“添加”按钮，弹出添加对话框。

然后再单击“传感源”，就会出现右图所示对话框。

 2、选择“声源”，单击“添加”按钮，在绿色区域单击，就会出现一个喇叭，即声源。

3、右键单击小喇叭，弹出如图所示对话框。

你可以通过设置圆心坐标来改变声源的颜色或者删除声源。

声源添加好以后，我们就可以在仿真环境中对程序进行检验了。

检验通过的程序，我们先进持保存，我们先进行保存，之后再把它下载到学生机器人的主控板上，一个“听话”的机器人就“诞生”了。

 想一想 ：

如果想让学生机器人听到声音就走正方形，声音停止它就立即停下。

程序应该怎样编写呢？

动手试一试吧！

四、教学反思：

第6课  红外传感器

教学内容：

 学生认识红外传感器的功能与用途。

教学目标：

1、学生认识红外传感器的功能。

2、提高学生的动手能力。

 教学重点：

 自制防盗器。

教学难点：

 红外传感器的功能。

教学准备：

 防盗器的部件、喇叭等。

教学设计：

 一、导入：

教师：

  自动感应门是怎么“看”到我们，然后主动开门迎接我们的呢？

想知道就跟我学吧！

 二、神奇的— “眼睛”—红外传感器 

教师：

前面我们已经学过了一种仿真的耳朵，还记得它吗？

现在我们又要学到一种神奇的“眼睛”—红外传感器，它的功能也很强大。

红外线是什么呀？

和我们看到的光线有什么不同呢？

学生自学课本：

看不见的新朋友—红外线  

你对七彩的光线肯再熟悉不过了，可你知道自然界还存在着一种看不见的光线吗？

它的名字叫红外线，几乎所有物体都可以发出红外线，它像我们可以看到的光线一样，可以前进，遇到障碍物又会被反射回来。

我们就利用它的这个特性制成了红外传感器。

1、红外传感器的“模样” 

右图是学生机器人上的红外传感器，它由一个红外线发射器和一个红外线接收器组成。

2、红外传感器的功能 

学生机器人红外传感器的功能是识别前方是否有障碍物。

 三、自制防盗器 

教师; 下面我们就通过一个小制作来检验一下红外传感器是否真的称得上“神奇的眼睛”吧！

教师指导学生动手操作：

1、分析任务 

我们将要做的防盗器应该具有的本领是：

当有人靠近时，防盗器的小喇叭会自动响起以提醒主人。

2、准备材料

3、组装防盗器

（1）将电池盒与主控板连接起来。

（2）将小喇叭与主控板连接起来。

（3）将红外传感器与主控板连接起来。

（4）用胶带将各个部分固定，这样我们的防盗器的身体就做好了。

（5）将已经编好的程序下载到主控板上，有兴趣的同学也可以自己编写程序。

这一步我们的目的是告诉主控板该如何工作，这样我们的防盗器就由什么都不懂的“小傻瓜”变成聪明的“小卫士”了。

到此为止，我们不仅给了防盗器强壮的“身体”，还给了它聪明的“头脑”，现在防盗器可以正式上任工作了。

让我们来检验一下它是否称职吧！

开眼界 

             两种红外传感器 

同学们，你们有没有发现，现在很多小朋友都是近视眼，主要原因就是他们看书眼睛离书太近。

你能发明一件既能帮他们养成看书时眼睛与书本保持适当距离的好习惯，又不会打扰别的小朋友学习的小东西吗？

大家一起想想办法，帮帮他们吧！

同学们可以分成几个小组分别进行设计，看看哪个小组的发明最好。

三、课后反思:

第7课  机器人快躲开

教学内容：

 如何赋予机器人“眼睛”和“指挥”。

教学目标：

1、学生认识红外传感器的功能。

2、提高学生的编程能力。

教学重点：

 编写避障程序。

教学难点：

 如何编写实施程序。

教学准备：

学生机器人编程软件。

教学设计：

一、 导入：

教师：

这节课我们要为学生机器人装上一双神奇的“眼睛”，使它能够灵活地躲开障碍物。

二、分析任务 ：

学生机器人看不到东西，很可怜，下面我们就赋予学生机器人“眼睛”和“智慧”，让它不会撞上前面的障碍物。

教师指导学生编写程序：

编写思路：

要想让学生机器人能够看到障碍物，需要为它装上红外传感器，在程序中，用“避障”模块来表示红外传感器。

要想让机器人不停地监测前方是否有障碍物，需要用到“永久循环”结构。

机器人还需要根椐监测结果决定是继续前进还是转向，这就需要用到选择结构。

下面我们就来编写程序吧。

1、打开学生机器人编程软件，进入编程界面，将“永久循环”模块加入程序中。

2、将“避障”模块加入程序中并选择变量。

3、将“条件判断”模块加入程序中，并输入进行条件判断的条件。

4、将“转向”模块添加到“条件判断”模块左侧的输出框里并设置转动的角度。

5、将“高速电机”模块添加到“条件判断”模块右侧的输出框里，并设置电机转速。

教师：

这样，我们就为学生机器人编好了程序，在将它下载到学生机器人的主控板之前，我们要在仿真环境中测试它一下，那就先添加几个障碍物，为难一下它吧。

教师指导学生：

 还记得我们是如何在仿真环境中设置声源的吗？

设置障碍物和设置声源的过程十分相似，你可以设置矩形和圆形两种障碍物，也可以设置障碍物属性和删除障碍物。

如果程序通过了仿真环境的检验并做了保存，下一步就可以 将它下载到学生机器人的主控板上，在真实环境中对学生机器人进行考验。

这样我们才能确定它真的变得聪明能干。

 小活动：

我们原来已经见识过学生机器人有了“耳朵”是多么厉害，这节课我们又知道它有了“眼睛”是多么能干，如果学生机器人同时拥有“眼睛”和“耳朵”会有多厉害呢？

那就让我们自己动手编写一个程序逻辑试试吧。

三、 教学小结：

四、课后反思：

第8课轨迹识别传感

教学内容：

 导盲机器人使用轨迹识别传感器。

教学目标：

 1、学生认识轨迹识别传感器的功能。

2、提高学生的对机器人课程的喜欢程度。

教学重点：

 认识轨迹识别传感器。

教学难点：

 怎样走盲道。

教学准备：

 学生机器人编程软件。

教学设计：

 一、 导入：

教师：

  你知道导盲机器人吗？

想知道他为什么能为盲人带路吗？

这节课我就告诉你。

二、 一双“眼睛”的威力       

教师指导学生：

      你一定还记得红外传感器吧，如果我们称它为“一只眼睛”的话，那么我们将要学习的轨迹识别传感器就是“一双眼睛”。

就是因为有了这双“眼睛 ”，导盲机器人才会那么能干。

 轨迹识别传感器的“模样” 

右图是学生机器人上的轨迹识别传感器，它由两组红外发射器和红外接收器组成，白色的是发射器，黑色的是接收器。

轨迹识别传感器的功能 

学生机器人上的轨迹识别传感器的功能就是根据颜色的差别来判断地面的轨迹。

三、怎样走盲道 

导盲机器人为什么能一直沿着盲道走呢？

学生讨论：

导盲机器人之所以能一直沿着盲道走，是它的两只眼睛默契配合的结果，下面我们就来看一下导盲机器人的两只眼睛是怎样合作从而出色完成导盲任务的吧。

导盲机器人在为盲人带路的时候，会遇到四种情况，看看它是如何处理的。

学生总结：

情况一：

导盲机器人位于盲道的左边缘。

这时导盲机器人的“右眼睛”右侧的红传感器有信号，它就会向右转，走到盲道上然后直行。

情况二：

导盲机器人位于盲道的右边缘 

这时导盲机器人的“左眼睛”左侧的红外传感器有信号，它就会向左转，走到盲道上，然后直行。

情况三：

导盲机器人位于盲道上。

这时导盲机器人的两只眼睛都有信号，它就会一直朝前走。

 情况四：

导盲机器人离盲道较远。

这时导盲机器人的两只眼睛都没有信号，它就会转圈儿来找盲道。

导盲机器人在为盲人带路时，它的两只眼睛一直聚精会神地监视着自己的行走情况，并根据不同情况及时地做出决定，从不懈怠，所以它才能出色地完成任务。

 小活动 

  我们的学生机器人看到导盲机器人那么能干，特别羡慕，你能编写一个程序让学生机器人也像导盲机器人一样优秀吗？

四、 教学反思：

第9课  机器人走T形台

教学内容：

 为机器人表演编写程序。

教学目标：

 1、学生认识轨迹识别传感器的功能。

 2、提高学生的编写程序的能力。

 教学重点：

 认识轨迹识别模块。

教学难点：

 怎样编写机器人走T形台的程序。

教学准备：

学生机器人编程软件。

教学设计：

一、 导入：

教师：

 这节课我们要让学生机器人当一回模特儿,让它在T形台上大展风采!

二、分析任务 

教师指导学生：

下面我们就来编写一个程序，告诉学生机器人如何走T形台，把它训练成一位优秀的模特儿。

 三、编写程序     

教师指导：

编程思路：

首先要让学生机器人看到T形台，这就需要为它装上轨迹识别传感器，在程序中用“轨迹识别”模块表示。

我们还需要用“永久循环”结构让机器人不停地监测轨迹识别传感的状态，用选择结构让机器人根据监测结果决定如何走。

在编写程序之前，请大家想一想：

机器人在走T形台时会遇到哪几种情况，在每种情况下它应该怎么做？

学生实践：

1、打开学生机器人编程软件，进入编程界面，将“永久循环”模块加入程序中。

2、将“轨迹识别”模块加入程序中并选择变量。

3、将“条件判断”模块加入程序中，并输入进行条件判断的条件。

4、将“轨迹识别”模块添加到“条件判断”模块左侧的输出框里并选择变量。

5、将“条件判断”模块加入程序中，并输入进行条件判断的条件。

6、将“高速电机”模块添加到“条件判断”模块左侧的输出框里，并设置电机转速。

7、将“高速电机”模块添加到“条件判断”模块右侧的输出框里，并设置电机转速。

8、重复步骤四到步骤六，在左侧轨迹识别传感器条件判断模块的右侧，做类似的设置。

教师提醒：

需要注意的是，当左侧轨迹识别传感器没有信号，不论在右侧传感器有没有信号，学生机器人都要向右走，即设置左、右电机转速分别为20和0。

    这样我们让学生机器人走T形台的程序逻辑就编完了，下面我们在仿真环境中建一个T形台，让模拟机器人先表演一下。

选择“色带”标签下的“矩形”，然后按住鼠标左键在绿色区域横向纵向各拖动一次，一个T形台就建成了，你也可以编辑和删除T形台。

在让仿真机器人表演之前，一定要把它放到T形台上，否则它就会原地转圈儿，拒绝表演了。

如果仿真机器人表演成功的话，那么我们就可以保存程序，之后再将程序下载到学生机器人上，让它体验一下当模特的感觉。

试一试 

你弄懂上面的程序了吗？

你能编写一个程序让机器人沿着轨道行走吗？

四、 教学反思：

第10课 光敏传感器

教学内容：

 利用光敏传感器制作小路灯。

教学目标：

 1、学生认识光敏传感器的功能。

2、提高学生的动手操作能力。

教学重点：

 认识光敏传感器。

教学难点：

 怎样制作小路灯。

教学准备：

 学生机器人光敏传感器。

教学设计：

 一、 导入：

教师：

你肯定熟悉路灯吧，可你知道它为什么会天黑自动打开，天亮又自动关闭吗？

下面我就告诉你。

二、 能看到光的“眼睛”，------光敏传感器 

教师：

这节课我们又要学另一种新的“眼睛”，它专门用来寻找光源。

    学生：

怎么有这么多种眼睛呀？

它们有什么不同呢？

教师介绍：

1、光敏传感器的“模样” 

下图就是学生机器人上的红外传感器，你发现它的“模样与红外传感器有什么区别吗？

一定要看清楚。

千万不要把这两种“眼睛”搞混噢！

光敏传感器的功能