资源简介

课题 第4课 机器转向听指挥 共 1 课时 第 1 课时
素养目标 计算思维：深入理解转向动作的精确控制，学会通过调试参数（角度、角速度、时间）来校准机器人的转向行为，培养程序调试与优化能力。 2. 数字化学习与创新：在完成精确转向任务的过程中，体验参数微调对结果的影响，培养精益求精的科学态度。
学情分析 学生已掌握顺序结构和基本动作指令，但对转向的精确控制尚不熟悉。机器人转向受多种因素影响，调试过程是培养计算思维和耐心的好机会。
教学重点 掌握控制机器人精确转向（左转/右转指定角度）的方法。
教学难点 理解并调试影响转向结果的多因素（差速转向的电机功率差、转向时间、机器人结构等），实现稳定、准确的定点转向。
教师准备 教学课件、机器人仿真编程平台、绘制了不同角度转向目标（如90度、120度）的场地图示。
学生准备 复习顺序结构编程，准备好上节课的机器人模型。
教学过程
教学环节 教师活动 (备与教) 学生活动 (学) 所达成的素养目标及方式
导入新课 回顾上节课“倒L”形任务，提问：“在让机器人转向时，你是如何确定它正好转了90度的？如果转多了或转少了怎么办？”引出精确转向控制的课题。 回顾上机操作，思考转向不准的问题，并分享自己的调试经验（猜个时间？）。 从实际遇到的问题出发，明确本课学习目标，激发探究欲。 方式：问题导入。
探究新知 转向原理：简单讲解差速转向原理（左右轮速度不同导致转向）。2. 控制方法：介绍两种常用控制方法： a基于时间的转向：设置左右轮不同速度，运行一定时间。 b基于角度的转向（如平台支持）：直接设定目标角度。 3. 调试策略：讲解“设定初始值→观察结果→分析偏差→调整参数→再验证”的科学调试方法。 1. 理解机器人转向的基本原理。 2. 学习两种控制方法，重点掌握基于时间的转向（设定左右电机功率和持续时间）。 3. 学习调试的基本流程。 计算思维：学习将模糊的动作要求（转90度）转化为精确的程序参数（左电机功率X，右电机功率Y，时间Z秒），并通过系统化调试逼近目标，这是算法设计与优化的重要过程。 方式：探究教学、方法指导。
实践操作 校准任务：在场地中央画一条目标线。请学生编程，让机器人从起点原地旋转90度，尽量对准目标线。记录最终使用的参数。 挑战任务：让机器人完成一个“Z”字形路径（包含两个不同方向的精确转向）。 3. 巡视，引导学生记录数据、分析规律。 1. 反复调试电机动率、转向时间等参数，记录每次调整后的结果，寻找最优参数组合。 2. 将校准得到的转向经验应用到“Z”字形路径任务中，调试两个转向点。 3. 对比与同学的参数差异，讨论原因。 数字化学习与创新：在反复的“编程运行观察调整”迭代中，培养严谨、耐心的科学探究习惯和基于证据进行优化的能力。 方式：实验法、探究学习。
展示交流 开展“转向精度挑战赛”，看谁的机器人90度转向后与目标线偏差最小。请优胜者分享参数和调试心得。 参与挑战，展示成果，分享如何通过微调时间或功率来提升精度。 在竞争中激发精益求精的精神，交流调试技巧。 方式：竞赛激励、经验分享。
小结与延伸 总结精确转向的关键：理解原理、掌握方法、耐心调试。指出在复杂路况中，仅靠预先设定的转向参数可能不够，需要传感器帮忙判断，为后续课程做铺垫。 反思调试过程，理解参数化控制和调试的重要性。 巩固方法，建立闭环控制（反馈）的初步概念。 方式：归纳延伸。
作业设计
基础性作业 写出让机器人实现最精确90度左转的程序代码（包括参数）。
拓展性作业 尝试让机器人走一个正五边形轨迹，并记录下每个转向所用的参数。
教学反思
素养目标达成情况 本节课计算思维目标聚焦于算法优化和调试能力，通过参数校准任务，学生初步掌握了科学调试的方法，目标达成较好。 数字化学习与创新目标在“挑战赛”环节体现突出，学生为获得更好精度而反复尝试，体现了精益求精的态度。
亮点与不足 亮点： “精度挑战赛”极大激发了学生的探究热情和好胜心，将枯燥的参数调试变得有趣。 引导学生记录调试数据，培养了科学实验的初步素养。 不足： 部分学生在面对多次调试失败时容易气馁，需要教师及时给予鼓励和方法指导（如小幅度调整、每次只变一个变量）。 2. 对差速转向原理的讲解可以更直观（如用实物车轮演示），部分学生理解仍有困难。

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