兒童編程scratch桌面機(jī)器人教參-走迷宮機(jī)器人教案

1、少兒編程教學(xué)資料，需要可下載并修改后使用！第十一課走迷宮機(jī)器人限學(xué)習(xí)目標(biāo).了解迷宮的科學(xué)小知識(shí)。.學(xué)會(huì)運(yùn)用多傳感器對(duì)外界環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)判斷。.自主完成拓展內(nèi)容的任務(wù)。重點(diǎn)知識(shí)迷宮:(1)迷宮就是對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、道路難辨，進(jìn)去后不容易找到出口的建筑物的總稱(chēng)。(2)迷宮最早出現(xiàn)在古希臘神話中。據(jù)說(shuō)，半人半神的英雄西修斯(Theseus)在克里特 的迷宮中勇敢地殺死半人半牛的怪物，并循著米諾斯女兒阿里阿德妮(Ariadne )送給他的 繩索逃出迷宮。循跡傳感器:(1)循跡傳感器主要用于檢測(cè)地面灰度檢測(cè)、黑白線區(qū)別、簡(jiǎn)單顏色識(shí)別等，可用于機(jī)器人循跡、機(jī)器 人地面灰度檢測(cè)等。當(dāng)顏色越深，返回值越大，顏色越淺，

2、返回值越小。(2)高亮正白光發(fā)光二極管或者高亮紅光發(fā)光二極管作為光源，光敏電阻作為光強(qiáng)檢測(cè)器件, 灰度傳感器利用不同顏色的檢測(cè)面對(duì)光的反射程度不同，光敏電阻對(duì)不同檢測(cè)面返回的光其 阻值也不同的原理進(jìn)行顏色深淺檢測(cè)。在有效的檢測(cè)距離內(nèi)，發(fā)光二極管發(fā)出白光，照射在 檢測(cè)面上，檢測(cè)面反射局部光線，光敏電阻檢測(cè)此光線的強(qiáng)度并將其轉(zhuǎn)換為機(jī)器人可以識(shí)別 的信號(hào)。(3)傳感器可能會(huì)受到自然光的干擾，如果在室內(nèi)使用，非陽(yáng)光直射情況下，該干擾可以忽 略不計(jì)。超聲波傳感器：超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī) 械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、

3、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小， 特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大， 尤其是在陽(yáng)光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯 著反射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)?；诔暡ㄌ匦匝兄频膫鞲衅鞣Q(chēng) 為“超聲波傳感器”，廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)等方面。人們能聽(tīng)到聲音是由于物體振動(dòng)產(chǎn)生的，它的頻率在20HZ-20KHz范圍內(nèi)，超過(guò)20KHz稱(chēng) 為超聲波，低于20Hz的稱(chēng)為次聲波。常用的超聲波頻率為幾十KHZ-幾十MHZ。赫茲也是國(guó)際單位制中頻率的單位，它是每秒中的周期性變動(dòng)重復(fù)次數(shù)的計(jì)量。赫茲的名字 來(lái)自于德國(guó)物理學(xué)家海因

4、里希魯?shù)婪蚝掌潯Ｆ浞?hào)是Hz。陵教學(xué)過(guò)程課程導(dǎo)入（20分鐘）（1）以故事形式引入我們的課程：很久很久以前，有一位美麗的公主，被一個(gè)惡魔擄走了。 國(guó)王很著急，在全國(guó)范圍內(nèi)征召勇士去拯救公主，有一位勇士接受了國(guó)王的征召，去拯救公 主。公主被關(guān)在一個(gè)很大的古堡里面，在通往古堡的必經(jīng)之路上，惡魔設(shè)置了一個(gè)巨大的迷 宮來(lái)阻擋勇士前進(jìn)的步伐，企圖讓勇士永遠(yuǎn)的迷失在迷宮之中。你們知道最后勇士拯救出公 主了么？（讓學(xué)生討論，將他們帶入場(chǎng)景想象中。）現(xiàn)在，你們就是那個(gè)勇士，你們要以最 快的速度找出走出迷宮的路，盡早將公主拯救出來(lái)。（此時(shí)放出迷宮的圖，讓學(xué)生們找出正 確的路，老師要事先自己找出正確的路徑）（2）我

5、們現(xiàn)在已經(jīng)將公主拯救了出來(lái)，那么你們知道惡魔為什么要設(shè)置這個(gè)迷宮么？（為了 阻擋勇士前進(jìn)的步伐，拖延時(shí)間）迷宮的作用就是拖延時(shí)間跟阻擋想要阻擋的人走出迷宮。（3）剛剛你們通過(guò)自己的努力找出了拯救公主的正確路徑，那么，現(xiàn)在老師這里也有個(gè)迷宮, 需要你們使用桌面機(jī)器人幫助我找出正確的路徑，比比看誰(shuí)最先幫助老師找出正確的路徑吧。（4）注意：因?yàn)樽烂鏅C(jī)器人側(cè)面并不存在防撞傳感器，所以我們的賽臺(tái)配置了黑線，可以讓 學(xué)生們使用循跡傳感器輔助找出正確的路徑。本節(jié)課學(xué)習(xí)的是一個(gè)多傳感器的配合運(yùn)用，或 者不同種類(lèi)的傳感器單獨(dú)運(yùn)用。動(dòng)手編程（30分鐘）使用鳳凰機(jī)器人賽臺(tái)進(jìn)行迷宮的設(shè)置拼裝。老師可隨意拼裝出迷宮造型

6、，具體程序的編寫(xiě)要根據(jù)老師設(shè)置的迷宮造型進(jìn)行實(shí)際編寫(xiě)。 給一個(gè)超聲波傳感器完成任務(wù)的例子：首先連接桌面機(jī)器人，然后拖出超聲波傳感器的值(cm)雙擊此命令條在編輯區(qū)頂部會(huì)出現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)值，此時(shí)可以移動(dòng)桌面機(jī)器人至需要其轉(zhuǎn)彎的位置，記錄數(shù)據(jù), 此數(shù)據(jù)做為桌面機(jī)器人到達(dá)轉(zhuǎn)彎條件時(shí)與墻壁的距離值(1)Arduino主程序翻44,17重復(fù)執(zhí)行重復(fù)執(zhí)行次44-設(shè)置機(jī)器人行動(dòng)模式為前進(jìn)，速度為之前一直等待之前一直等待停止機(jī)器人在迸入框內(nèi)的條件不為真 時(shí)，一直運(yùn)行上面的程序 內(nèi)容。在 超聲波傳感器的值(cm) 設(shè)置機(jī)器人行動(dòng)模式為向右轉(zhuǎn)9。設(shè)置機(jī)器人行動(dòng)模式為前進(jìn)，速度為在 超聲波傳感器的值(cm)等待秒因?yàn)锳r

7、duino會(huì)默認(rèn)重復(fù) 執(zhí)行，所以停止機(jī)器人一 段時(shí)間后又重復(fù)執(zhí)行，所 以此處設(shè)置等待時(shí)間為 9999秒，就相當(dāng)于讓機(jī) 器人完全停止。如果不關(guān) 閉桌面機(jī)器入，在等待時(shí) 間結(jié)束后還是會(huì)重復(fù)執(zhí)行參考程序分析：因?yàn)楦鶕?jù)場(chǎng)地設(shè)置，完成此迷宮的行走需要轉(zhuǎn)彎四次，那么每次都是超聲波傳感器的值小 于17cM的時(shí)候轉(zhuǎn)彎，所以此程序需要重復(fù)四次。當(dāng)重復(fù)四次完成后桌面機(jī)器人是沒(méi)有進(jìn)入指定區(qū)域的， 所以再加一個(gè)單行程序讓桌面機(jī)器人進(jìn)入指定區(qū)域后停止。(2)Arduino主程序重復(fù)執(zhí)行O次17174重復(fù)執(zhí)行直到超聲波傳感器的值(cm) 設(shè)置機(jī)器人行動(dòng)模式為前進(jìn)，速度為設(shè)置機(jī)器人行動(dòng)模式為向右轉(zhuǎn)90。，速度為重復(fù)執(zhí)行直到

8、超聲波傳感器的值(cm) Q設(shè)置機(jī)器人行動(dòng)模式為前進(jìn)，速度為停止機(jī)器人(40分鐘)等待秒拓展活動(dòng)讓學(xué)生競(jìng)賽:拓展內(nèi)容為：利用其他傳感器進(jìn)行任務(wù)的完成或者拼裝一個(gè)更為復(fù)雜的迷宮進(jìn)行任務(wù)的完成。 比方可以使用防撞傳感器，或者利用循跡傳感器進(jìn)行編程。具體程序需要根據(jù)老師所設(shè)置的場(chǎng)地或者指定的傳感器進(jìn)行編寫(xiě)。復(fù)習(xí)與總結(jié):(15分鐘)復(fù)習(xí)本節(jié)課所學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，以及對(duì)本節(jié)課學(xué)生出現(xiàn)的一些學(xué)習(xí)問(wèn)題與錯(cuò)誤編程進(jìn)行分析總 結(jié)。讓學(xué)生知道問(wèn)題出在哪？以后要怎么注意與改正？陵課堂展示(15分鐘)本環(huán)節(jié)盡量讓學(xué)生自主講解演示為主，講解本節(jié)課所學(xué)知識(shí)點(diǎn)以及講解演示自主編寫(xiě)的程序, 老師在學(xué)生忘記或者講解錯(cuò)誤的時(shí)候進(jìn)行引導(dǎo)與指正。問(wèn)題：(1)迷宮的作用是什么？(2)你使用的是哪種傳感器？此傳感器的工作原理是什么？(3)演示講解自己的拓展程序。.根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)與家長(zhǎng)進(jìn)行溝通，比方學(xué)生在課堂中紀(jì)律如何，回答下列問(wèn)題積極性如何, 對(duì)于不同種類(lèi)的傳感器運(yùn)