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Arduino机器人创客教育教案
课程名称
聪明的机器人
课程内容
《聪明的机器人》是在学生掌握了scratch软件编程和电机、各种传感器应用的基础上，学习红外避障传感器与超声波传感器在机器人方面的应用。整个课程的思路是：（1）运用红外避障传感器，检测机器人前方的障碍物，如果遇到障碍物作出绕路行为，否则继续前行。（2）运用超声波传感器检测物体的距离，检测物体距离在一定范围时，机器人前进；如果机器人距离物体太近，则后退；当物体不在检测范围内，则机器人无需跟随小主人。
教学目标：
知识与技能：掌握“说”程序模块、“如果-那么”与“如果-那么-否则”逻辑判断语句、“且”逻辑判断语句、“前进、后退”速度设置、红外避障传感器与超声波传感器的应用。
过程与方法：通过团队协作、探究活动等形式，培养学生自主动手、逻辑思维能力。
情感态度价值观：通过小组协作和探究活动，培养学生协作学习的意识、探究学习的精神以及解决问题的能力。
教学重点、难点：
重点：掌握并运用且逻辑运算模块等软件编程模块知识点；红外避障传感器、超声波传感器的应用。
难点：红外避障传感器如何判断障碍物的位置和作出相应行为；红外线传感器检测物体距离的原理。
使用工具：电脑；Arduino-Scratch软件；AS-board；数据线；红外避障传感器、超声波传感器、连接线。
教学方法：讲授教学法；示范教学法；任务驱动法；协作学习法；探究学习法。
教学设计：
环节一：课前回顾（提问）（5分钟）
教学活动：利用课件或黑板板书展示复习旧课的内容，并进行相应的提问。（此处应结合课程安排的顺序来调整）
上节课学习了进击的机器人、线控机器人以及遥控机器人，可提问学生（1）涉及的程序模块可以在哪里找到；（2）涉及的传感器有哪一些，原理是什么？
设计意图：复习旧课可以更好的帮助学生巩固之前所学习的知识，进行知识点之间的衔接。
环节二：课程导入（演示+讨论）（10分钟）
教学活动：情景导入，展示扫地机器人，说明它的工作原理。（通过红外线侦测避开障碍物并清扫地面）
通过演示“机灵小子”给学生观看，让学生上台尝试，并引导小朋友观察其细节，给一定时间讨论整个程序的原理和思路。
计意图：演示环节让学生参与其中，有效吸引学生的注意力，增强其学习动力；创设问题情境，能引导同学们自主探究，这也是把课堂时间留给学生的体现。
环节三：新课讲授（直观教学+任务驱动+协作学习+探究学习）（35分钟）
教学活动：
（1）请同学们先在创客盒子里面找出需要的硬件：主控板、红外避障传感器等，并将红外避障传感器接到对应的端口。（5分钟）
（2）利用“说”模块，读取红外避障传感器的数值，返回1则说明遇到障碍物，返回0则说明没有障碍物。（5分钟）
（3）解释红外避障传感器功能及原理：
如果返回值等于11，则为两个传感器同时碰到障碍物。
如果返回值等于0，则为两个传感器同时没碰到障碍物。
如果返回值等于1，则为右侧传感器碰到障碍物。
如果返回值等于10，则为左侧传感器碰到障碍物。（10分钟）
提出问题：如何应用红外避障传感器和数字逻辑关系，使机器人避开障碍物。（5分钟）
让学生分组完成“机灵小子”的程序。留出一定时间让学生完成测试机器人。（10分钟）
环节四：拓展交流（提问+讨论）（15分钟）
教学活动：提问：1.如何实现滑杆控制机器人速度？
学生自主讨论解决方案，讲师引导实现解决方案。
设计意图：通过学生讨论的方式，培养学生的语言表达能力和团队协作能力。典型问题的引导，有助于学生更深刻地掌握和拓展知识。
课件休息10分钟。（10分钟）
环节五：课程导入（演示+讨论）（5分钟）
平时有没有养小狗之类的小宠物，或者随身必带的物品，说明跟随我们一起的小伙伴小狗是人类的好朋友，那么现在我们有更加高大上的小伙伴——机器人，如何让机器人伴随在我们身边呢？
通过演示“跟随小伙伴”给学生观看，让学生上台尝试，并引导小朋友观察其细节，给一定时间讨论整个程序的原理和思路。
设计意图：演示环节让学生参与其中，有效吸引学生的注意力，增强其学习动力；创设问题情境，能引导同学们自主探究，这也是把课堂时间留给学生的体现。
环节五：新课讲授（直观教学+任务驱动+协作学习+探究学习）（30分钟）
教学活动：
（1）介绍超声波传感器的应用（此处可拓展超声波的应用），并让学生在盒子里找到超声波传感器，并连接到AS-Board。（4分钟）
（2）示范讲解如何运用“说”程序模块，检测超声波传感器的数字范围，并让学生自己尝试。（3分钟）
（3）增加变量，超声波传感器的值可以直接赋值给变量。（3分钟）
（4）利用“如果-那么-否则”逻辑判断语句对变量进行判断。如果超声波的检测到的值在一定范围（10至20厘米），小车向前走；如果超声波的检测到的值太近（小于10厘米），小
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