【】第七节设计灭火机器人（一）

简介：第七节 设计灭火机器人

一、教学目标

1．知识与技能

（1） 掌握火焰传感器的使用方式。

（2） 了解机器人灭火的工作原理。

（3） 掌握子程序的新建、修改、删除及保存，了解“break”模块的作用。

2．过程与方式

（1） 通过对机器人灭火任务的意愿分析与探讨，明确灭火机器人应该具有的用途与硬件组成，并重点掌握火焰传感器的功用、特性及使用方式。

（2） 通过对机器人灭火任务的分解，掌握子程序的概念，并在此基础上知道“自上而下、逐步完善”的程序设计原则。

3．情感态度与价值观

（1） 培养学生的动手能力、创新素养，使教师养成良好的认知习惯。

（2） 培养教师的队伍合作精神，让学员体会学习跟研究的真谛。

二、教材分析

1．本节的作用跟地位

本节是在循迹机器人和走迷宫机器人基础上提高了火焰传感器应用的一节

综合应用课，主要使学员把握火焰传感器使用方式、“自上而下、逐步完善”的程序设计原则并且子程序的概念。

2．本节主要内容介绍

本节主要任务是设计一个能在模拟事故现场中灭火的机器人。首先，通过对任务的预测，明确灭火机器人应该具有的功用及硬件组成，并重点介绍新软件—火焰传感器的用途特征及使用方式；随后，对灭火过程进行分解，并采用子程序的概念，介绍子程序的新建、修改、删除及保存方式，在此基础上进行程序编写，尝试引入“自上而下、逐步完善”的设计方法；最终，在虚拟环境下完成灭火程序的仿真运行。

3．重点和难点分析

教学重点：

（1） 火焰传感器的使用方式。

（2） 灭火的工作原理及子程序的编写。

教学难点：

（1） “自上而下、逐步完善”的编程方法。

（2） 灭火程序的编写及改进。

三、教学建议

1．学情分析

在本节课之前，学生将要掌握了排序、选择、循环结构，本节引入了“主程序”和“子程序”概念，虽然程序非常复杂，但不仅“break”模块，没有新的语法；硬件方面，涉及到红外避障传感器、轨迹识别传感器、火焰识别传感器跟风扇等，其中只有火焰传感器是新学硬件。新知识点并不多机器人教案模板，主要是对当时所学知识加以综合利用。

2．教学策略

在学习新知识点（火焰传感器跟子程序）时，可以借助小组研究的方法完成，老师在此基础上进行严谨讲解；在综合利用当时所学知识时机器人教案模板，可以借助小组合作的方法完成，老师在此基础上适度引导学生进行组内、组间探讨，充分发挥团队的力量。

在程序的编写、调试及仿真运行时，教师可以采用化整为零的方法进行任务分解，以小组合作的形式来完成各子程序的撰写，锻炼学生的队伍合作精神。为了让枯燥的编程充满活力，还可以采用小组竞赛的模式来鼓励学生。

面对基础不同的教师群体，在课堂过程中力求做到分层教学。在规定全体师生都可超过课标要求的前提下，对程度好的学员提出更高要求，教师可以给出拓展内容：在无法成功完成灭火的前提下，改进算法，提高机器人灭火的效率。

四、教学评价

本节的评价着重于知识与技能的评判，可参考下表进行评价。

评价内容

学生自评

教师评价

能够说出火焰传感器的功能特征

能够正确预测机器人灭火的工作流程

能够新建、修改、删除、保存子程序

能够按照“自上而下、逐步完善”的程序设计原则，编写出机器人灭火的程序

五、练习说明

1、教材第90页“问题”的参考答案：

（1） 机器人采用走迷宫的方式搜索房间，即“左手定则”或“右手定则”。

（2） 通过永久循环，判断轨迹识别传感器的变量值是否非零，还是利用走

迷宫的方式返回起点。

（3） “自上而下、逐步完善”的设计观念。

2、教材第91页“交流”的参考答案：

机器人搜寻火焰和返回起点的动作重复了，可以编写一个“搜寻”子程序来精简程序。

3、教材第93页“交流”的参考答案：

“Break”模块的作用是跳出循环，继续执行下面的程序。

六、教学活动

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

一、创设情景、引入课题。

1、播放新闻短片：消防员在救人中牺牲。

2、表述：消防员的工作是最伟大的，为保护公民的人身和财产安全而不顾时刻遭受危险。

3、提问：有哪些方式可以帮助消防员的工作，减低其工作的危险性？

1、 观看视频，感悟情景。