5 第五课 《自动避障机器人》 （教学设计）2023-2024学年小学信息技术五年级下册

教学设计 课题 名称 《自动避障机器人》 授课教师 学科 信息技术 年级 五年级 课型 新授课 教材 分析 本课是广东省教育研究院教研室编著的《信息技术》第五册下册第 5 节课的内容。从本课起将从机器人的不同类型展开学习，本课内容是学习自动避障机器人，主要讲解机器人红外避障传感器相关知识以及如何编写相关避障程序，最后通过仿真和搭建完整的避障机器人模型。本课对学生对机器人类型的认知有很大帮助，对后续内容的学习具有重要的引导与兴趣激发作用。 学情 分析 本课教学对象是小学五年级学生，他们已经具备良好的软件操作能力，学生 首次机器人版块知识，对这门课程有着高涨、浓厚的学习热情和兴趣。 设计 思路 本节课采用“情境创设、讲解演示、任务驱动和分层教学 ”的教法以及“合作学习和自主探究 ”的学法。结合教法和学法，学生能自觉完成知识的建构，在建构知识的同时，发掘出理论与实践的结合点。 教学 目标 一、知识目标： 1.认识红外传感器的定义及组成部分 2.认识程序设计中的“永久循环”以及“条件判断”模块 二、技能目标： 1.学会运用所需模块编写正确的机器人避障程序。 2.学会利用仿真环境模拟真实情况，并搭建正确的避障机器人模型。 三、情感目标： 1.感受机器人走进社会生活的高效便利，激发学习热情。 2.养成大胆实践，积极探索的精神，提升独立自主的能力。 教学 重难点 教学重点：正确认识避障机器人的相关组件及对应程序编写。 教学难点：能灵活仿真环境和连接机器人各组件，搭建出正确的避障机器人模型。 教 学 准 备 多媒体教室，避障机器人组装相关配套材料，课本，极域广播软件、RC编程软件 教学流程 教 学 环 节 教师活动 学生活动 设计意图 引 导 设 疑 ， 导 入 新 课 师：“上节课我们通过学习多次循环程序设计，为之前制作的巡逻兵简化了程序，使其变得更加“聪明”，更加智能、高效。” 师：“人们在走路的时候是怎样发现避开障碍物的呢？是怎样的一个过程？要怎样才能把这样的本领教给我们的机器人呢？ 要让机器人避开障碍物，首先要给机器人装上“眼睛”，使它具有能感知障碍物的“器官”，然后设计避障程序，让机器人能够根据所检测到的路况选择前进或者转弯。” 学生尝试回答 通过复习回顾的方式进行课程导入，有利于学生回顾所学知识，帮助学生梳理知识结构。 提问激发学生思考，集中学生上课注意力。 联系生活实际，体会知识价值， 激发学生学习新 知识的兴趣 新 课 讲 授 ， 任 务 驱 动 一、认识红外避障传感器 红外避障传感器相当于机器人的“眼睛”，它是由一个红外线发射管和一个红外线接收管组成，如右图所示。其主要功能是检测红外线发射管的前方是否有物体存在。 为了让机器人避开前进过程中的障碍物，红外线避障传感器应该安装在机器人的哪个地方呢？ 教师提问并请一位举手的学生回答问题，同时补充以下知识点： 红外线避障传感器的工作原理：当红外线发射管发出去的红外光遇到物体时会发射给接收管，接收罐就会把这个信息传输给机器人的微电脑。 二、编写避障机器人程序 给机器人装上红外避障传感器后，我们会发现，机器人仍然不能避开障碍物，这是为什么呢？ 这是因为需要安装程序，将传感器激活，并输入相应的指令程序。 给机器人装上红外避障传感器后，需要为其编写检测障碍物的程序，让机器人不停歇地使用传感器检测障碍物。这就需要使用程序当中的“永久循环”模块了。具体如下： 教师讲解并补充知识点：“永久循环”模块的作用在于将循环次数设定为无限次，使循环体不停地重复进行。 接下来引导学生分组，尝试编写一个检测障碍物程序，让机器人不停地通过红外避障传感器检测是否前方有障碍物，具体参照如下： （1）打开RC编程软件，将“永久循环”模块添加到程序中。 （2）打开“数字传感器”模块库，将“红外避障”模块添加到程序中，并做相关设置，让机器人使用它检测前方是否有障碍物。 教师请一位小组代表上台示范操作，引导其余同学观察其操作是否有误。 学生示范后教师进行补充说明，并讲解后续“条件模块”相关知识点。 红外避障传感器检测到前方是否有障碍物之后，机器人要根据红外避障变量的状态，作出不同的选择：遇到障碍物时要做什么，没有遇到障碍物时又要做什么。这就需要我们用到“条件判断”模块。 如下图，当“条件”满足时，机器人会执行“是”一侧的操作；当“条件”不满足时，机器人会执行“否”一侧的操作。 教师讲解后引导学生完成以下任务：尝试添加避障程序，并让机器人在检测障碍物时右转90度，在检测没有障碍物时全速前进。 教师当堂进行巡视，纠正学生错误并总结说明易错点，同时引导学生思考以下问题： （1）如果将程序中“条