《安全出站》教材分析

實(shí)驗(yàn)教材:LOGO語言與機(jī)器人本模塊內(nèi)容依據(jù)《中小學(xué)信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要（試行）》規(guī)定的“課程教學(xué)內(nèi)容小學(xué)模塊七（拓展模塊）”能夠進(jìn)行簡單的程序設(shè)計、初步了解用程序指揮計算機(jī)工作的過程”設(shè)置，安排在六年級一學(xué)年進(jìn)行學(xué)習(xí)，對應(yīng)教材為《“LOGO語言與機(jī)器人”實(shí)驗(yàn)教材·六年級》（寧夏教育廳教研室編著電子工業(yè)出版社）,與九年級（下）“VB程序設(shè)計”內(nèi)容銜接。本模塊共10個單元，第1-4單元作為基礎(chǔ)鋪墊,其中1、2單元學(xué)習(xí)LOGO語言的基礎(chǔ)知識，3、4單元學(xué)習(xí)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識并學(xué)會搭建機(jī)器人。從第5單元到第9單元，我們將以一名“駕駛員”的身份，在不斷完善我們搭建的“學(xué)習(xí)者號”機(jī)器人的基礎(chǔ)上，“駕駛”它完成“安全出站”“精準(zhǔn)?？俊薄白袷亟灰?guī)”“魔幻尋寶”系列任務(wù)，經(jīng)歷將一臺機(jī)器逐漸變成智能機(jī)器人的過程。在第10單元，將總結(jié)我們積累的編程經(jīng)驗(yàn)并過渡到可視化程序設(shè)計，為今后學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。具體內(nèi)容如圖所示。其中，“第1單元初識LOGO”的主要內(nèi)容是介紹LOGO的啟動、三種窗口方式及相互切換的方法、LOGO的退出，以及學(xué)習(xí)LOGO語言命令的格式和一些與移動和控制有關(guān)的命令；“第2單元LOGO的過程”學(xué)習(xí)過程的定義、組成、編輯、調(diào)用和保存，學(xué)習(xí)使用重復(fù)命令繪制有規(guī)律的圖形，學(xué)習(xí)帶參過程及繪制幾何圖形的多種方法,學(xué)習(xí)遞歸調(diào)用及賦值命令、關(guān)于畫彩色圖形的命令、停止命令和條件命令；“第3單元與機(jī)器人見面”了解機(jī)器人的概念、分類、構(gòu)成及工作過程，學(xué)習(xí)蘿卜圈仿真平臺的安裝、注冊及登錄，認(rèn)識仿真平臺的兩種主窗口：仿真大廳和在線仿真平臺，通過使用仿真包體驗(yàn)蘿卜圈仿真環(huán)境，觀察、辨識蘿卜圈實(shí)物機(jī)器人配件清單；“第4單元搭建機(jī)器人”介紹Robotkid機(jī)器人編輯窗口進(jìn)入及組成，以及學(xué)習(xí)機(jī)器人（仿真/實(shí)物）的搭建方法，了解模板的作用和設(shè)置以及學(xué)習(xí)使用視圖切換的多種方法；“第5單元安全出站”介紹蘿卜圈仿真環(huán)境下的“LOGO程序編寫窗口”的進(jìn)入及組成，學(xué)習(xí)并經(jīng)歷仿真環(huán)境下編寫程序的一般過程，學(xué)習(xí)給實(shí)物機(jī)器人開下載程序及在真實(shí)場地中調(diào)試運(yùn)行程序完成預(yù)定任務(wù)；“第6單元新手上路”介紹超聲波傳感器的工作原理，學(xué)習(xí)給機(jī)器人（仿真/實(shí)物）添加超聲波傳感器組件，通過完成“精準(zhǔn)?？俊比蝿?wù)學(xué)習(xí)使用超聲波傳感器、遞歸調(diào)用及算法流程圖；“第7單元小試牛刀”介紹灰度傳感器的工作原理，學(xué)習(xí)給機(jī)器人（仿真/實(shí)物）添加灰度傳感器組件，通過完成“遵守交規(guī)”任務(wù)學(xué)習(xí)使用灰度波傳感器、在仿真場地取灰度值的方法、條件循環(huán)與條件判斷的嵌套；“第8單元展示技藝”介紹障礙傳感器和觸碰傳感器的工作原理，學(xué)習(xí)給機(jī)器人（仿真/實(shí)物）添加障礙傳感器和觸碰傳感器傳感器組件，通過完成“魔幻尋寶”任務(wù)學(xué)習(xí)使用障礙傳感器和觸碰傳感器、迷宮算法及程序的基本結(jié)構(gòu)；“第9單元一鼓作氣”是通過將“安全出站”“精準(zhǔn)?？俊薄白袷亟灰?guī)”“魔幻尋寶”四個任務(wù)在“一鼓作氣”一次性完成來學(xué)習(xí)模塊化的程序設(shè)計思想及針對完成復(fù)雜任務(wù)的過程中要適時地根據(jù)仿真場地中各個子任務(wù)的起始位置、不斷增加的機(jī)器人重量以及計算機(jī)CPU資源消耗等對程序進(jìn)行測試和微調(diào)；“第10單元從LOGO語言編程到可視化語言編程”在已有經(jīng)驗(yàn)的積累下介紹可視化程序設(shè)計語言和“VPL程序編輯”窗口的組成，學(xué)習(xí)VPL編程。單

元內(nèi)

容課時第一單元初識LOGO3課時第二單元LOGO的過程5課時第三單元與機(jī)器人見面3課時第四單元搭建機(jī)器人3課時第五單元安全出站3課時第六單元新手上路3課時第七單元小試牛刀3課時第八單元展示技藝4課時第九單元一鼓作氣1課時第十單元從LOGO語言編程到可視化編程2第5單元安全出站安全出站一、熟悉IRobotQ3D的編程環(huán)境二、體驗(yàn)IRobotQ3D仿真環(huán)境編程三、學(xué)習(xí)實(shí)踐本單元是在已經(jīng)完成“學(xué)習(xí)者號”機(jī)器人的仿真搭建和實(shí)物組裝的基礎(chǔ)上，根據(jù)“安全出站”任務(wù),首次經(jīng)歷為機(jī)器人編寫程序、調(diào)試、運(yùn)行機(jī)器人（仿真/實(shí)物），指揮機(jī)器人完成任務(wù)的整個過程，體驗(yàn)賦予機(jī)器人智慧與生命，完成具體任務(wù)的全過程。在這個過程中，熟悉IRobot3D的編程環(huán)境、了解在仿真平臺編寫程序的一般步驟、體驗(yàn)IRobot3D仿真環(huán)境編程、經(jīng)歷將程序?qū)氲綄?shí)物機(jī)器人的控制器，讓它在真實(shí)場地中完成任務(wù)的過程，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，樹立學(xué)生的成就感。知道計算機(jī)程序設(shè)計的作用，領(lǐng)會程序設(shè)計的思想和方法，理解機(jī)器人與程序設(shè)計之間的關(guān)系，為后面的深入學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。教材設(shè)計在“模塊導(dǎo)讀”引導(dǎo)學(xué)生思考在機(jī)器人搭建好后是不是就可以完成任務(wù)了？激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過呈現(xiàn)“安全出站”仿真任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識程序設(shè)計的作用，了解賦予機(jī)器人智慧的過程，知道在IRobot3D中是通過“安全出站一、熟悉IRobotQ3D的編程環(huán)境二、體驗(yàn)IRobotQ3D仿真環(huán)境編程三、學(xué)習(xí)實(shí)踐圖5.1第5單元內(nèi)容結(jié)構(gòu)其中：“一、熟悉IRobotQ3D的編程環(huán)境”內(nèi)容為RobotQ3D的“LOGO程序編寫窗口”的打開以及該窗口的組成和重要區(qū)域的介紹、區(qū)別在LOG語言編程環(huán)境與RobotQ3D仿真環(huán)境下編寫LOGO程序的不同，了解在仿真環(huán)境下編寫程序的一般步驟；“二、體驗(yàn)IRobotQ3D仿真環(huán)境”，通過完成“安全出站”任務(wù)，經(jīng)歷在仿真環(huán)境下編寫程序的一般過程：任務(wù)分析、算法描述、編寫程序及仿真調(diào)試。體驗(yàn)給機(jī)器人賦予“生命”和“智慧”，完成具體任務(wù)的全過程；“三、學(xué)習(xí)實(shí)踐”，經(jīng)歷將“安全出站”程序?qū)雽?shí)物機(jī)器人并在真實(shí)場地調(diào)試、運(yùn)行，完成任務(wù)的全過程。一、教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn)1、教學(xué)目標(biāo)：（1）理解機(jī)器人與程序設(shè)計之間的關(guān)系，區(qū)別在LOG語言編程環(huán)境與RobotQ3D仿真環(huán)境下編寫LOGO程序的不同，掌握“等待命令”，了解在仿真環(huán)境下編寫程序的一般步驟；（2）認(rèn)識RobotQ3D的“LOGO程序編寫窗口”，能夠在“LOGO程序編寫窗口”中編寫、保存LOGO程序；（3）熟悉RobotQ3D仿真平臺，掌握“進(jìn)入仿真”的全過程。（4）熟悉仿真窗口，了解仿真工具欄和場景小地圖，掌握仿真工具欄中、和等常用工具的使用。（5）掌握給實(shí)物機(jī)器人下載程序的方法，經(jīng)歷在真實(shí)場地導(dǎo)入程序、調(diào)試、運(yùn)行機(jī)器人完成任務(wù)的全過程。2、教學(xué)重、難點(diǎn)：重點(diǎn)：1、仿真環(huán)境下編寫程序的一般步驟；2、區(qū)別在LOG語言編程環(huán)境與RobotQ3D仿真環(huán)境下編寫LOGO程序的不同。難點(diǎn)：區(qū)別在LOGO語言編程環(huán)境與RobotQ3D仿真環(huán)境下編寫LOGO程序的不同。二、學(xué)習(xí)內(nèi)容及要求結(jié)合《指導(dǎo)綱要》，梳理模塊教學(xué)內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求如表5-2所示。表5-2第一單元教學(xué)內(nèi)容及要求內(nèi)容（位置）知識、技能點(diǎn)行為目標(biāo)單元引導(dǎo)程序設(shè)計與機(jī)器人之的關(guān)系“編寫程序”窗口理解程序設(shè)計與機(jī)器人之間的關(guān)系，了解賦予機(jī)器人“智慧”的一般過程，知道“編寫程序”窗口是系統(tǒng)提供的為機(jī)器人編寫程序的平臺，以方便與機(jī)器人交流。一、熟悉IRobotQ3D的編程環(huán)境打開“LOGO程序編寫”窗口“LOGO程序編寫”LOGO編程環(huán)境與仿真編程環(huán)境仿真環(huán)境下編寫程序的一般步驟掌握打開“LOGO程序編寫”窗口方法；能辨識“LOGO程序編寫”窗口的主要區(qū)域；知道“LOGO程序編寫”窗口主要區(qū)域的名稱和功能；掌握并學(xué)會使用“等待”命令區(qū)別在LOG語言編程環(huán)境與RobotQ3D仿真環(huán)境下編寫LOGO程序的不同，理解真實(shí)環(huán)境對機(jī)器人完成任務(wù)的影響到；了解在仿真環(huán)境下編寫程序的一般步驟二、體驗(yàn)IRobotQ3D仿真環(huán)境在“LOGO程序編寫”窗口編寫程序在“LOGO程序編寫”窗口保存程序仿真導(dǎo)航仿真工具欄場景小地圖工具欄通過完成“安全出站”任務(wù)，經(jīng)歷在仿真環(huán)境下編寫程序的一般過程：任務(wù)分析、算法描述、編寫程序及仿真調(diào)試，認(rèn)識RobotQ3D的“LOGO程序編寫窗口”，能夠在“LOGO程序編寫窗口”中編寫、保存LOGO程序；熟悉RobotQ3D仿真平臺，掌握“進(jìn)入仿真”