避障机器人

《避障机器人》教学设计 郑州四中 贺红波 【学情分析】 学生在此之前已经认识了各种传感器，并且具备了基本的编程能力，这是本 节课学习的基础；另外学生对学习机器人设计所具有的饱满热情，将是本节课顺 利实现的保证。 【学习目标】 1. 能够识别超声波传感器，并能说出其工作原理。 2. 能够利用NXT2.0的超声波编程模块实现距离测控。 3. 能够结合循环结构和分支结构编程控制机器人对不同的距离做出不同的 动作。 4. 体会程序设计的过程，增强机器人的学习兴趣。 【学习重点】 1. 超声波传感器的工作原理。 2. 超声波传编程模块的应用。 【学习难点】 1. 利用分支结构编程控制机器人的不同动作。 2. 利用循环结构实现机器人的持续控制。 【学习素材】 LEGO MINDSTORMS Education NXT Robot Educator 14.检测距离 【教学策略】 任务驱动 分组合作 评价激励 【学习过程】 一、新课引入 上节课我们学习了控制机器人直线行进的编程设计，但是大多数同学的机器 人都是一直不停的向前走，结果：撞上了前方的障碍！ 请思考：怎样让机器人能够检测到前方的障碍，然后停止前进呢？ 这就是本节课我们要完成的任务一一避障机器人的设计。 二、新课学习 1. 超声波传感器（如下图示）： 工作原理： 超声波传感器向正前方发射扇形的超声波，超声波遇到障碍时返回传感器, 并依据返回的超声波判断距离障碍的距离。 超声豉传感器 n识别物俸 n识别运动 2•超声波控制模块（如下图示）: 01 O O 3, 4 油吕ta” ®工 □ 40 [-日 1 g 1 &=.- 「rnn* 1巴* P 三、试一试： 请每四位同学结合成一个活动小组，其中两人合作按照基础小车搭建图，制 作简易机器人；另外两人合作完成编程设计，要求：机器人距离障碍物20厘米 时停止前进。 参考程序： 四、练一练： 思考：如果要求机器人能够根据不同的障碍物距离做出不同的动作，我们该 如何设计程序呢？ 提示知识：利用分支结构可以更加灵活的控制机器人的动作，原理如下： 请各小组修改程序，实现机器人自动判断距离进行适当的动作：距离大于 20厘米则继续前进，距离小于20厘米则返回。 参考程序： Oi O: O j O 4 © £ O—— 4 o 1 < □ 1 旳 目二m CiTjJ 二来 SI 五、考一考： 上面的程序只能实现一次距离判断，如何控制机器人不停的进行距离判断 呢？ 提示知识：利用循环结构可以重复执行相同的动作，直到循环 结束为止。循环控制模块的图标如右图示： 请个小组利用循环模块控制机器人不间断的进行距离检测，并 作出相应动作：距离大于20厘米则继续前进，距离小于20厘米则后退。 参考程序: 六、课堂小结 本节课我们学习的知识有： 1. 超声波传感器的工作原理。 2. 利用超声波模块编程控制超声波传感器进行距离检测。 3. 利用分支结构控制机器人针对不同的距离进行不同的动作。 4. 利用循环节后控制机器人重复执行相同的动作。 【课堂反馈】 我们的学生起初对于机器人的搭建非常的感兴趣，在学习了本节课后，掌握 了灵活控制机器人的编程方法，学生的学习兴趣空前高涨，纷纷提出了自己更新 颖的设计思想，对于后续课程的学习非常的有利！ 另一方面，在计算机编程方面，初中学生相对于高中学生来讲，理解的稍慢 一些，所以合理的分组可以有效的促进学生的相互沟通学习。事实证明这是一种 行之有效的教学方式。