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1、课程名称 循迹机器人 授课对象 10+学习目标 1.运用传感器：MixNo、灰度寻迹块、感性负载坞；2.了解循迹小车的工作原理；3.了解光的反射与吸收所产生的不同现象。4.学习使小车转弯的方法。教学重点 1.学习灰度寻迹块的工作原理；2.认识光的反射与吸收所产生的不同现象：物体表面的颜色、光滑程度都会影响 光的反射与吸收。教学准备 1.教学 PPT 2.人工智能人教版小学套装 3.活动手册 4.自备材料：黑色电工胶带、黑色卡纸、手机，材料每个小组一份（手机除外）。教学时长 90 分钟 环节 教学过程 教学用时 教学资源 课程导入 1.教师展示视频，并提问：1)机器人制作的小车与小男孩的小车有什
2、么不一样的地方？2)机器人制作的小车有什么功能？2.学生观看视频后自主回答问题。3.教师小结:机器人制作的小车能实现循迹行走。过渡：同学们，如果让你们来设计一辆循迹小车，你们会如何设 计呢？一起来学习新的传感器吧！5 分钟 教学 PPT 编程学习 1.复习 MixNo 教师介绍 MixNo（详见教 PPT）2.学习电子模块：灰度寻迹块 1)教师介绍灰度寻迹块（详见教学 PPT）教师提问：你们知道灰度寻迹块的工作原理吗？2)了解灰度寻迹块的工作原理（详见教学 PPT）3)小任务：当检测到黑色物品时，LCD 屏幕亮起绿色。过渡：还记得哪个电子模块可以驱动小车吗？一起来复习吧！3.复习电子模块：感性
3、负载坞 教师以提问的方式引导学生进行复习：1)感性负载坞是怎么使用的呢？（0-255）2)如何让马达实现正反转？4.复习 Mixly 编程软件 1)学生自主连接 Mixno+M 板拓展坞+灰度寻迹块+感性负载坞，并连接 Mixly 编程软件。2)教师展示电路的正确连接方式（详见教学 PPT）25 分钟 教学 PPT、人工智能人教版小学套装 过渡：想一想，运用什么样的编程指令做出循迹机器人的程序呢？5.学习编程指令 1)学习指令：函数 a.函数是用户定义的一组代码块，使用时先定义再调用，就是为了实现某个功能，做成的一个相对独立的结构。b.说一说，这个指令有什么作用？编写函数的目的是方便今后的重复
4、使用，减少重复编写程序的工作量提高程序的重用性和可读性。2）小练习：找出身边黑色的物品，并用灰度寻迹块检 测。当检测到黑色时，通过串口打印数值为 0；否则为1。3）编程学习：向前、向后、向左、向右。4）单光感巡线 小车在单光感巡线时，选择一个灰度，灰度在行驶过程中的状态只有两种，一种在黑线上，一种不在黑线上。如图所示，在小车本身前进的前提下，灰度在黑线上左拐，不在黑线上右拐，这样小车就能够一拐一拐的巡线了。案例参考（详见教学 PPT）过渡：你们的任务成功了吗？请说一说自己是如何组合指令的。参考答案（详见教学 PPT）5）双光感巡线 小车在双光感的情况下会有以下四种状态。如果黑线在中间，那么直行
5、，如果左边灰度碰到黑线，那么左转。如果右边灰度碰到黑线，那就右转。还有一种就是两边都碰到黑线，这种情况一般是用来停车的。案例参考（详见教学 PPT）过渡：如果小车换成电池驱动不了小车，请参照下页程序。案例参考及解读（详见教学 PPT）过渡：接下来请大家设计出自己的循迹机器人吧！动手实践 1.设计 1)教师揭示任务:设计出循迹机器人的程序与造型。任务要求：a.能流畅检测并走完轨道；b.除可行走外，小车需要具备至少 1 个功能；2)教师组织学生拿出活动手册并在相应位置记录造型设计、程序设计。2.制作 教师展示参考案例循迹机器人，学生可参考教师的案例进行制作，亦可根据自己设计的功能动手制作。20 分
6、钟 教学 PPT、活动手册、人工智能人教版小学套装 教学建议：请教师提前准备好 70*50cm 的地图。测试与改进 1.测试与改进：1)学生测试自己的程序是否符合制作要求，小车能否顺利通过轨道？2)学生相互邀请小伙伴尝试相互解读程序，在解读过程中找出程序里的错误。3)学生根据小伙伴的解读建议进行修改。想一想：灰度寻迹块能检测到所有黑色物品吗？2.探究 1)实验准备:黑色卡纸、电工胶带、手机（屏幕）；学生观察实验物品，并说一说这些物品的表面光滑程度差异。2)实验猜测：是什么因素影响了灰度寻迹块的检测结果？3)实验过程：a.学生组合电路：Mixno+M 板拓展坞+灰度寻迹块；b.学生 3 人一组进
7、行实验，组内分工：学生 A 负责操作检测，学生 B 负责更换检测物品，学生 C 负责填写实验记录；注意：a.每检测一个物品就交替一次分工，保证组内每个学生都体验一次不同的分工职责；b.如果学生上课无法携带手机，请教师将手机轮番借给学生使用。c.利用灰度寻迹块分别检测三种实验物品，并观察LCD 屏的变化，在活动手册上填写实验记录。4)教师邀请 3-5 组学生分享自己小组观察到的现象，并尝试结合实验猜测进行实现小结。5)教师小结：物体表面的颜色、光滑程度都会影响灰度的检测结果。当物体表面越光滑、反光的效果就越强，灰度寻迹块接收到的光就越弱。因此就算是黑色但是表面光滑的手机屏幕也无法被检测。过渡：同
8、学们，你们知道物体的颜色是由什么决定的吗？一起来 了解一下吧！3.了解物体的颜色由什么决定 1)教师播放视频（详见教学 PPT），学生观看视频后尝试用复述物体的颜色由什么决定。2)教师小结：透明物体的颜色由透过的色光决定，不透明物体的颜色由反射的色光决定。25 分钟 教学 PPT、人工智能人教版小学套装、黑色电工胶带、黑色卡纸、手机 交流评价 1.学生小组内进行分享交流，每组派代表上台分享自 己的作品及心得体会；2.教师引导学生拿出活动手册，以小组为单位进行自 10 分钟 教学 PPT、人工智能人教版小学套评与互评。装、活动手册 总结延伸 1.教师总结本节课的学习重点；2.引导同学们课后思考：你们认为灰度寻迹块还能运用在什么地方呢？例如：灰度仪。5 分钟 教学 PPT