机器人课程介绍讲课教案

2023年12月13日发(作者：钳口结舌)

-

让知识带有温度。

机器人课程介绍讲课教案

机器人课程介绍

第1课机器人简介

目的意义概述：本课以科普的形式介绍机器人的进展及应用，并在此基础上初步给出机器人的定义；机器人的分类和机器人的基本组成；最后向同学介绍了款教学机器人。

1．1什么是机器人？

本节以科普的形式机器人的出生及其广泛应用，并容易地给出了“机器人的定义”。教学中让同学在自学的基础上，通过上网了解更多的机器人出生的背景，目前的应用范围以及科学家目前的努力方向。关于机器人的定义目前国际上还没有精确 的定义，因此让同学理解什么是机器人，机器人与一般机器人的主要区分是什么就可以了。

1．2 机器人的分类

与计算机的分类一样，机器人根据不同的分类方式有着多种不同类别的机器人，教材中介绍了多种分类机器人。同样建议在教学中采纳自学和上网探索的学习方式，主要是了解各种不同类型的机器人的应用状况，以及在我国现阶段机器人工业机器人、服务机器人以及仿人型机器人主要有哪些方面的应用。

1．3常见教学机器人简介

教材在介绍各种教学机器人的基础上，主要介绍了乐高机器人和纳英特机器人的特点。有条件的状况下，一定要向同学展示和演示教学机器人完成任务的过程，以提高同学的感性熟悉，激发同学的学习爱好。

第 1 页/共 33

页

千里之行，始于足下

1．4机器人的基本组成

本节教学中应让同学明了，机器人系统与计算机系统一样，包括硬件和软件两部份。机器人硬件包括思维器官、动作器官和感应器官，而软件系统包括操作系统和高级计算机语言编程系统。

同时应让同学明了机器人学习中，主要是学习科学家是如何分析问题，并针对问题设计和搭建机器人来解决问题的。重点应落实到分析问题和解决问题的办法上。上同学树立信念：随着机器人的技术的不断提高，设计和制作自己的机器人是彻低可行的。

第2课机器人的编程系统

目的意义概述：本课通过实际操作纳英特机器人和乐高机器人了解和学习机器人的编程系统。教学时可按照小学的实际，选用一种类型的教学机器人实施教学，老师应尽可能的制造条件让同学有机会亲手操作，至少应能给学生演示。本课的重点是机器人与机器人的衔接办法、为机器人下载操作系统。同学的高兴点在如何让“机器人前进”的任务上。

概述：首先让学生明确，机器人的微处理器实际是一台微型计算机，它只懂得机器语言，不同类型的机器人普通都有自己特地的操作系统。另外，因为机器人的微处理器体积小，功能容易，普通不提供直接编程。由于大多数状况下人们都需要在计算机上为机器人编写程序，再通用下载线将程序下载到机器人内存中，以便控制机器人的行为。

2．1纳英特机器人编程系统

本节重点介绍纳英特机器人编程环境，纳英特机器人与计算机的衔接方式以及如何为纳英特机器人下载操作系统和程序，最后通过一个容易的实例——让机

器人前进，让学生们感触和体验人们是怎么为机器人下达命令并第 2

页 /共 33

页

让知识带有温度。

让机器人运动起来的。

教学中，老师应尽可能让同学有动手机会，至少要能观察老师的演示操作。

2．1．1纳英特机器人编程系统简介

打开纳英特机器人编程软件窗口，指出纳英特机器人编程系统支持C、LOGO、BASIC等多种计算机高级语言以及流程图方式编程。为了学习计算机编程语言和思维办法，本书我们采纳BASIC为纳英特机器人编写程序。

2．1．2机器人与计算机的衔接

让同学明确机器人通讯下载线是计算机与机器人衔接的桥梁，老师可通过实物投影仪向同学清晰地演示计算机与机器人的衔接办法。

2．1．3机器人操作系统的下载

对初中学生来讲，他们很清晰计算机正常工作需要有正确的操作系统。老师应充分利用这一有利条件，实现同学学问结构的正迁移，使同学明了机器人的“大脑”是一台微电脑，它也需要有自己的操作系统。

老师演示或分组操作，学习如何为纳英特机器人下载操作系统。

2．1．4应用举例——让机器人前进

有了操作系统的机器人就能执行人们的程序指令了，为了激发同学的学习爱好，作为第一个机器人行为任务，我们选用了最容易的任务，机器人直线前进。任务虽然容易，但它包含了以下四个基本过程：

A、为机器人编写程序

第 3 页/共 33

页

千里之行，始于足下

B、下载程序

C、试运行机器人

D、观看调试

本环节的重点是让同学明确要机器人完成任何一个任务，都需要上述四个基本过程。

难点在理解图2-6所示的程序。

2．2乐高机器人编程系统（ROBOLAB）

2．2．1乐高机器人编程系统简介

让同学明了，乐高机器人编程软件无数，最常用的是“ROBOLAB”它是一款集RCX管理、机器人编程和数据采集、显示、分析于一身的图形化编程系统软件。

老师可向同学容易演示ROBOLAB的图形化编程特点。

2．2．2机器人与计算机的衔接

乐高机器人采纳红外放射器与计算机衔接，衔接办法很容易。教学时应让同学知道这是红外线无线衔接，需要将红外射器的放射端与机器人红外接收接对接。

2．2．3挑选红外线放射器的端口

我们可以通过ROBOLAB管理员来管理乐高机器人，为了正的确现机器人与计算机的通讯，固然需要选报正确的红外放射器的安装端口。这是同学很简单理解的。

假如在本课教学中只挑选了乐高机器人，老师在教学过程可适当第 4

页 /共 33

页

让知识带有温度。

拓展介绍ROBOLAB管理中的其他功能。

2．2．4下载RCX固件

RCX固件可以理解RCX的操作系统。下载固件的办法比较容易，教学时应讲清晰图2-13RCX显示器代表的意义。

第3课制作能行走的机器人

目的意义概述：本课主要想通用制作一个能行走的机器人，让学习亲身体验机器人制作的基本步骤。通过活动熬炼学生们的动手动脑能力。本课的重点是体验机器人制作过程，难点是ROBOLAB编程环境及编程办法。

教学建议：将本两分为2课时完成，第一课时完成机器人的搭建及ROBRLAB 编程环境的熟悉；第2课时，完成为机器人编写程序和调试机器人。

3．1机器人制作的基本步骤

在中学校机器人活动中，机器人的外型经常被做成车的外型，为了打破这一固有思维，老师可通过视频展示各种外型、不同功能的机器人。

在展示的基础上，让同学理解设计制作机器人的四个基本步骤：

1、确立目标

2、搭建机器人

3、编写程序

4、调试机器人

第 5 页/共 33

页

千里之行，始于足下

3．2搭建机器人的“身躯”

本环节的目的是让学生们熟悉搭建机器人所用到的各种积木件。有条件的小学应当学生亲手动手摸一摸、试一试。

3．3制作能行走的机器人

3．3．1搭建“身躯”

乐高机器人的精华之一是它详细丰盛的积木块和灵便多样的搭建方式。能行走的机器人，巧妙地应用了齿轮传动和活赛杆。教学时中应让同学理解传动原理，不限制同学的思维，引导他们自行设计更好的机器人。

3．3．2进入ROIBOLAB编程环境

初看ROBOLAB编程环境会有眼花缭乱的感觉，老师应引导同学分类熟悉ROBOLAB的功能面板和工具面板。

老师应演示如何拖拉功能图标，编写程序。

3．3．3为机器人编写程序

老师在上面讲清了编程办法后，这里可分组让同学自己完成任务。由于，这个任务非常容易，教材也说得很清晰。

3．3．4下载程序

本环节的重点是讲清晰程序的挑选。

3．3．5程序的执行和测试

这个环节同样可分组让同学自己完成，老师的任务是协助同学解决他们解决不了的问题。

第 6

页 /共 33

页

让知识带有温度。

第4课让机器人送餐

目的意义概述：本课的目的是通过两个详细任务为教学载体，培养同学分析问题和解决问题的思维办法。两个任务从编写程序的角度来讲，都是解决机器人转弯的问题，这是本节的重点。

4．1教机器人走正方形

本任务我们用纳英特机器人完成，其目的是把学生的注重力集中在编程的算法上。

如何走正方形，对同学来讲不是难点，难点在于如何控制机器人转弯。这里有两个问题：一是实际机器人马达电源的接口与程序控制的马达端口的对应关系是怎样的？二是，如何实现转弯运动。

老师应讲清晰：普通从左到右，0号马达，1号马达；转弯运动的几种办法可让同学研究，差速转动和反转都能实现转弯，实际应用时应看你是要转大弯还是小弯而定。

本节的其次个难点是图4-2中的程序，要求同学能理解就行了。

4．2让机器人送餐

本任务用乐高机器人完成，其目的是皆顾两种机器人器材的选取。

送餐机器人的搭建比较难，需要在教师的指导下完成。建议教学时分组完成，由一部分学生负责搭建，一部分学生负责编程。

关于任务描述：有条件的小学可以搭一个场地，条件普通的小学，可以画一个场地，用一个方块代替餐桌。

4．2．1解决计划——时光控制

第 7 页/共 33

页

千里之行，始于足下

本环节分为机器人的搭建和编程，可分组举行。

程序的编写难点在图标的修饰量的设置，对此，需要老师演示，扫清障碍。4．2．2解决计划二——角度传感器控制

角度传感器是同学接触的第一个传感器，教学时应让同学理解，角度传感器其实就是一个记数器，它记录转动轴转过的圈数。

图4-8的程序比较复杂，老师除了讲清各图标的意义外，还应说明图标在功能面板中的位置。

第5课计算机程序与QBASIC语言

目的意义概述：本册的编写意图之一是通过智能机器人活动为教学载体，学习计算机程序编写的基本思想和办法。本节主要学习什么是计算机程序、计算机语言等基本概念，并在此基础上学习QBASIC语言。

本节的重点是：QBASIC程序的组成及格式以及QBASIC语言中的常量和变量，变量的数据类型。

本节的技能目标要求，学生们在理解例程的基础上，能应用常数、变量以及函数编写容易的程序。

5．1算机的程序与语言

5．1．1计算机程序

本小点通过两个详细的机器人控制程序，让学生理解什么是程序。即：把解决问题的办法、步骤，用计算机语言编写成一条条指挥计算机动作的指令集，就叫计算机程序。

5．1．2计算机语言

第 8

页 /共 33

页

让知识带有温度。

既然程序是由计算机语言编写而成的，那么，什么是计算机语言它与人们使用的自然语言有什么相同和区分呢？

从规律的挨次首先应让学生明了，计算机还“听”不懂人类的自然语言，它只懂得二进制的“机器指令”。开头人们用机器语言为计算机编程，后来改用“汇编语

言”，一种采纳符号代表机器人指令的语言。不管是机器语言还是汇编语言，它们都依靠于详细的计算机。

再后来，人们开发出了“计算机高级语言”，一种临近人们自然语言和数学语言的计算机语言，它们与详细的计算机无关，但计算机执行这样的语言编写的程序之前，必需由解释程序和编译程序翻译成详细的计算机指令。

教学时，应理清什么是机器人语言、汇编语言和计算机高级语言，以及它们的进展历程，但不详细深究。

5．1．3程序的结构

程序的好坏与程序的结构直接相关，计算机语言中提供的循环程序结构、条件分支结构是解决实际问题的突破口。在此，可容易提醒学生，程序的执行并非从第一条指令挨次款待到最后一条指令。

5．2 QBASIC语言简介

5．2．1QBASIC程序的组成

QBASIC程序的组成是QBASIC语言编程的商定，也是程序编写时必需遵守的规矩。对此，老师应对照详细的例程说明，避开空洞地说教，否则说了同学也记不住。

5．2．2常量和变量

第 9 页/共 33

页

千里之行，始于足下

常量和变量是计算机语言中的基本概念，教学时同样应通过详细的例子说明，以协助理解。

5．2．3变量的数据类型

变量的数据类型是计算机语言所特有的（普通在数学中不区分变量的类型），缘由是不同的数据类型，计算机的存储空间和方式不同。所以，在编写程序使用变量之前，须说明变量的数据类型。对此，同学是能够理解的。

5．2．4QBASIC语句的格式

基本格式：语句定义符语句体

这里建议：以例程2讲解语句的格式，同进说明各语句的功能。程序都是一些容易的巩单词，同学在理解上应当没有障碍。

5．2．5QBASIC的函数

计算机语言中的函数相当于数学中的公式。用QBASIC语言控制机器人的动作使用得最多的函数是MOTOR和SLEEP，应当说这两个函数都不难理解。我们可通过延伸机器人运动的时光或提高机器人的运动速度等详细问题，协助同学理解它们。

第6课程序设计流程图

目的意义概述：学习了计算机语言，接下来就可以用计算机语言编写程序，解决详细问题了。本课的目标是了解程序设计的普通步骤及流程图，学会用流程图表示问题的解决过程。

本课首先通过让机器人走正方形这一任务，说明程序设计的普通步骤，再在此基础上引入程序流程图的概念及表示办法。最后通过“前方有障碍，STOP”这个详细实例的应用，让同学亲历，问题分析、机器人的搭建，程序设计和编写、调试的过程，从而构建分析问题、解第 10

页 /共 33

页

让知识带有温度。

决问题的思路和办法。流程图是本节的重点。建议用两课时完成。

6．1程序设计的普通步骤

本小点同学不难理解，可略讲。值得注重的是应让同学理解“算法”这一概念。

6．2程序流程图

程序流程图是本课的重点，首先可通过图6-1说明，像这样用图框描述解决问题或执行任务的办法、思路或算法的图叫程序流程图；然后再引导同学观看，不同的操作用不同外形的框表示，箭头表示了计算机处理或执行的规律挨次。建议第一课时到此为止，剩下的时光可让同学画出送餐机器人程序的流程图，通过实物展台或视频展示的办法，讲评同学作业，以检查同学的把握状况。

最后总结流程图的优点。

6．3应用举例：前言有障碍，STOP！

本小节是前部分学问的详细应用，对同学来说问题是全新的。教材提醒的问题容易，目的是把同学的注重力和思维放在问题的解决办法和过程上来，而不是自怎样求解这个问题。

6．3．1任务描述

任务描述也是任务解决需达成的目标，可以说在机器人活动中，能预备描述出任务目标，任务已经解决一半了。建议通过动画或视频演示说明任务达成目标。

6．3．2任务分析

在机器人活动中，任务分析经常要从两方面去思量，一是机器人的硬件搭建，二是程序实现的可行性。这两者经常又是相辅相成的，第 11 页/共 33

页

千里之行，始于足下

也就是说，不同的搭建需要不同的程序。有的教师可能会认为机器人的搭建不是信息技术的内容，而

我们认为，机器人的搭建不仅是信息技术的内容，而且是重要内容。试想，机器人感触其周围环境，不正是感测技术吗？

本节的任务分析，建议让同学研究。首先作为机器人来说，它怎么感触到有无障碍物，自然学生们会想到，需要有一个检测是否有障碍物的元件；其次，机器人的行为动作是怎样的？无障碍物怎么办？有障碍物怎么办？

6．3．3机器人的搭建

这里机器人的搭建很容易，老师可先搭好，让同学观看，熟悉红外避障传感器。老师应可通过实物投影仪讲解红外避障传感器的结构。

6．3．4设定检测距离

红外避障传感器是感测技术的常用传感器，对此同学也很简单理解。教学时，应注重讲清晰检测距离的调节办法。有条件的小学可分组试验。

6．3．5程序流程图

这个程序流程图比较容易，可让同学研究完成。

6．3．6QBASIC程序

程序的实现办法无数，可能成犯难点的是红外避障传感器检测到有无障碍在程序中的表达式是怎样的。

可用下面的表格表示：

建议：假如同学能力强的，可引导同学研究程序的编写；对于能第 12

页 /共 33

页

让知识带有温度。

力普通的，只要求能理解程序就行了。

最后，下载程序，运行，调试，按照机器人停止点距障碍物的距离，老师可适当调节距离，让同学体味检测距离的作用。

探究活动：

机器人前方遇障碍，右转90度后继续直线前进。

这个任务是应用举例的连续，可引导同学在前一任务的基础上修改。

第7课机器人的“感觉器官”

目的意义概述：通过前一课的学习，我们知道机器人可以通过红外线传感器感知障碍。本课类比人的感觉器官，熟悉机器人的传感器，了解几种常见传感器的原理和作用。教材支配了三个探索性试验，建议用二课时，第一课时完成7.1-7.3，其次课时完成7.4-7.5和探索活动。

教学时始终应让同学明了一个道理，那就是，机器人与机器最显著的区分在于，机器人对外界环境具有规律推断和思维的能力。那么，机器人是如何感觉环境变化的呢？它是靠各种传感器。传感器实质上是一些特别的电子元件或装置，它能感触或响应特定的被测量的物理量或化学量，并将其转化为电信号。

7．1机器人的“嘴巴”和“耳朵”

明确机器人的“嘴巴”和“耳朵”其实就是机器人的发声和听觉装。教学时让同学了解，目前人们还只能让机器人感知声音的有无或强弱，还不能识别音色。要让机器人熟悉人的声音，还有待科学家的努力。

容易的声控传感器很简单实现，教材介绍了纳英特机器人的声控传感器。

第 13 页/共 33

页

千里之行，始于足下

教学建议：

1、熟悉纳英特声控传感器；

2、明确纳英特声控传感器是模拟传感器，检测环境声音的相对强度；

3、会正确衔接纳英特声控传感器；

4、将“试验一：检测环境声强的相对值”作为探索性试验。

7．2机器人的“眼睛”

视觉传感器是机器人身上至关重要的传感器。因为目前还找不到能代替人眼这样精密的视觉传感器（既能辨别色彩，又能推断距离）。人们只好按照不同的用途制作出不同的视觉传感器，如有检测距离的红外传感器或超声波传感器；有能辨别色彩的光电传感器或灰度传感器。

教学建议：教材对红外传感器和灰度传感器的原理讲述非常清晰，同学易于理解，可指导同学阅读。活动重点应放在“试验二：检测迷宫场地地面和白线的灰度值”上。固然，也可检测不同物体表面色彩的灰度值。

假如是使用乐高光电传感器，也可以检测不同色彩的物体的光值。

7．3机器人的“鼻子”

机器人的鼻子其实就是一个烟雾传感器。建议教学时容易介绍。

7．4机器人的“触觉”

机器人的触觉传感器无数，教材中只介绍了触碰传感器和温度传第 14

页 /共 33

页

让知识带有温度。

感

器。

教学建议：因为有前面的基础，本节的试验三，可以让同学自主探索

完成。

7．5机器人的能源

机器人的能源普通来源于电池的化学能。

探究活动：

本课的探索活动效果显然，趣味性强。建议制造条件让同学动手去做。

第8课机器人走迷宫

目的意义概述：前面学习了机器人的传感器和程序的编写。作为应用，教材选用了机器人走迷宫，目的是通过机器人走迷宫问题的分析和求解，培养和提高同学分析问题和解决问题的能力。

本课1-3小节重在问题的分析和机器人的搭建；4-6小节为程序的编写、保存和调试。

建议：本课用两课时，1-3小节为一课，4-6小节为其次课时；机器人硬件条件不够的小学可将本课与下一课重组，在仿真环境下学习和练习。

8．1任务描述

本节主要是让同学明确机器人走迷宫所需完成的任务，教学时可第 15 页/共 33

页

千里之行，始于足下

用纳英特仿真软件“迅速启动项目”仿真演示。

8．2任务分析及算法

可组织学生研究，假如是我们人来完成走迷宫，你会怎么走？在此基础上引入迷宫定则。

确定左手或右手定则后，再进一走研究，在迷宫里行走过程中可能碰到的几种状况：

下面是左手定则的三种状况：

（1）前方有障碍

（2）前方无障碍左方有障碍

（3）前方无障碍左方无障碍

进一步研究，在上述三种状况中，机器人应做出怎样的反应？

8．3走迷宫机器人的搭建

机器人的搭建，涉及到两个问题，选用什么样的传感器来推断障碍物？传感器如何安装？这实质上就是上一课传感器学习后的应用问题。可组织学习研究解决计划。

8．4机器人走迷宫程序流程图

有了前面的分析，画出程序流程图不是难事。

8．5机器人走迷宫的QBASIC程序

按照流程图写程序，难点在于QBASIC语言的表达。已经写出的程序同学要读懂不难，难在自己写程序。再有就是程序中马达参数第 16

页 /共 33

页

让知识带有温度。

的调节，实际上马达参数的调节与场地有关，必需仔细观看机器人的运动后，才干得到正确的参数。

建议：对程度普通的同学，只要求能读懂程序就可以了。

有条件的小学，应支配时光调试程序。

8．6程序的保存

新版的纳英特编程软件保存操作容易多了。

探究活动：

活动1：

建议改为：假定机器人前方红外传感器接10号数字传感器端口，要求机器人前方有障碍特，左转90度，否则直行。

本目题实质上是在理解前面程序的基础上的改写，也是条件推断语句的练习。 If digital(10)=1 then

Motor (0,-70)

Motor (1,70)

El

Motor (0,100)

Motor (1,100)

End

答案不唯一，老师庆鼓舞同学写出不同的程序段。

第 17 页/共 33

页

千里之行，始于足下

活动2：

这是一个容易的机器人活动，对场地要求不高。在机房就可完成。

第9课在仿真环境中走迷宫

目的意义概述：教材支配本课的目的，一方面是学习如何在仿真软件中搭建场地和机器人，另一方面是利用仿真软件开展机器人活动，弥补硬件条件不足。

实际新版的纳英特仿真软件，较教材中介绍的软件操作更容易。

本课可完成两课时，第一课时，熟悉软件，搭建场地；其次课时，搭建机器人，仿真运行。

9．1熟悉机器人仿真系统

初三的同学使用纳英特仿真软件，很简单上手。这一节主要应通过“迅速启动”感触三维立体仿真系统，同时会变换不同视角，观看机器人的运动状况。

9．2在仿真系统中搭建场地

场地的搭建包括（1）画场地底图（2）导入场地图（3）搭建场地实物本小节的难点在搭建场地实物。

教学建议：老师可支配详细而容易的操作任务，让同学练习。

9．3在仿真环境下搭建机器人

机器人的搭建包括马达、轮子和传感器的安装。这部分内容教材写得很具体，新版的软件也比较好用。

第 18

页 /共 33

页

让知识带有温度。

老师只要支配足够的时光让学生们上机实践就可以了。

9．4在仿真环境中测试机器人

仿真运动包括：（1）机器人组队设置（2）机器人与场地的合成（3）仿真运行

对学生来说，按提醒操作，问题不大。

第10课轨迹机器人

目的意义概述：轨迹机器人是机器人活动应用的又一个典范，本课教材以轨迹机器人活动任务为载体，学习乐高光电传感器的工作原理、使用办法；以及ROBOLAB的编程技巧，主要学习条件分支和跳转图标的使用。从思维训练的角度上讲，本课分离就单光感和双光感机器人走轨迹举行了任务描术和算法分析，对开辟学生的创新思维详细一定的协助和借鉴。

建议：本课用二课时，第一课时完成1、2小节，单光感走轨迹；其次课时完成第3小节双光感走轨迹。

10．1光电传感器是怎样工作的

本节主要介绍了光电传感器的工作原理，乐高光电传感器的使用办法。就原理部分，同学很简单理解。教学中应着重介绍乐高光电传感器的使用办法，特殊是如何检测物体的光值。

老师应指导同学仔细完成P65的试一试。

10．2单光电传感器实现走轨迹

单光感走轨迹只能是单线轨迹，为此，老师应预备一个容易的场地。

第 19 页/共 33

页

千里之行，始于足下

本任务涉及到机器人的搭建、算法分析、程序的编写、下载运行和调试，四方面的问题，对学生来讲都是全新的，下面就这四方面提出建议：

1、机器人的搭建，不是我们教学的重点，加之这样的机器人的

搭建也不是很复杂，老师可先搭建好，与同学一起分析为什么

这样搭就行了。

2、算法分析，是思维的高级训练，老师可制作一个容易的动画

演示，协助同学理解。流程图能直观、清楚的表示算法分析。

3、程序设计：作为例程，老师可先介绍程序，让同学理解程

序。再演示程序的编写。

在ROLBLAB中，常用跳转图标实现无限循环。

分支图标可实现各种条件分支，本例中的光感分支图标实现了，

按照光电传感器不同的反馈值，让机器人做出不同的动作反应。

4、程序的保存、下载、运行和调试

乐高机器人程序的保存、下载都很容易。

关于程序的优化，可引导同学研究，图10-5所示的程序有什么不足？为什么？从而进一步思量，怎么制作一个全自动机器人。另外，作为思维训练，应让同学明了，传感器自主采集数据是信息技术应用的重要组成部分。

10．3用双光感实现走轨迹

第 20

页 /共 33

页

让知识带有温度。

从任务描述看，本任务比前一个任务多了一个“十字”路口，老师应引导同学分离出图10-12所示的几种状况，并读懂图10-13所示的程序。

建议：本课时的重点应放在机器人的调试上。

第11课可监控大事的机器人

目的意义概述：大事控制技术是信息技术中传感技术、自动控制技术的重要内容。同时大事控制也是解决多任务并发问题的一种有效途径。教材支配本课既是学习多任务（大事）监控处理的办法，同时又有利于提高学生们分析问题和解决问题的能力。

本课的重点是大事监控的思维训练，难点是理解本课的程序流程图和程序。

11．1什么是大事控制

本小节主要是让同学理解什么是大事、什么是大事监控。

所谓大事，容易地理解就是一段时光内发生的事情、或事物变化。

大事监控是指关注大事是否发生，当大事发生后做出什么样的响应和处

理。

建议：教学时多用学生们认识的实例说明。

11．2 RCX对大事的监控

本小节的重点应让学生知道大事监控分为定义大事、监控大事、大事着陆和停止监控四个步骤，并熟悉相应的图标。

第 21 页/共 33

页

千里之行，始于足下

ROBOLAB对大事的监控用以下四步：

1、定义大事：即大事触发的条件

2、监控大事：即关注大事的发生。假如只是定义了大事，没有开头监控

大事，即使大事发生了，处理器也不会对大事做出响应。

3、大事着陆：指大事触发后的着陆点，其后是大事触发后，所做出的响

应命令。

4、停止监控：指程序结束对大事的监控。

以上四个操作中，定义大事是难点。

11．3三光电传感器轨迹机器人的制作

11．3．1问题解决策略

问题解决策略分为硬件搭建和软件实现，二者是相辅相成的。

教材中所用的硬件搭建是经典的三光感小车，老师可事先搭建，并向同学介绍这样搭建的优点。

优点：动力后驱，具有强劲的动力，两轮距离较大，具有较大的动力力矩（转弯灵便）；三光感成“品”字罗列，有利用黑线的检测，减小检测黑线后的摆幅。

循线策略分析：这是训练同学思维能力的良好载体，是教学分析的重点。11．3．2程序流程图

第 22

页 /共 33

页

让知识带有温度。

初看图11-5的程序流程图会有眼花缭乱的感觉，教学时应注重理清思维规律。

容易地说就是：初始化环境条件（包括环境光的检测、大事的定义等）；

大事分支：即假如红色大事发生，如何处理；蓝色大事发觉如何处理；两大事同时发生如何处理。

以上述规律层次去分析流程图，能协助同学理清思路。

11．3．3程序

图11-6的程序与流程图对应理解应当说不是很困难。程序理解上的难点在于“大事的值”上，老师应说明因为有多个监控的大事，而大事的着陆点惟独一个，那么如何区分是哪个大事发生了呢？最大的方法就是通过“大事的值”去区别，再按照大事的值分支，当不同的大事发生，实现不同的响应和处理。

第12课机器人灭火——寻觅火源

目的意义概述：机器人灭火可以说是一个大型的综合任务，所涉及到的传感器的应用和程序的处理都比较复杂，同时，它又是培养同学综合应用所学学问解决实际问题的一个典型实例。教材以纳英特机器人灭火活动为载体，化整为零，从容易到复杂一步一步的引导同学完成灭火任务，这样做既簇拥了教学难点，将灰度传感器、火焰传感器、声控传感器以及模块化程序结构思想溶入教学中。

建议：本课分两课时完成，第1、2节为第一课时，第3节为其次课时。

12． 1 灭火试验及场地简介

第 23 页/共 33

页

千里之行，始于足下

此小节目的在于让同学明确任务目标，可让同学自行阅读。

12．2 简易灭火机器人的制作

本节的重点是熟悉纳英特灰度传感器及其使用办法，并会用灰度传感器检测物体表面的灰度值。而本节的任务1可作为灰度传感器的应用实例。

任务一只要求机器人能推断自己是否进入警线。

12．2．1 简易灭火机器人的搭建

要求：1、熟悉地面灰度传感器，并会正确安装；

2、知道灰度传感器属模拟传感器，普通来说，物体表面色彩越深，

灰度值越大；白色（浅色）物体，灰度值小于125，黑色（深色）物体，灰度值大于125；

3、理解图12-4的程序，会正确检测物体表面灰度。

12．2．2 灭火程序

到现在读懂图12-6的程序并不困难。

12．2．3 测试

建议：老师可自制一个简易场地，让同学分组完成灭火任务。

12．3 使用火焰传感器寻觅火源灭火

用检测是否“看”到白线的办法灭火很不科学，同学很自然地会想到是否有一个能检测火焰的火焰传感器。

第 24

页 /共 33

页

让知识带有温度。

12．3．1火焰传感器

作为信息技术，正确采集有利信息十分重要。因此，按照火焰特征，制作的火焰传感器能有效的检测和推断火源的位置。

至于火焰传感器的反馈值与火源的距离及方位的关系，教材把它作为探索性试验，为既有利于老师组织教学活动，又有利于培养同学探索性学习的爱好和能力。

12．3．2 能寻觅火源的机器人搭建

因为有前面的基础，这里的搭建很简单。

12．3．3 教会机器人寻觅火源

这是一个探索性试验，我们希翼学生在读懂程序的基础上，通过试验，发觉火焰值与火焰距离以及方位的关系。

12．3．4 寻觅火源灭火的两个任务

这两个任务，有条件的小学也可作为探究性试验。硬作条件不足的小学，可在仿真环境下完成。

任务2与任务1的算法一样，只是以火焰值来推断灭火的有效位置。

任务3实质上是任务1和任务2的综合，灭火条件是复合条件，即：火焰值达到有效距离，并且进入警戒线。

第13课机器人灭火——迷宫灭火

目的意义概述：本课是迷宫机器人和灭火机器人的综合。本课的重点应放在分析问题、解决问题的思维以及程序的模块化结构上。换第 25 页/共 33

页

千里之行，始于足下

言之，本课的机器人灭火任务的完成只是作为学习的一个结果，甚至可淡化试验，利用仿真软件协助同学理解，这样可减小真切试验中一些不确定的干扰因素，把注重力集中在思维训练上。

建议：本课用两课时第一节为第一课时，结构化程序设计和其次节为其次课时13．1迷宫机器人的制作

13．1．1迷宫灭火的策略

可借助仿真软件，比如把火焰放在房间2或房间3，组织同学研究灭火计划。引导同学得出迷宫灭火策略，没有发觉火焰，走迷宫，寻觅火源；发觉火焰，启动灭火程序。

13．1．2 迷宫灭火的流程图

图13-1所示的灭火程序流程图，十分符合人的思维习惯，老师应很好的加以利用。左边的模块化程序流程图，容易，清楚。右边的程序流程图，

是左边流程图的细化。即启动灭火程序，详细要做什么？又该怎样走迷宫寻觅火源。

程序流程图的细化，实质上将程序分成了两个分支，每个分支只完成该分支所要解决的问题。另外，对复杂任务，我们还可以分工合作，一部分人解决发觉火焰后如何灭火，一部分人解决寻觅火源的问题。这样的教学，我们不仅教给了同学分析问题和解决问题的办法，而且提倡的合作精神。这才是教学的根本。

13．1．3 迷宫灭火机器人的搭建

这里的机器人实质上是迷宫机器人和简易灭火机器人的综合。建议通过仿真练习机器人的搭建。

13．1．4 迷宫机器人灭火程序

第 26

页 /共 33

页

让知识带有温度。

要求同学能读懂程序。

建议：通过仿真灭火协助同学理解程序。

结构化程序设计

结构化程序设计思想作为学问窗介绍，要求同学能理解就行了。

关于主程序和子程序的关系，可归纳为：主程序排列满足什么条件，需要完成什么任务；而子程序则回答，如何去完成相应的任务。

13．2 声控启动灭火机器人

本节可以说是前面的大综合。要求能读懂程序就行。

第14课机器人试验室

目的意义概述：前面我们提到的机器人基本上都是一辆车，一辆智能化的小车。通过传感器，感触环境的变化，采集数据，再按照程序做出相应的处理和响应，所涉及到的信息技术，主要包括传感技术和自动控制技术，但还未涉及到信息的采集后的分析、处理和加工。为了拓展同学装的思维和学问面，本课我们将学习如何利用ROBOLAB软件建立一个机器人试验室，并在此基础上设计一个容易的物理试验装置，通过编写程序，体验数据的采集、上传、分析和处理的全过程。

对课对老师和教学设备要求都比较高，建议作为演示教学，目的是让同学体验试验办法和过程。

14．1建立自己的主题

ROBOLAB试验讨论是在讨论者级别中完成的，在开头试验之前，需要创建一个试验主题。

第 27 页/共 33

页

千里之行，始于足下

本节的重点，应让同学明确一个试验项目所经受的五个步骤。

1、使用传感器设计和搭建试验

2、编写程序，告知RCX需要采集的信息；

3、开头试验，采集信息；

4、上传数据（信息）；

5、分析数据

14．2 我的第一个试验

大家都知道，蒸发要吸热，物体温度要降低，但物体温度降低了多少？经过多长时光温度降到最低？要得到相关的数据，并制成温度变化曲线还真不是一件简单的事，但智能机器人试验，确可以轻易的做到。

14．2．1 设计和搭建试验

利用乐高温度传感器，很简单设计出容易的试验装置。

试验要求：让RCX每隔3秒钟采集一次温度数据，1分钟后停止采集。

14．2．2 程序的编写

这里我们用的是讨论者编别中的编程者级别1，即最容易的讨论者程序，程序虽然容易，但它仍包含了数据的采集思想：即采集什么数据，数据采集的速度以及结束采集的条件。这是教学的重点。

14．2．3 下载程序

第 28

页 /共 33

页

让知识带有温度。

与编程者级别一样。

14．2．4 开头试验

这个试验很容易，试验时光也不长。

14．2．5 上传数据

上传数据是本节的难点。这里包括：

1、数据集名字，相当于数据保存文件名；

2、数据桶色彩，相当存储数据的变量名；

3、桶名称，可用来表示物理、化学量的名称和单位；

4、数据格式，指以不同的统计方式表示数据，常用的有波形图和直方

图。

14．2．6 查看和比较数据

通过查看我比较数据我们可以观看到温度的变化曲线，查看什么时刻温度最高和最低，分离为多少等。

14．2．7 计算

计算是对数据的分析、处理和加工。

14．2．8 试验报告

可生成图文并茂的试验报告。

第 29 页/共 33

页

千里之行，始于足下

第15课综合实践活动——“阳光寻找者”的制作目的意义概述：作为本册书的综合实践活动，教材主要从两方面考虑：一是突出综合，包括本册信息技术学问的综合和学科学问的大综合（也叫学问的整合）；二是突出同学的实践活动。

学科学问的整合方面，在“准备试验——太阳能小车”一节，教材用乐高太阳能电池板和电容器，通过容易的试验验证了光具有能量，并且光能可以转化为电能或其它形式的能，能量还能储存。试验容易，效果显然。

在“阳光寻找者”实践活动中，我们利用光电传感器，设计了一个能自动追随阳光的智能小车，智能小车详细自动检测什么方向阳光最强，并始终面向阳光最强的方向，包含了信息技术的感测技术、通讯技术和自动控制技术。同时，智能小车具有自动采集数据的功能。活动中我们还设计了对采集的数据举行分析、处理和比较环节。实质上，阳光寻找者还是一架太空智能探测器。

15．1 准备试验——太阳能小车

图15-1容易的装置，在一盏200W台灯光芒的驱动下，就能运动，真的十分奇特。

试验一：验证乐具有能量

试验二：电容器能储存电能

这两个试验效果同样显然。

建议：老师演示上述试验。

15．2 “阳光寻找者”的制作

15．2．1试验目标

第 30

页 /共 33

页

让知识带有温度。

本试验要求同时达到下面三方面的要求：

1、小车能自己调节自己的方向，总是面对光芒最强的方位，并可以

RCX液晶显示屏上显示当前的光值；

2、小车搭载了太阳能电池板和电容器，太阳能电池板对电容器充

电；

3、小车在寻找阳光的过程中，采集了各个方向的光值。

15．2．2 如何实现目标

初看起来任务很复杂，其实上述三个目标是分别的。

为实现第一个目标，首先，小车要能自动转动；第二是小车原地转动一周后，并记录下光芒最强的值；第三，再次转动到光芒最强的方向，停止；第四，小车停下的过程中，不断监测当前的光值，当光值下降2%后，重新定位光芒最强的方向。

其次个目标是为电容充电，只需要将太阳能电池板与电容器相连，试验的过程中向来充电。

第三个目标，采集光值，只要在程序适当的地方，告知RCX采集什么数据，数据存放容器，采集速度和什么时候停止采集就行了。

15．3 给予“阳光寻找者”智力

本节是本课的重点也是难点。即为“阳光寻找者”编写程序。编程环境是在讨论者级别的编程者级别5，它较“发明家级别”的编程环境第 31 页/共 33

页

千里之行，始于足下

多出了数据采集的功能。15．3．1 讨论者级别编程等级5

这里介绍了如何进入讨论者级别的编程环境。

15．3．2 容易的数据采集程序

与数据采集相关的操作并不难理解：

1、是初始化传感器，即指明要采集的数据端口的传感器类型以及将

采集的数据存储在什么数据集中；

2、开头采集数据：指明何时开头采集数据以及采集的速度和采集的

数据个数；

3、停止采集：指明何时停止数据采集。

图15-7的两个例程能协助同学理解数据采集程序。

15．3．3 阳光寻找者程序

这里只要求同学初步理解程序就行了。

15．4 开头实验，验证结果

因为条件限制，估量实验只能演示，但实验过程具有很强的操作实践性，同时对协助同学理解程序，提高同学学习爱好具有较强的促进作用。

建议老师制造条件完成教学任务

第 32

页 /共 33

页

让知识带有温度。

文档内容到此结束，欢迎大家下载、修改、丰富并分享给更多有需要的人。

第 33 页/共 33

页

-