《第三节 创建机器人仿真场地》名师教案.docx

学而优教有方

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第三节创建机器人仿真场地

一、教材分析

（一）内容分析

本节是在前一节掌握了机器人仿真软件界面及模块库的基础上，学习程序设计之前的一节准备内容。VJC1.5仿真版软件的一大特点是可以自由创建仿真场地，可将任务运行环境（现实生活中的场景）利用实体、声源、光源等环境编辑工具创建出来，然后根据任务场地，结合实际情况进行任务分析和程序设计。我们虽然用的是仿真软件，但也要按照计算机解决问题的过程来进行设计。

本节将初识仿真环境界面，学习通过实体的添加、设置、删除，光源、声源的添加、设置、删除进行仿真场地设计，通过场地文件的保存、加载、导入和修改、导出，练习场地文件的编辑。

（二）教学目标

（1）通过场地文件的保存、加载、导入、修改和导出等，掌握场地文件的编辑方法。

（2）通过“实践活动1”“实践活动2”和“练习提升”，掌握场地文件的设计、创建、保存、导入的方法。会根据平面图、实景图等创设出任务运行场地。

（3）通过学习“初识仿真环境界面”，了解机器人仿真软件的仿真环境界面中各按钮的功能。通过“思考与探索”，引领学生思考仿真环境界面功能如何分区，创设场地需要什么工具。

（4）通过添加、设置、删除实体、光源、声源等，练习仿真场地的设计。通过“思考与探索”中问题的引领，引导学生思考如何更恰当地运用实体中的障碍物和图带设计场地。

（三）教学重点和难点

1.教学重点

使用矩形、圆形实体（障碍物和图带）创设场地环境。

2.教学难点

根据平面图或实景图提炼出数学图形，并用矩形、圆形实体进行场地环境的创建。

二、学情分析

机器人仿真软件的应用就是为了让学生学会在不同真实情景下设计程序，让机器人完成任务。VJC1.5仿真版软件支持自己动手编辑环境场地，这是它的一大特点。教师要引导学生用好这一特点，多带领学生分析真实环境。学生应具备的知识和技能是会打开VJC1.5仿真版软件，能正常进入和退出仿真环境。本节有两个难点：一个是根据平面图、实景图提炼出数学图形并用实体工具绘制；另一个是“练习提升”中，使用矩形和圆形工具绘制不规则场地环境。学生通过探索能完成较简单的场地绘制，计算机操作不太熟练的学生，在设计较复杂场地的时候会稍有困难。

三、教学建议

（一）课前准备

设备：多媒体教学设备，互联网环境。

学生：了解仿真和仿真实验。

教师：应提前准备好若干个平面图和生活实景图；做好仿真环境功能分区和按钮功用的相关知识储备；准备一个用于展示教学内容的演示文稿；设计教学用的记录表、评价表。

（二）过程设计

上一节学习了机器人仿真软件界面，熟悉了模块库及常用模块，本节是学习程序设计之前的一节准备。VJC1.5仿真版软件的一大特点是可以自由创建仿真场地，可将任务运行环境（现实生活中的场景）利用实体、声源、光源等环境编辑工具创建出来，然后根据任务场地，结合实际情况进行任务分析和程序设计。由于场地环境可以自己创设，所以让学生从最基础的软件应用提升到问题解决的层面，重点是培养学生的思维。

本节从初识仿真环境界面开始，让学生熟悉仿真环境中工具的应用。继而初步体验仿真场地的设计，从易到难，从添加到设置，再到删除，练习使用障碍物和图带创建目标图。

本节是实践操作占比较大的一节，在动手操作之前，教师一定要讲清为什么要学习创设场地环境，如何根据平面图、实景图提炼出任务场地，如何使用仅有的矩形、圆形组合出合适的场地供机器人运行。教师可用任务驱动法，按照进程布置不同的任务，简单的任务以独学形式，较难的任务以群学的形式步步推进。要采用多元化的教与学的方式，让学生既能深入理解理论部分的知识，又能动手体验操作，从单纯地听和模仿，变为主动地思考和练习。

本节围绕教学内容，设计有四个“思考与探索”、两个“实践活动”、一个“练习提升”，需要学生参与思考、讨论和实践探索的内容比较多。每一个“思考与探索”或“实践活动”会引出下一个模块的内容，学生需先系统地学习仿真环境（界面及按钮功能），边思考、边实践、边求知。教学过程中，教师要注意及时对学生个体和小组进行评价反馈，让活动的实效落地。

在教学过程中，需要学生以小组为单位，收集整理一些学习资料，为了培养学生良好的学习习惯，建议以文件的形式，将相关信息整理、合并、保存，如：小组编号\章节\活动\文件等。

参考教学过程如下。

1.创设情境，引入新课

教师可以使用一台下载有某一任务程序的实体机器人，让其完成指定任务（如加装了红外测障传感器的机器人，可实现避开障碍物运动，也为后面即将学到的内容做铺垫）。运行机器人之前，要先引导学生分析“路况”，给出环境场地的概念，让学生能从真实环境中提炼出需创设的数学图形（场地环境）。

VJC1.5仿真版软件的特点就是可以自由创建仿真场地，使用机