兒童編程scratch桌面機器人教參-構造和編程環(huán)境教案

1、少兒編程教學資料，需要可下載并修改后使用！第一課構造和編程環(huán)境嫂活動目標.本節(jié)課是學生第一次正式接觸桌面機器人，所以要著重吸引學生的注意力，激發(fā)學生對于 學習桌面機器人的興趣。.桌面機器人所用傳感器較多，老師要介紹清楚各個傳感器的位置，這樣的好處在于學生自 主編程時不會在傳感器的位置上出錯。（比方編寫防跌程序時由于不清楚傳感器位置，錯把 巡線傳感器當做防跌傳感器，從而影響桌面機器人的運行。）各個傳感器的工作原理不一定 要在第一節(jié)課要求學生掌握，可以在后面課程學習到的時候進行逐個介紹學習。.要求學生掌握桌面機器人如何開關機、如何與電腦連接以及機器人的聯(lián)機模式、脫機模式, 還有程序的傳輸。.因為本

2、階段課程針對于學習過Scratch實驗箱的學生群體，所以他們是有Scratch編程基 礎的，對于基礎命令條的掌握應該是很熟悉的，所以老師主要著重于盛思模塊的命令條介紹。.營造課堂良好學習氣氛，整節(jié)課可以以學生為主體，老師拋出問題引發(fā)學生的積極思考與 討論，提高學生的學習主動性。重點知識硬件：因為桌面機器人的構造以及各個傳感器的位置在教材上都有清晰準確的表達，所以 這里不再贅述。防撞傳感器拓展知識：防撞傳感器就是利用紅外信號遇到障礙物距離的不同，反射強度也不同的原理來進 行障礙物遠近的檢測。紅外測距傳感器具有一對紅外信號發(fā)射與接收二極管，發(fā)射管發(fā)射特 定頻率的紅外信號，接收管接收這種頻率的紅外信

3、號，當紅外的檢測方向遇到障礙物時，紅 外信號反射回來被接收管接收，經(jīng)過處理之后，通過數(shù)字傳感器接口返回到中央處理器主機, 中央處理器即可利用紅外的返回信號來識別周圍環(huán)境的變化。軟件：桌面機器人連接電腦后會自動安裝驅動，假設安裝驅動失敗，請參考如下方法：右鍵單擊“我的電腦”一一“屬性”一一“設備管理器”選擇有黃色嘆號的端口，右鍵 單擊“更新驅動程序軟件”一一“瀏覽計算機以查找驅動程序軟件選擇D:arduinodrivers” 單擊下一步進行安裝。單擊程序中的“盛思模塊”一一“安裝機器人驅動”。智能人形機器人：智能機器人的外部傳感器大致可分為力學傳感器，觸覺傳感器，接近傳感器，視覺傳感器， 滑覺傳

4、感器和熱覺傳感器等，對于智能機器人來說傳感器是必不可少的一局部，對于每一個 環(huán)節(jié)傳感器都是很重要的，如此看的出來，智能機器人對傳感器有非常嚴格的要求。首先值 得關注的是精度等問題，對于智能機器人來說傳感器需要有精度高，可靠性高，穩(wěn)定性好。 智能機器人在感知系統(tǒng)的幫助下，自主完成人類指定的工作，如果傳感器的精度差，會直接 影響機器人的作業(yè)質(zhì)量，如果傳感器不穩(wěn)定或者可靠性不高，很容易導致智能機器人出現(xiàn)故 障，輕者導致工作不能正常運行，嚴重者還會造成嚴重的事故，因此傳感器的可靠性和穩(wěn)定 性是智能機器人對其最今本的要求。機器人大腦智能機器人所用各種傳感器就相當于我們?nèi)祟惖穆犛X、嗅覺、觸覺，主要收集外界

5、信息，機 器人主機相當于人類大腦，電機驅使機器人發(fā)生動作。簡單來說就是傳感器收集外界信息傳 給主機分析該做什么動作，然后由各類電機驅動機器人完成動作。限教學過程課程導入（20分鐘）.使用桌面機器人的語音控制模式瞬間點爆學生的激情。首先將桌面機器人連接電腦一一確保機器人驅動已安裝成功一一翻開編程軟件一一點擊 “編輯”下拉菜單一一選擇“脫機模式”一一點擊“連接”一一選擇驅動端口一一編寫程序 點擊“上傳”。語音控制模式程序：A1rdllino主程序進入語音模式1需要注意的是當程序燒錄完成后程序框底部會顯示：Process running : Success !代表程 序成功燒錄至桌面機器人，機器人會

6、有提示音，否那么代表沒有燒錄成功。解決方法為：1.檢查機器人是否與電腦連接成功:為沒有成功連接為成功連接.機器人驅動安裝是否無誤，端口選擇是否正確。.演示桌面機器人語音控制功能：L桌面機器人可識別：前進、后退、左轉、右轉、轉身、開燈、關燈7個基礎語音命令。.老師先操作演示給學生看，這個時候學生基本已經(jīng)被征服，瞬間對本課程產(chǎn)生濃厚的學習 興趣。為了讓學生更為徹底的對本課程著迷，老師還可舉一些桌面機器人能夠完成的有趣的 功能進行簡單介紹：比方可以編寫其他的語音控制命令程序（注意：一個自定義語音命令條最 多五個拼音，拼音與拼音之前要空格隔開。）比方說如果我們玩迷宮的時候走不出去了，可以讓機器人為我們

7、尋找正確的出口，不通的路 發(fā)出一種聲音來告訴我們，可以通的路發(fā)出另一種聲音告訴我們等等。.接下來可以讓學生自己去嘗試用語音控制自己的桌面機器人，需要注意的是聲音環(huán)境不能 嘈雜，最好讓學生一個一個單獨嘗試語音控制，其他學生保持安靜。語音控制的程序老師可 在課前就燒錄至學生的桌面機器人。.硬件與軟件的介紹：.硬件可以對照教材上的內(nèi)容進行介紹學習，以及每個傳感器的作用。.軟件局部可以在教材上介紹學習或者在互動白板上進行演示學習，著重介紹盛思模塊的命 令條，建議每節(jié)課只講解學習本節(jié)課需要用到的命令條，因為一次講很多學生可能不能完全 記住與理解消化。.智能人型機器人：1.老師提問智能人形機器人為什么可以

8、像我們?nèi)祟愐粯幼龀龈鞣N動作？比方說前面有面墻 壁，我們?nèi)丝梢酝ㄟ^眼睛能看到墻壁就會避開，不會撞上去，那么機器人會不會撞上去呢？ 機器人又沒有眼睛，怎么能看到前面有面墻呢？（拋出問題引發(fā)學生的課堂探討，激發(fā)學生 深入思考的興趣，提高學生學習主動性，老師可根據(jù)上面重點知識里面的內(nèi)容解說機器人的 各種傳感器相當于人類的各種感官能力，以及機器人為什么可以像人類一樣做出各種動作。）動手編程（30分鐘）.教學生如何將桌面機器人與電腦相連接，以及正確安裝驅動，脫機模式以及端口的選擇 連接。.根據(jù)教材要求學習的程序內(nèi)容講解所用到的程序命令意思，建議只講解最后一個程序內(nèi) 容。完整程序及注釋:軟件的程序開始鍵/重

9、復執(zhí)行無限重復循環(huán)執(zhí)行里重復執(zhí)行（重復執(zhí)行（的所有命令（注意還有 一個重復執(zhí)行多少次的 循環(huán)命令，弓I導學生不 要用錯命令）重復執(zhí)行社點擊設置機器屏幕顯示為:等待秒美閉機器人顯示屏等待O秒微笑可微笑悲傷 左箭頭 右箭頭 閉眼設置顯示屏的顯示內(nèi)容， 點擊下拉菜單可選擇其他 內(nèi)容I被點擊重復執(zhí)行設費機器屏幕顯示為微笑等待秒關閉機器人顯示屏 等待。秒讓程序有個間隔 反響的時間I /重復執(zhí)行設走機器屏幕顯示為微笑:等待秒,關閉機器人讓點呼屏什么都不顯 示 A.等待。秒3,讓學生自己動手編寫上面的程序，并且進行演示，直到成功。（在學生自主編程的時候 老師可觀察學生在此過程中的表現(xiàn)，比方專注度以及對于之前

10、講解內(nèi)容的理解度。如果學生 在編程過程中出現(xiàn)程序時序錯誤或邏輯錯誤，老師要及時給予引導，不建議直接給答案，要 讓學生有個回憶思考的過程。）拓展活動G5分鐘）.讓學生思考如何讓桌面機器人跟隨我們的手走動，識別到我們的手在機器人前面的時候機 器人就向著我們的手方向前進，當我們手拿開或者手與機器人的距離變大時機器人停止。這 個活動就講解一下防撞傳感器的工作原理，那么正常來說機器人遇到障礙應該是避開或停止, 而跟隨手前進就是識別到前方有障礙物的時候不是避開或停止，而是向著障礙物前進。.程序分析：Arduino主程序這是桌面機器人的開始因為我們手里:放在機器 人面前會嬴蓋麗個記堀 傳感器，所以需要兩個

11、傳感器的判定I防撞傳感器左前 的值為阻塞 且 防撞傳感器右前 的值為阻塞此程序左前及右前防撞傳 感器都為阻塞，代表我們 的手掌放在了機器人的前停止機器人讓機器人停止一切動作/3.完整程序:Aduino主程序重復執(zhí)行如果 防撞傳感器左前 的值為阻塞且 防撞傳感器右前 的值為阻塞 那么設置機器右自動模邙前進，速度為（9 否那么停止機器人復習與總結:復習本節(jié)課所學習的知識點，以及對本節(jié)課學生出現(xiàn)的一些學習問題與錯誤編程進行分析總 結。讓學生知道問題出在哪？以后要怎么注意與改正？陵課堂展示本環(huán)節(jié)盡量讓學生自主講解演示為主，講解本節(jié)課所學知識點以及講解演示自主編寫的程序, 老師在學生忘記或者講解錯誤的時候進行引導與指正。問題：L本節(jié)課我們認識了桌面機器人的構造組成，那么桌面機器人包含了哪些傳感器？各個傳感 器的位置在哪？.防撞傳感器的工作原理是什么？.智能人形機器人的各種傳感器相當于我們?nèi)祟惖氖裁雌鞴伲?你的桌面機器人最后完成的