Arduino机器人课程教案-轨道英雄.docxVIP

Arduion机器人创客盒子教案

课程名称

十一、轨道英雄

课程内容

《轨道英雄》是学生在对Scratch以及传感器已经熟练掌握，并且能够利用程序与硬件做出机器人的情况下，进行的更进一阶的课程。利用循迹传感器检测黑线，结合相应程序控制机器人运动，实现沿线行走。

教学目标：

知识与技能：了解循迹传感器循迹算法，掌握循迹传感器的应用、传感器的连接；掌握“读取循迹传感器”、“如果那么”、“设定灰度阈值”、“设置电机旋转速度”、“设定变量a”、“变量flag”等软件编程语句模块。

过程与方法：通过讲师演示、学生体验、团队协作、探究活动等形式，进一步让学生加深对传感器的了解同时进一步提高学员对于课程的兴趣，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：掌握并运用读取循迹传感器、如果那么等软件编程模块知识点；循迹传感器，循迹传感器传感器的连接，循迹算法，。

难点：根据提供的思路，运用所学知识设计一个符合逻辑的程序

使用工具：Arduino-Scratch软件；AS-board；数据线、循迹传感器。

教学方法：直观教学法；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）（3分钟）

教学活动：回顾上节课学习的聪明的机器人，请同学讲述其原理和运用的知识点。

设计意图：巩固加深学生对于上次课程学习的知识，同时利用拓展问题锻炼学生思维

环节二：课程导入（演示+讨论）（10分钟）

教学活动：举例巡逻机器人，提出问题，让学生思考，从而引导学生进入本次课程，并演示一次完整的《轨道英雄》程序，让学生上台进行体验，观察传感器运行细节，并给一定时间让学生进行讨论

设计意图：通过生活中的例子来让学员了解传感器在生活中的应用，培养学员的观察力；让学生上台体检，增加学生对于课程的兴趣，提高学生的集中力；让学生自主讨论，培养学生多动脑筋的习惯。

环节三：新课讲授（直观教学+任务驱动+协作学习+探究学习）

教学活动：请各位同学拿出今天所需工具。

（1）介绍循迹传感器的原理，让学生了解循迹传感器，并学会连接循迹传感器。（3分钟）

（2）为学生讲解循迹算法，让学生学会循迹算法，理解其原理（3分钟）

（3）示范讲解利用数据程序模块中的“读取循迹传感器”程序语言，让学生利用循迹传感器进行黑白的识别。（2分钟）

（4）示范讲解利用控制程序模块中的“如果那么”程序语言与循迹算法结合，让学生了解算法返回的是什么值，程序就要做出怎样的相应的处理。（2分钟）

提出问题：（1）刚刚老师给你们讲了循迹算法和用如果那么来相结合，让程序做相应的处理，那么老师刚刚是举例了01这种情况，那么还会有什么情况出现呢？那又要程序做出怎么样的处理？？（15分钟）

提出问题：已经完成了轨道机器人的基本的程序编写，可以让机器人进行运作，但是在速度快，弯度大的地方会发生什么事情？大家尝试一下。

（5）学生经过尝试发现当在速度快，弯度大的情况下运行，机器人会发生偏转，从而将学生引进带入更加循迹算法的升级。（10分钟）

（6）通过讲解后让学生更进一步了解循迹算法，然后讲师讲解设定灰阈值、变量a、变量flag、设置电机M1、M2速度。

（5）运行程序，显示结果。留出一定时间让学生同步完成。（6分钟）

设计意图：以直观教学为主，让学生更好地理解新知识；辅以言语引导，让学生主动探究知识，更为深刻。

环节四：拓展交流（提问+讨论）（10分钟）

教学活动：提问：1、现在我们已经完成了我们的程序设计，运行一下发现，小车在运行的时候抖动得很厉害，那请各位同学自己尝试并且讨论如果当速度设小的时候，抖动是不是不会那么厉害了，那又会有什么结果发生呢？

学生自主讨论解决方案，讲师再通过观察学生的讨论，解答学生的疑问。

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。

环节五：任务布置及展示（任务+展示）（60分钟）

教学活动：布置任务：在以上学习任务的基础上，实现疑问中所提及的功能，并自行拓展新的模块丰富程序。

展示：小组上台展示，并学生投票选出最优程序

设计意图：通过任务驱动让学生在实际操作中更牢固地掌握知识，并留出创新的空间自由发挥；此外，展示和投票环节能激发学生的激情，锻炼学生的言语组织能力和鉴赏能力。

环节六：总结及作业布置（总结+作业）（15分钟）

教学活动：总结：讲师根据上课情况，挑选个别同学对本堂课的主要学习内容、重点和难点，进行一个梳理，并突出相关疑问，讲师根据同学的发言情况进行点评