機器人教學(xué)設(shè)計

校外活動中心2017年2月24日上午機器人班教案第一課時機器人歌唱家一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、用“發(fā)音”模塊編寫程序，讓機器人唱歌。2、初步學(xué)會使用“控制模塊庫”中的“永遠(yuǎn)循環(huán)”模塊編寫程序，讓機器人反復(fù)唱歌。3、了解順序結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。二、新課導(dǎo)入機器人小丁丁剛離開生產(chǎn)車間來到這里，認(rèn)識了這么多的小朋友，他真是太高興啦！正想著唱支歌慶祝一下與大家的相識呢。今天我們就來幫幫這位剛認(rèn)識的機器人朋友，讓它完成唱歌的心愿好嗎？機器人唱歌需要用小喇叭發(fā)聲。在程序中，可以通過“發(fā)音”模塊來實現(xiàn)。一個“發(fā)音”模塊要可以設(shè)置一個音符，讓機器人發(fā)出一個具有一定高低、長短的音。“讓機器人唱歌”這個程序涉及到的模塊較少，只要按照樂譜設(shè)置“發(fā)音”模塊，然后將各模塊依次連接起來即可。下面是編程的具體步驟，我們一起來做一下吧！三、新課講授步驟1：運行VJC仿真軟件，進(jìn)入主程序窗口。在流程圖編輯界面中，點擊“執(zhí)行器模塊庫”中的“發(fā)音”模塊，將其拖到流程圖生成區(qū)，連接在主程序的下面（圖3、1—1）

步驟2：右擊“發(fā)音”模塊，打開參數(shù)設(shè)置對話框（圖3、1—2）,在其中選擇音頻和時間。例如：圖3、1—2中選擇的音頻為1,時間為四分之一音符。時間的］:展0.2500音頻（Hz］：莖.?「自定義..??”時間的］:展0.2500音頻（Hz］：莖.?「自定義..??”休止符日長?音高圖3、1日長?音高圖3、1—3二分之一音符*四分之一音符

八分之一音符

十六分之一音冬圖3、1—2步驟3：繼續(xù)通過“發(fā)音”模塊設(shè)置其他音符，編輯完成的歌曲程序如圖3、1—3所示。步驟4：把“程序模塊庫”中的“結(jié)束”模塊拖到流程圖生成區(qū)，如圖3、1—4所示。這樣，一個簡單的直行程序就編寫完了。

執(zhí)行器模塊庫傳感器模塊庫控制模塊庫程序模塊庫新建子程序圖3、執(zhí)行器模塊庫傳感器模塊庫控制模塊庫程序模塊庫新建子程序圖3、1—4步驟5：流程圖編好后，點擊工具欄中的“仿真”快捷按鈕（圖3、1—5）,進(jìn)入仿真環(huán)境主界面。步驟6：在仿真環(huán)境主界面中，點擊“運行”鍵，可以得到一個虛擬機器人。將虛擬機器人放到中間的運行區(qū)，它就會自動執(zhí)行程序。在本例中，機器人則將演奏所編的歌曲。注意：對于每個“發(fā)音”模塊都需要設(shè)置音高和音長。音長決定機器人所發(fā)聲音的長短。音高決定機器人所發(fā)聲音的高低。在編程時，您也可以選擇“自定義”，直接輸入音頻值和時間值。如果選擇了“休止符”，則機器人將不發(fā)音。休止的時間可以選擇四分之一音符等，也可以選擇“自定義”，然后輸入時間值。校外活動中心2017年2月24日上午機器人班教案第二課時讓機器人唱“doremi,一、教學(xué)目標(biāo)機器人不僅能夠簡單的發(fā)音，他還能像人一樣唱出動聽的歌呢！快快行動，依次添加3個“發(fā)音”模塊，讓機器人唱起，如圖3、1—7所示，將設(shè)置悅耳的一組數(shù)據(jù)填寫到表圖3、1—8中。音高音頻日長時間模塊名稱do（低、中、高）re（低、中、高）mi（低、中、高）機器人剛學(xué)會了唱歌，真是太高興啦！可他還沒唱夠就停下了，有什么辦法能讓他不停地唱呢？想讓機器人不停地唱，可以從“控制模塊庫”中找到“永遠(yuǎn)循環(huán)”模塊，它的功能是永無休止的循環(huán)，即永遠(yuǎn)執(zhí)行同一段程序。二、操作步驟步驟1：打開前面讓機器人唱“doremi”的程序，并添加“永遠(yuǎn)循環(huán)”模塊。（1）把3個“發(fā)音”模塊拖離流程圖。（2）把“控制模塊庫”中的“永遠(yuǎn)循環(huán)”模塊連接到“主程序”模塊下方。步驟2：把需要反復(fù)執(zhí)行的3個“發(fā)音”模塊添加到循環(huán)結(jié)構(gòu)中，并進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，這樣機器人就會不停的歌唱。步驟3：到仿真環(huán)境中運行程序，如果對運行結(jié)果不滿意，再回到主程序進(jìn)行調(diào)試。步驟4：單擊工具欄中的“保存”按鈕，打開保存對話框，將文件命名后，以“VJC流程圖文件（禮flw）”為文件類型，保存文件。選一段你喜歡的樂曲，使用“永遠(yuǎn)循環(huán)”模塊編寫程序，讓機器人不停的唱。一點通程序結(jié)構(gòu)可以分為順序結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)和選擇結(jié)構(gòu)三種，它們決定了程序的執(zhí)行過程。讓機器人唱一次歌用的是順序結(jié)構(gòu)，而無休止的唱則用了循環(huán)結(jié)構(gòu)。前一程序在執(zhí)行時，按照模塊的排列執(zhí)行，后一程序在執(zhí)行時，重復(fù)執(zhí)行“發(fā)音”模塊。校外活動中心2017年2月24日上午機器人班教案第三課時自由行走一、教學(xué)目標(biāo)1、學(xué)會用“傳感器模塊庫”中的“紅外測障”模塊編寫程序，幫助機器人躲避障礙。2、學(xué)會用“傳感器模塊庫”中的“碰撞檢測”模塊編寫程序，讓機器人檢測前后左右方向的碰撞。3、學(xué)會使用“條件判斷”模塊控制程序的流向。機器人可以像人一樣在散步的過程中，欣賞欣賞風(fēng)景，然后又繼續(xù)走。遇到障礙物能自動避開，但不會撞上去，這時就用到了機器人的“眼睛”一一紅外傳感器，“看”到障礙物，機器人要轉(zhuǎn)過障礙物行走。二、新課講授1、紅外測障”模塊編寫程序機器人在前進(jìn)過程中用紅外傳感器進(jìn)行檢測，如果前方?jīng)]有障礙，機器人就繼續(xù)前進(jìn)；如果有障礙，則要判斷左方或右方有沒有障礙，若左方有障礙，則向右轉(zhuǎn)；若右方有障礙，則向左轉(zhuǎn)。步驟1：運行SVJC仿真系統(tǒng)，進(jìn)入主程序窗口，把“傳感器模塊庫”中的“紅外測障”模塊連結(jié)到“主程序”模塊下方。步驟2：設(shè)置“紅外測障”模塊。右擊“紅外測障”模塊，出現(xiàn)“紅外測障模塊”對話框。①單擊“檢測完成后，進(jìn)行條件判斷”按鈕，出現(xiàn)下一層對話框，此時，“紅外變量一”后的“二二”“前”表示前方有障礙物是判斷條件。②單擊“紅外變量一”按鈕，出現(xiàn)“變量白寶箱”對話框，我們可以看到“紅外變量一”后面有一把小鑰匙，表示這個變量被選中。單擊“確認(rèn)”按鈕。③在“紅外測障模塊”對話框中，單擊“確定”按鈕。步驟3：把“執(zhí)行器模塊庫”中的“轉(zhuǎn)向”模塊添加到“是”的一側(cè)，“前進(jìn)”模塊添加到“否”的一側(cè)，最后添加“結(jié)束”模塊。下面使用“條件判斷”模塊檢測機器人左方的是否有障礙。步驟1：把“前進(jìn)”模塊拖離流程圖。步驟2：把“控制模塊庫”中的“條件判斷”模塊添加到流程圖中。步驟3：設(shè)置“條件判斷”模塊。①右擊“條件判斷”模塊，在出現(xiàn)的對話框中單擊“整型變量一”，出現(xiàn)“變量白寶箱”對話框。②單擊“紅外變量”按鈕，選擇“紅外變量一”，單擊“確定”。③在“條件判斷”對話框中，繼續(xù)選擇“紅外變量一”“二二”“左”，單擊“確定”按鈕。步驟4：在“條件判斷”模塊“是”的一側(cè)添加“右轉(zhuǎn)”模塊，“否”的一側(cè)添加“前進(jìn)”模塊,如圖4.1-9所示。用類似的方法檢測機器人右方是否有障礙。步驟1：把“前進(jìn)”模塊拖離流程圖后，添加“條件判斷”模塊。步驟2：打開“條件判斷”模塊對話框，選擇“紅外變量一”“二二”“右”，然后單擊“確定”按鈕。步驟3：把“直行”模塊和“左轉(zhuǎn)”模塊添加到流程圖中。在上面這個程序中，機器人的“直行”模塊只運行了一次，這一步不能太長，否則就會在檢測到障礙物之前就會撞上障礙物。因此，需要讓機器人小心翼翼的檢測一步走一小步，不斷反復(fù)，直到檢測到障礙物后停下來。這一過程可以用“永遠(yuǎn)循環(huán)”模塊來實現(xiàn)。步驟1：把“紅外測障”模塊連同它下面的模塊脫離流程圖。步驟2：把“控制模塊庫”中的“永遠(yuǎn)循環(huán)”模塊添加到流程圖中。步驟3：把“紅外測障”模塊連同下面的模塊一起連接到循環(huán)結(jié)構(gòu)中，再添加“結(jié)束”模塊。步驟4：以“三方避障.flw”為名保存程序，然后到仿真環(huán)境下運行。①單擊“仿真”按鈕進(jìn)入仿真環(huán)境。②執(zhí)行“實體”一一“障礙物”一一“矩形”命令，在場地中畫出圍墻。③執(zhí)行“運行”命令，把機器人放到封閉場地內(nèi)釋放，觀察機器人的運行情況。下面我們在程序中添加“系統(tǒng)時間”模塊和“顯示”模塊，在機器人行走過程中實