机器人教学设计

校外活动中心2017年2月24日上午机器人班教案第一课时 机器人歌唱家一、学习目标1、用“发音“模块编写程序，让机器人唱歌。2、初步学会使用“控制组件库”中的“永远循环”模块编写程序，让机器人反复唱歌。 3、了解顺序结构跟循环结构。二、新课导入机器人小丁丁刚离开制造工厂来到这里，认识了这么多的小朋友，他真是太开心啦！正想着唱支歌庆祝一下与你们的相识呢。今天我们就来帮帮这位刚认识的机器人朋友，让它完成唱歌的愿望好吗？机器人唱歌需要用小喇叭发声。在程序中，可以借助“发音”模块来推动。一个“发音”模块要可以设定一个音符，让机器人发出一个具有一定高低、长短的音。“让机器人唱歌”这个程序涉及到的组件较少，只要根据乐谱修改“发音”模块，然后将各模块依次连接出来即可。下面是编程的详细方法，我们一起来做一下吧！三、新课讲授步骤1：运行VJC仿真软件，进入主程序窗口。在流程图编辑界面中，点击“执行器模块库”中的“发音”模块，将其拖至流程图生成区，连接在主程序的以下（图3、1－1）步骤2：右击“发音”模块，打开参数设定对话框（图3、1－2），在其中选取音频和时间。例如：图3、1－2中选取的音频为，时间为四分之一音符。步骤3：继续借助“发音”模块设置其他音符

，编辑完成的歌曲程序如图3、1－3所示。图3、1－3步骤4：把“程序模块库”中的“结束”模块拖至流程图生成区，如图3、1－4所示。这样，一个简单的直行程序就编写完了。步骤5：流程图编好后，点击工具栏中的“仿真”快捷按钮（图3、1－5），进入仿真环境主界面。步骤6：在仿真环境主界面中，点击“运行”键，可以得到一个虚拟机器人。将虚拟机器人放到前面的运行区，它经常自动执行程序。在本例中，机器人则将表演所编的歌曲。注意:对于每个“发音”模块都必须设定音高和音长。音长决定机器人所发噪音的长短。音高决定机器人所发噪音的高低。在编程时，您也可以选取“自定义”，直接输入音频值跟时间值。如果选择了“休止符”，则机器人将不发音。休止的时间可以选取四分之一音符等，也可以选取“自定义”，然后输入时间值。校外活动中心2017年2月24日上午机器人班教案第二课时 让机器人唱“do re mi”一、教学目标机器人不仅无法简单的发音，他能够象人一样唱出动听的歌呢！快快行动，依次添加3个“发音“模块，让机器人唱起，如图 3、1－7所示，将设定悦耳的一组数据填写到表图 3、1－8 中。音高音频音长时间模块名称do（低、中、高）

re（低、中、高）mi（低、中、高）机器人刚学会了说话，真是太开心啦！可他还没听够就停下了，有哪些方法可使他不停地唱呢？想使机器人不停地唱，可以从“控制模块库”中找到“永远循环”模块，它的功用是永无休止的循环，即依然执行同一段程序。二、操作方法流程1：打开上面使机器人唱“do re mi”的程序，并添加“永远循环”模块。（1） 把3个“发音”模块拖离流程图。（2）把“控制模块库”中的“永远循环”模块连接到“主程序”模块下方。步骤2：把应该反复执行的3个“发音”模块添加到循环结构中，并进行参数设定，这样机器人就会不停的歌唱。步骤3：到仿真环境中运行程序，如果对运行结果不满意，再回到主程序进行安装。步骤4：单击工具栏中的“保存”按钮，打开保存对话框，将文件命名后，以“VJC流程图文件（*.flw）”为文件类型，保存文件。选一段你喜欢的歌曲，使用“永远循环”模块编写程序，让机器人不停的唱。一点通程序结构可以分为顺序结构、循环结构跟选择结构三种，它们决定了程序的执行过程。让机器人唱一次歌用的是顺序结构，而无休止的唱则用了循环结构。前一程序在执行时，按照模块的排列执行，

后一程序在执行时，重复执行“发音”模块。校外活动中心2017年2月24日上午机器人班教案第三课时 自由行走一、教学目标1、学会用“传感器模块库”中的“红外测障”模块编写程序，帮助机器人躲避障碍。2、学会用“传感器模块库”中的“碰撞测试”模块编写程序，让机器人检测前后左右方向的碰撞。3、学会使用“条件判定”模块控制程序的流向。机器人可以象人一样在玩耍的过程中，欣赏欣赏风景，然后又继续走。遇到障碍物能自动避免，但不会撞出来，这时就用到了机器人的“眼睛”——红外传感器，“看”到障碍物，机器人要转过障碍物行走。二、新课讲授1、红外测障”模块编写程序机器人在前进过程中用红外传感器进行测试，如果前方没有障碍，机器人就再次前进；如果有障碍，则应判定左方或右方有没有障碍，若左方有障碍，则向右转；若右方有障碍，则向左转。步骤1：运行SVJC仿真系统，进入主程序窗口，把“传感器模块库”中的“红外测障”模块连接到“主程序”模块下方。步骤2：设置“红外测障”模块。右击“红外测障”模块，出现“红外测障模块”对话框。①图4.1-2单击“检测完成后，进行条件判定”按钮，出现下一层对话框机器人教案模板，此时，“红外变量 一”后的“= =”“前”表示前方有障碍物是判定条件。图4.1-

3②单击“红外变量一”按钮，出现“变量白宝箱”对话框，我们可以看见“红外变量 一”后面有一把小钥匙，表示这个数组被选中。单击“确认”按钮。③在“红外测障模块”对话框中，单击“确定”按钮。步骤3：把“执行器模块库”中的“转向”模块添加至“是”的右侧，“前进”模块添加至“否”的左边，最后添加“结束”模块。下面使用“条件判定”模块测试机器人左方的能否有障碍。步骤1：把“前进”模块拖离流程图。步骤2：把“控制模块库”中的“条件判定”模块添加至流程图中。步骤3：设置“条件判定”模块。①右击“条件判定”模块，在出现的对话框中单击“整型变量一”，出现“变量白宝箱”对话框。②单击“红外变量”按钮，选择“红外变量一”，单击“确定”。 ③在“条件判断”对话框中，继续选择“红外变量一”“= =”“左”，单击“确定”按钮。步骤4：在“条件判定”模块“是”的右侧添加“右转”模块，“否”的左侧添加“前进”模块,如图4.1-9所示。用类似的方式检查机器人右方是否有障碍。步骤1：把“前进”模块拖离流程图后，添加“条件判定”模块。步骤2：打开“条件判断”模块对话框，选择“红外变量一”“= =”“右”，然后点击“确定”按钮。步骤3：把“直行”模块和“左转”模块添加至流程图中。

在里面这个程序中，机器人的“直行”模块只运行了一次，这一步不能太长，否则都会在检测到障碍物之前都会撞上障碍物。因此，需要使机器人小心翼翼的检测一步走一小步，不断反复，直到测试至障碍物后停下来。这一过程可以用“永远循环”模块来推动。步骤1：把“红外测障”模块连同它后面的组件脱离流程图。步骤2：把“控制模块库”中的“永远循环”模块添加到流程图中。步骤3：把“红外测障”模块连同以下的组件一起连接至循环结构中，再添加“结束”模块。步骤4：以“三方避障.flw”为名保存程序，然后至仿真环境下运行。①单击“仿真”按钮开启仿真环境。②执行“实体”——“障碍物”——“矩形”命令，在场地中画出围墙。③执行“运行”命令，把机器人放到封闭场地内释放，观察机器人的运行状况。下面我们在程序中添加“系统时间”模块和“显示”模块，在机器人行走过程中即时显示运行的时间。步骤1：在“碰撞测试”模块的下方添加“系统时间”模块和“显示”模块。步骤2：右击“显示”模块，在“显示模块”对话框中选中“引用变量”，弹处“变量百宝箱”对话框，如图4.1-13所示，选择“时间变量一” ，单击“确定”。步骤3：保存文件为“自由行走.flw”机器人教案模板，到仿真环境下运行程序，观察LCD处是否即时显示运行的时间。