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1、给机器人装“眼睛”-躲避障碍莲花中学南校区 张碧霞一、问题的提出1. 信息技术课作为一门非中考科目，由于评价系统缺失，少了成绩的压力和动力，往往使学生在追求学习高深方面，存在种种不和谐的态度和思想，那是非一己之力能改变的。2. 信息技术课作为一门技术教学的课，突出具体技术的操作与应用是主流。但，课堂的创新表现可见性不太强，学生虽然明确具体操作但激情欠佳，大多只是在模仿的基础上完成，缺乏耐心、缺乏创新。3. 相对其它中考科目，信息技术课诱惑因素多、课堂杂音多，教学过程难于驾驭。如有些学生觉得课本无聊没意思，有些觉得学习的操作技术没有用处，觉得游戏、视频、微博、音乐、贴吧、图片等更有趣味等等。二、
2、方法的尝试紧紧围绕新课标 “教为主导，学为主体”的理念，本文以初一信息技术下机器人教学课“制作胆小鬼机器人（避障）”一节的教学设计为例，从导入、合作探究学习、拓展等多个角度探索课堂的有效教学策略，论述具体如下：1.创设情境，用问题刺激学生的好奇心，激发学生学习兴趣。自动感应风扇是学生搭建的第一个机器人，课前笔者改进了自动感应风扇，让学生找出其改进之处并观察其实际运行效果，找出“移动的自动感应风扇”存在的不足之处。从而引出本课课题：机器人怎样躲避障碍物以保护自己？引起学生探究的欲望。2.注重体验，引导学生合作探究学习，让学生在合作、体验、成功中学习。教师布置第一个基本任务，启发指导，学生围绕着学
3、习任务，通过自主探究学习，然后根据每个人的特点，小组分工合作，如：搭建机器人、编写程序、仿真环境测试、真实环境检验改进等步骤来完成任务，有些学生在成功中获得喜悦和认同，有些学生在暂时失败中获得经验，从而激发学生学习的热情，提高自主学习和实践能力。3.分层教学，让有天赋的学生联系实际，开拓进取。如果让学生带着兴趣和应用深入到技术中，联系生活，体验技术本身的价值和魅力，那么他们思考更多就创新更多。如生活中的自动扫地机，它的基本特性就是能完成自主移动及避障功能，这与本节课学习的知识点相吻合。我们鼓励对机器人有浓厚兴趣、有创新能力的学生，把所学知识跟生活实际结合起来，进一步改进“移动的自动感应风扇”，
4、设计并搭建出简易的自动扫地机等等。三、课案1. 教材分析机器人教学是一项集科学性、实践性、创新性和娱乐性为一体的活动，机器人进入中小学课堂对培养学生创新实践能力和综合素质有很大的帮助。本课是广东高等教育版中学机器人教学第二章智能机器人程序设计初步的第二课。在前面一章初探智能机器人中，学生了解了人类智能与人工智能的区别与联系，理解了机器人的思维流程，并初步观摩接触了拼装机器人、编写程序、仿真环境调试、真实环境运行的整个机器人（自动感应风扇）制作过程，对学习诺宝机器人编程产生了浓厚的兴趣。本课是学生自己设计制作机器人的第一课，是整个学期学习编程的基础。在本课中，学生要把生活中需要解决的问题转化为机
5、器人能够执行的工作，设计制作出能够避障的胆小鬼机器人。要求学生认识红外避障传感器的组成及其工作原理；掌握用流程控制模块库中的条件判断循环模块编写程序的方法；能够在仿真界面中设置仿真环境并测试机器人程序；学习拼装机器人以及在真实环境中调试机器人。2. 教学目标.知识与技能了解红外避障传感器的原理、构成及工作方法；继续熟悉诺宝RC10.0图形化编程环境和仿真环境，重点是对选择及永久循环模块程序结构的设置；能把避障的实际问题转化成一个机器人信息处理的过程，通过搭建机器人、编写程序、仿真环境测试、真实环境检验改进的步骤来完成避障任务。.过程与方法采用任务驱动法，在教师引导下，学生自主探究，理解避障机器
6、人的算法思想，设计程序并动手搭建机器人。.情感态度与价值观能积极参与学习活动，善于动手和创新；在探究活动中，积极探索，善于观察、思考和分析，体验成功；通过小组合作学习，培养学生合作精神和团队精神。3. 重点难点教学重点：能把避障的实际问题转化成机器人信息处理的过程，通过搭建机器人、编写程序、仿真环境测试、真实环境运行的步骤完成任务。教学难点：引导学生探索与学习搭建符合任务要求的机器人，以及在真实环境中的测验、调试。4. 教具准备 材料准备组成部分名称图片数量思维决策部分微电脑1输入部分红外避障传感器（一体式）1输出部分左电机1右电机1支撑部分大板1导向轮1大轮2双面转接板2X41小板2X42中
7、夹板1 装配图 胆小鬼机器人 简易自动扫地机5. 教学设计教学环节教学活动学生活动备注课前准备将机器人器材发给每组学生小组讨论本次活动分工，选出组长一人，负责统筹安排本组具体工作引导学生分工合作问题导入创设情景展示装上电机的自动感应风扇的运行效果，让学生观察找出其改进之处及存在的问题。提出问题：机器人怎样躲避障碍物以保护自己？呈现课题：躲避障碍-给机器人装上“眼睛”认真观察教师演示思考教师提出的问题温故迁移提出新问题引起学生探究学习兴趣呈现任务制作一个胆小鬼机器人：机器人在前进的过程中，只要“看见”前方有物体，马上掉头逃跑。明确学习任务思考如何制作避障机器人，并进一步思考哪些传感器可以充当“眼
8、睛”“看”东西学习新知提出问题：很多动物包括人都是利用眼睛来看东西的，但海豚、蝙蝠却是利用声纳系统来“看”东西的。请各小组找出诺宝机器人套件中能起到“眼睛”作用的传感器。引导学生找出红外避障传感器。介绍红外避障传感器的工作原理、构成及程序模块。接着介绍电机模块、选择模块、循环模块，让学生理解避障机器人设计思路。小组讨论，找出各种起“眼睛”作用的传感器，其中包括红外避障传感器。了解红外避障传感器机器人的工作原理及构成。学习红外避障传感器、电机、选择、循环等模块，理解避障机器人设计思路。小组合作探究实践巡查各组情况，引导小组分析解决出现的问题或困难，进行个别化指导设计程序仿真调试搭建机器人真实环境
9、检验、调试合作、探究学习完成基本任务拓展任务分层提高展示各类自动扫地机（车），概括出自动扫地机的基本特性：完成自动移动、避障功能。鼓励有兴趣有能力的学生把“移动的自动感应风扇”改造为“自动扫地机”完成了基本任务而有时间的学生可以继续探索完成拓展任务分层教学体现创新展示分享请成功的小组汇报程序设计思想，展示实际效果；鼓励未完成小组分析问题，从错误中学习。小组示范机器人运行效果，汇报程序设计思路。分享成功的喜悦，并学习分析失败原因，在错误中学习与进步思考问题提出问题：有同学制作的机器人（如下图），打开电源运行程序时，机器人经常会撞上障碍物或人，而不是一定距离就掉头躲避。试分析其原因并解决问题。对照自己组装的机器人思考问题小结小结本节课的内容回顾本次学习内容课后请各小组整理并归还诺宝机器人器材套件，关闭计算机小组设备归位，小组长填写“小组活动自查表”引导学生养成良好学习习惯附： 小组活动自查表活动概要团队分工团队名称：小组负责人：小组程序员：小组搭建员：小组测试员：活动名称：日期：请小组负责人在相应框中打勾（）、填写任务意图o理解 o不理解程序设计o仿真成功 o仿真不成功 遇到的问题：机器搭建是否正确 o是 o否是否牢固 o是 o否是否美观 o是 o否机器测试o成功 o不成功出现问题：相应解决方案：
