资源简介

第5课 自动避障机器人
一、教学目标
知识与技能
了解红外避障传感器的组成。
会应用红外避障传感器。
会用“永久循环”模块编写程序。
会用“条件判断”模块编写程序。
会在仿真环境中设置障碍物。
过程与方法
通过观察、思考、比较、提问、讨论、认识并了解红外避障传感器的构成及原理。
通过与小组成员合作交流，运用算法流程图清理思路，理解条件表达式并运用“永久循环”和“条件判断”模块，掌握分支结构程序的编写方法。
情感、态度和价值观
通过小组内的互助合作探究，体验合作分析解决问题的过程，获得成功的体验，增强团队合作意识。
通过算法流程图以及程序的编写，感受程序思维的表达方式，梳理思路的同时体验问题解决的思维过程。
二、教学重难点
重点： 掌握“条件判断表达式”，会运用“永久循环”和“条件判断”模块的编写程序。
难点：理解“条件表达式”。
教学过程
情境导入
播放服务机器人视频。在生活中常见的服务机器人能够自动避开外面的障碍物，完成服务工作任务。是什么能让服务机器人“看”到这些障碍物，巧妙地躲开它们呢？
通过游戏：请出两名学生，其中一人蒙上眼睛。从教室的后面直线走到讲台上。
设计问题：
1.为什么没有蒙上眼睛的同学能快速地走到讲台前，而蒙上眼睛的同学找不准方向？
2.机器人没有“眼睛”是否也会找不准方向？如何设计才可以避免机器人碰到障碍物？
探究新知
1.认识红外避障传感器的组成及工作原理。
（1）出示课件
红外避障传感器相当于机器人的“眼睛”，它由一个红外发射管、一个红外接收管、可调电阻、探测指示灯组成的。
学生观察思考。
学生分小组内观察红外避障传感器，根据书本介绍或者课件展示找到红外发射管、接收管、可调电阻、探测指示灯。猜测指示灯的作用是什么。
设计问题：
为了避开障碍物，红外避障传感器应该安装在机器人的说明位置？
根据需求拼搭安装好带有红外避障传感器的机器人。
思维训练。
设计问题：
根据红外避障传感器安装的位置，你设计的机器人是怎样避开障碍物的？
组织学生开展小组讨论、归纳。
请具有代表性的小组汇报讨论的
引导学生认识不同方案的共同点：机器人发现有障碍物——转向（左转或右转或向后转）后继续前进。
引入“判断框”在算法流程图中的应用。
组织学生组内讨论，合作画出能够表达思路的算法流程图。
请具代表性的小组汇报算法流程图设计思路，其他小组成员分析评价。
深入探究
编写带有“条件判断”模块的程序。
红外避障传感器的设置方法。
在“数字传感器”库中单击“红外避障”传感器。再在程序界面中双击“红外避障传感器”框，弹出传感器设置窗口。
选择变量设置为“红外避障变量1”用于存储机器人前端红外避障传感器的信号，而红外变量2、3、4分别存储机器人左、右、后方向的红外避障传感器信号。根据红外避障传感器安装的位置，来确定选择对应的变量。如果检测到有障碍物，变量存储值为“1”，否则变量存储值为“0”。
设计问题：
选择端口时，传感器的端口与微电脑上的接口有什么关系？
“条件判断”模块的设置方法。
在“流程控制模块”库中点击“条件判断”模块，在程序界面出现如下框图。
当满足“条件判断”中的情况时，机器人就执行“是”一侧的操作；当“条件判断”中的情况不成立时，机器人会执行“否”一侧的操作。双击“条件判断”模块，为“条件”成立设置表达式。
设置表达式“红外避障变量1==1”，表示条件满足的情况为“该红外避障传感器检测到有障碍物”。
小组内根据流程图，合作设计出程序。
巩固提高
设计问题：
如果程序中“条件判断”模块表达式设置为“红外避障变量1==0”，机器人还能不能实现自动避障的功能？为什么？
程序中“高速电机”模块能不能用“直行”模块来替代？为什么？
板书设计
自动避障机器人
红外避障传感器
程序流程图
条件判断表达式：红外避障变量1==1
永久循环
教学反思：

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