第7课 设计我们的机器人（教案）六年级信息技术下册 重大版

“了解机器人的设计过程” 教学设计 本资源，《小学信息技术》第八版（重庆大学出版社）六年级下册《第7课 设计我们的机器人》适用 一、学习目标 1.了解机器人设计的过程。 2.掌握“设计思路分析表”如何填写。 3.感受设计过程的艰辛，初步培养善于创新、创造的实践精神。 二、教学重点 学习如何填写“设计思路分析表”。 三、教学难点 掌握“设计思路分析表”如何填写。 四、教学具准备 1.配套PPT。 五、教学过程 时间 教学环节 主要内容 呈现方式 引入课题（了解机器人设计的一般过程） 丁丁、点点在编程猫的带领下战胜了未来机器人，现在他俩想通过自己学习的编程知识，为学校设计一个扫地机器人，作为毕业礼物送给学校，但是几经努力还是没有成功。 他们向编程猫寻求帮助，编程猫告诉他们设计和制作新的机器人不是件简单的事情，另外还需要一定的经费投入。 课件出示“信息窗”：机器人介绍及设计的一般过程 鉴于大家目前的认知水平，无法完成后三步，所以我们先完成前五步，即明确机器人设计要求和思路，然后利用编程软件虚拟现实环境、制作模拟的“扫地机器人”。 解说+课件录屏 观看扫地机器人视频 我们先来观看一个扫地机器人的视频，试着观察和思考一下扫地机器人需要解决的问题。 解说+录屏 设计思路分析表讲解 设计机器人，首先要明确机器人的设计要求和思路，完成分析表，它是设计过程的“指南针”。 机器人名字 扫地机器人 机器人作用 帮助我们清扫地面 序号 需要解决问题 解决方法 1 如何扫地 2 遇到障碍怎么办 3 有楼梯怎么办 4 垃圾装满了怎么办 5 扫地的路线如何设计 … …… 机器人外形 圆形 通过观看扫地机器人视频，我们应当至少想到如下几个需要解决的问题：如何扫地、遇到障碍怎么办等。 那如何来解决这些问题呢？ 通过上一讲，我们知道机器人的运行是靠程序控制，由动力装置和机械装置共同完成的。运行过程中，程序依据各种传感器传回的信息作出判断并发出相应的命令，从而使动力和机械装置做出相应的动作，实现自动控制。 现在，我们就利用这些传感器来解决机器人要处理的问题。 如何扫地：一般采用边刷边吸的方式，具体来说就是靠机器一侧或两侧的边刷将垃圾聚拢，再由底部一个滚刷将垃圾送到收集口，最后靠鼓风机产生的真空将收集口处的垃圾，吸到机器内部的垃圾收集盒中。 遇到障碍怎么办：可以采用主动避障或被动避障。主动避障可以安装超声波传感器，通过发射和接收反射的回波来测距，再依据距离的大小实现主动避障。被动避障可以安装碰撞传感器，通过机器人与周边物体发生轻微碰撞，机器人就做出后退并转向。 有楼梯怎么办：可以安装一个实时测量离地距离的传感器，机器人通过监测距离的数值范围，来决定是否停止和后退。 垃圾装满了怎么办：收集垃圾的尘盒安装尘满传感器，当尘盒装满时提示取出尘盒并倾倒垃圾。 扫地的路线如何设计：可以设计随机路线和规划路线。随机路线就是在一定的时间内，机器人不断地重复执行“前行并扫地，如果碰到物品，就后退并转向”这一套动作。规划路线：机器人内置事先编写好的路线程序，比如：N字形、内螺旋形和Z字形等，然后机器人就按照设计好的某种路线进行扫地。 解说+录屏 小组合作完成思路分析表 同学们，你们心中有最想设计的机器人吗？大家可以根据前面所讲的内容，尝试制订你自己心目中机器人设计思路分析表。 解说+录屏 六、微课脚本 1 引入课题 各位同学，大家好！ 今天我们一起进入六年级下册《第7课 设计我们的机器人》的学习，一同了解一下机器人的设计过程。 我们先了解一下机器人的组成、各部分功能介绍、机器人控制流程图和机器人设计过程。 机器人一般由控制、驱动、传感系统和执行机构组成。控制系统通过处理器实现关节控制、人机交互、系统监督、算法计算等功能。驱动系统有电驱动、液压驱动和气压驱动等方式。传感系统分为内部和外部，内部系统主要有里程计、陀螺仪和加速度计等器件，外部系统主要有摄像头、红外感应器和麦克风等器件。执行机构一般有电机、伺服、传动机构等组成。 机器人各部分的功能……（依据PPT页面讲解） 机器人控制流程图……面对任务对象，外部传感器采集各项环境参数，传送给控制系统，控制系统再结合内部传感器收集的驱动、执行单元的相关参数，向驱动、执行单元发出指令，最终作用于任务对象。 机器人设计过程……（依据PPT页面讲解） 鉴于大家目前的认知水平，无法完成后三步，所以我们先完成前五步，即明确机器人设计要求和思路，然后利用编程软件虚拟现实环境、制作模拟的“扫地机器人”。 课件出示“信息窗”：机器人介绍及设计的一般过程 2 观看扫地机器人视频 我们先来观看一个扫地机器人的工作视频，试着站