第3章 02循线机器人（教学设计）-初中信息技术九年级同步教学设计+视频+图片（苏科版2018）

循线机器人 课题：循线机器人（第3章 第2课时或第3课时） 一、学科核心素养 通过机器人的循线项目活动，了解循线传感器的循线原理，通过实践来改善机器人循线的性能，从而锻炼学生的逻辑思维、培养学生的团队合作精神。 二、教材分析 本节课是苏科版初中信息技术9年级教材第3章中“项目探索”的内容，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仿真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。 三、项目主题 认识循线传感器，完成“导游机器人”名迹向导等项目活动。 四、学情分析 本课的教学对象是9年级的学生，经过前几节课的学习，学生已经熟练掌握了“学生机器人”控制板的相关知识，基本掌握了几个常见传感器的使用方法，也熟悉了“开源机器人”的编程环境。通过学习过程中的知识积累，学生对“开源机器人”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。 五、项目目标和教学要求 了解循线传感器的工作原理；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；能够利用循线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。 六、教学重点与难点 １．重点 （1）理解循线传感器的工作原理。 （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，实现利用循线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。 七、教学方法与手段 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。 八、课时安排 1课时。 九、项目准备 “学生机器人”、“xDing软件平台”、SG90舵机。 十、活动过程 （一）项目导入 我们外出参观旅游的时候一般都能看到导游的身影，不过随着科技的发展，导游也发生了变化！ 1．播放一段介绍“导游机器人”的视频。 2．展示图片，感慨机器人时代的到来。 图1 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，说出直流电机、轮胎、红外传感器、板载超声波传感器、舵机、LED灯、声音传感器、主控板等。 教师：同学们回答的真好！作为古城金陵的一名小主人，我们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！ 引出课题：今天，让“开源机器人”带领我们沿着名迹的路线游览风光吧！ （核心素养下的设计意图）激发学生兴趣，促进学生发现生活中的变化，并加以思考变化的原因；通过影像的感知，调动学生回忆前面所学的知识，并在头脑中建立“开源机器人”的模型及运用模型的思维。 （二）新知新会 1.教师展开金陵文脉的地图，引导学生发现问题。 教师：在地图中标识了很多景点，不过景点之间连接着曲折的黑线，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？ 图2 教师：等待学生思考（1分钟左右），静听学生思考后的答案，暗示学生给“开源机器人”装上能分辨黑白的“眼睛”，由此引入循线传感器原理。 图3 教师展示循线法宝——循线传感器，介绍循线传感器的工作原理和使用方法。 教师：相信大家看完了循线传感器的介绍，对完成导游机器人的制作应该充满了信心，下面我们就开动脑筋去创造吧！ （核心素养下的设计意图）通过循线传感器工作原理的简介，让学生对循线传感器的应用有了直观的认识，激发学生的好奇心，提升学生对解决问题的憧憬。 （三）项目体验：检测“导游的眼睛” 1．项目分析 结构分析：观察“开源机器人”上循线传感器的结构特征。 团队建立：成立2人小组，为“开源机器人”上的循线传感器测值。 程序分析：尝试编写检测程序，观察循线传感器对黑白颜色反馈的值。 2．项目测试 教师指导学生编写测值程序，提示学生预先连接串口及“安装固件”，演示写入程序及执行程序的操作步骤，帮助学生得出循线传感器检测到黑色时，输出1；检测到白色时，输出0的结果。 ( 测试程序 ) 图4 （核心素养下的设计意图）采用小组合作的方式讨论交流进行学习，通过学生之间的合作互助，树立信心，培养学习习惯。 （四）项目实践：初循黑白 1. 项目分析 循线分析：观察分析“开源机器人”的板载循线传感器与黑线之间的位置关系。 教师根据学生的回答，拟画出“开源机器人”上三个循线传感器与黑线之间