《灰度传感器》教学设计.doc

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畅游金陵文脉——灰度传感器

课题：畅游金陵文脉——灰度传感器（第2章第2节）

一、教材分析

本课是第2章第2节，也是机器人教学中知识螺旋上升的一节综合性应用课，在前几节课中我们学习了部分单片机控制板、传感器的知识，在此基础上，为了加快学习的步伐，需要学生利用所学知识去探究并模拟智能化机器人的应用，帮助学生在搭建、编程、调试机器人的过程中对相关知识有更深入的了解和掌握，最终让学生学有所获，学以致用，学会创新。

二、学情分析

本课的教学对象是九年级的学生，经过前几节课的学习，他们已经熟练掌握了“学生机器人”控制板相关知识，基本掌握了几个常见传感器的使用方法，也熟悉了“学生机器人”的编程环境。通过学习过程中的知识积累，学生对“学生机器人”产生了浓厚的兴趣，但动手实践与编程能力方面还有待加强，创新意识也有待提高。

三、教学目标与要求

了解循线机器人的工作原理，掌握灰度传感器黑色与白色的测值方法；理解循线程序语句，能独立完成“学生机器人”的循线任务，并学会总结循线问题，提出机器人循线的优化方案；能够利用灰度传感器与各传感器之间的组合，完善“导游机器人”的功能；学会分享自己的学习经验，能大胆实践、勇于创新。

四、教学重点与难点

1.重点

（1）理解循线机器人的工作原理与掌握灰度传感器的测值方法。

（2）理解选择结构的程序设计思想。

（3）学会调整程序中的参数，帮助“学生机器人”完成循线任务。

2.难点

（1）学会程序的编写，实现利用灰度传感器完成循线任务。

（2）利用各传感器之间的搭配及程序的编辑与调试，完善“导游机器人”的功能。

五、教学方法

范例教学法、自主探究与小组合作学习、任务驱动教学法、讨论法。

六、教学过程

1.创设情境，问题渐引

（1）教师活动与学生活动

我们外出参观旅游的时候一般都能看到导游的身影，不过随着科技迅猛发展，我们眼中的导游也发生了变化！

a.播放一段介绍“导游机器人”的视频。

b.展示图片，感慨机器人时代的到来。

图1机器人

教师：你们看视频中的它能说会道，真神奇！如果我们能拥有一个属于自己的导游机器人那该多有趣啊！

那么请同学们根据前几节课所学的内容思考一下：导游机器人的行走、发音等行为，需要哪些元件呢？

学生：回忆所学，提出部分答案：直流电机、轮胎、红外传感器、液晶屏、LED灯、声音传感器、主控板等。

教师：同学们回答得真好！作为古城金陵的一名小主人，我们是不是应该为外来的朋友们介绍一下南京的古迹名胜，共同探寻金陵文脉，感受古城的文化底蕴呢？

（2）设计意图

a.激发学生兴趣，促使学生发现生活中的变化并思考变化的原因。

b.通过感知，激发学生兴趣，调动学生回忆前面所学的知识，并帮助学生在头脑中建立机器人模型及运用模型的思维。

2.新知新会

（1）教师活动与学生活动

a.教师展开金陵文脉的地图，引导学生发现问题。

图2金陵文脉地图

教师：地图中标识了很多景点，不过景点之间连接着弯曲的黑线，如何设计一个机器人让它按照地图上预设的线路完成金陵文脉探寻之旅呢？

教师等待，静听学生思考后给出的答案，暗示学生给机器人装上能分辨黑白的“眼睛”，由此引入新知。

图3学生机器人

教师展示循线法宝——灰度传感器，介绍灰度传感器的工作原理和使用方法。

教师：相信大家看完了灰度传感器的介绍，对完成导游机器人的制作充满了信心，下面我们就开动脑筋去创造吧！

b.小试牛刀

成立2人小组，为循线小车上的灰度传感器测值。

教师巡视并指导，提示学生多测试地图上不同的地方，看看数值是否一样或接近，学生认真测值，记录所测得的数据，验证颜色深则数值低，颜色浅则数值高，最终计算几次数据的平均值(black=400)，作为灰度传感器在循线过程中的分界值。

图4测试程序

（3）设计意图

a.激发学生兴趣，提升学生对解决问题的憧憬。

b.树立学生信心，潜移默化培养学习习惯。

3.初巡黑白

（1）教师活动与学生活动

a.在顺利完成灰度传感器的测值后，请大家思考以下问题：

要想机器人按照黑线的路径行走，两个传感器与黑线之间会产生哪些位置关系呢？

教师根据学生的回答，拟画出小车上两个灰度传感器与黑线之间位置关系的图形（如图5），引导学生分析机器人沿线走的判断过程。

图5

b.根据上述分析与判断，教师展示“机器人沿线走”过程图，介绍单分支语句结构（如图6）

图6

教师：在掌握以上几个知识点后，同学们开始设计程序，让机器人小车带领游客环游金陵的几个景点吧！

任务一：“环游金陵文脉”

学生打开“环游金陵文脉”程序文件，在实践过程中注意记录问题，尝试修改程序，解决问题，可以和预先安排好的小组同学交流经验。

（学生自主操作，教师巡视辅导，给予纠错。）

图7任务图一

c.教师呈现学生记录的问