清华版六年级下册信息技术机器人教案(彩色版)
更新时间:2024-06-20 07:24:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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第一单元
单元概述:
结识新伙伴
本单元,我们将一起走进机器人的世界,结识机器人朋友,了解机器人的相关知识。学会用“能力风暴vJCl.5仿真版”软件(以下简称“VJC仿真”软件)中的“直行”、“转向”、“显示”、“发音”、“启动电机”、“延时等待”、“停止电机”和“结束”等模块编写程序,教机器人学走路、学转弯、学唱歌、学画画??做机器人耐心的小老师。
在这个过程中,同学们还将了解什么是程序,以及程序的顺序结构和循环结构,知道它们是怎样影响程序的执行过程的,并会用“多次循环”、“永远循环”模块编写程序,体会怎样通过编写程序来达到控制机器人的目的。
相信,机器人一定会成为同学们喜爱的好朋友,给同学们的学习和生活增添色彩! 教学目标:
1、认识机器人并了解机器人的发展与未来。 2、了解机器人仿真软件的编程界面和运行环境。 3、学会调整参数,让机器人做得更好。 4、了解程序的顺序循环结构。 5、掌握画正多边形的规律和方法。
6、学会用“控制模块库”中的“永远循环”模块编写程序,让机器人反复唱歌。 教学重点:
1、机器人仿真软件的编程界面和运行环境。 2、了解程序的顺序循环结构。 (四)教学难点:
1、会用“控制模块库”中的“永远循环”模块编写程序,让机器人反复唱歌。 教学准备:
在学生机上安装好VJC1.5版版仿真软件。 单元课时安排:
本单元有4课,每1课安排1课时,共4课时。
第1课 认识新朋友
——机器人仿真系统的应用与“直行”模块
2016年 月 日 星期
教学目标:
1.知识目标:认识机器人并了解机器人的发展与未来。 2.技能目标:了解机器人仿真软件的编程界面和运行环境。 3、情感目标:培养学生对机器操作的兴趣。 教学重、难点:
了解机器人仿真软件的编程界面和运行环境。 教学课时:1课时 教学过程: 一、课堂引入
在机器人游园会上,我们见到了各式各样的机器人,有直立行走的人形机器人,有四肢运动的机器狗,还有多足运动的机器人昆虫,以及各种形状和结构的轮式运动机器人,你想知道机器人在游园会中的表现吗?
本课,我们将了解什么是智能机器人,智能机器人有什么特点,了解“能力风暴VJC1.5仿真版”的操作界面,并与新伙伴一起参加比赛。 二、新课教学
1.问题研究——智能机器人的特点
(1)每个机器人的动力都来源于电池,如果没有电池,机器人就不能正常工作。 (2)各种各样的机器人在各自的跑道上进行比赛,它们的所有动作都离不开“声、光、电”。
(3)每个智能机器人都有一个可以编程控制的“大脑”。 2.认识VJC1.5仿真版流程图编辑界面
(1)双击不同模块库按钮了解每个模块库中分别有哪些模块。 (2)单击工具栏中的“仿真”按钮,进入仿真环境界面。 3.认识VJC1.5仿真版的仿真环境界面
(1)在仿真环境界面的顶部是机器人信息显示区。 (2)在仿真环境界面的下部是环境信息显示区。
(3)在仿真环境界面左侧的中间部分是环境编辑区,可以添加各种实体。 (4)在环境编辑区中添加声源。 (5)在环境编辑区中添加光源。 4.参加比赛——迈出第一步
步骤1:双击桌面上的图表,进入VJC1.5仿真流程图编辑界面。
步骤2:在左侧模块中选择“执行器模块库”,把“直行”模块拖到流程图编辑区,放在“主程序”模块的下方,使其以流程线与“主程序”模块连接。
步骤3:右击“直行”模块,打开“直行模块”对话框在此对话框中有两个参数可以调整,一个是速度,一个是时间。我们把速度选到100,把时间选在1秒钟。
步骤4:在“程序模块库”中将“结束模块”拖到流程图编辑区中,与“直行”模块连接。第一个简单程序编写完成。
步骤5:单击工具栏中的“仿真”按钮进入仿真环境界面。
步骤6:单击仿真环境左下角的“运行”按钮,出现一个仿真机器人。把仿真机器人拖到仿真环境中,单击鼠标,机器人开始运行程序。
步骤7:如果需要修改程序或调整数据,在仿真环境下单击左上角的“退出”按钮,即可返回流程图编辑区。
步骤8:执行“文件”下的“保存”命令,弹出“保存”对话框,单击“保存在”下拉列表框右侧的三角按钮,在弹出的文件夹列表中,选择要保存到的文件夹,在“文件名”框中输入“直行”,单击“保存”按钮完成程序的保存。
课后反思:
第2课 无脚走天下
——“启动电机”模块和“延时等待”模块
2016年 月 日 星期
教学目标:
1.知识目标:学会用“执行器模块库”中的“启动电机”、“延时等待”、“停止电机”等模块编写程序。
2.技能目标:学会让机器人画弧线。
3、情感目标:通过学习用弧线画苹果,增加对机器人学习的兴趣。 教学重、难点:
学会使用“执行器模块库”中的“启动电机”。 教学课时:1课时 教学过程: 一、课堂引入
上节课我们通过了一个简单的赛跑项目,学会控制机器人的移动。本节课我们将通过执行器模块库中多个模块的组合使用,进一步掌握VJC1.5仿真版的基本使用方法。
在机器人游园会上,大家围着一个场地正在观看比赛。我们也去试一下,看能不能参加比赛。 二、新课教学 1.机器人转圆圈
让机器人围着一个标杆按顺时针的方向转一个圈。 2.问题研究——从简单问题出发
当左右两个驱动轮的速度相同时,机器人是怎样运动的?我们先做一个实验。 步骤1:双击桌面上的图标,进入VJC1.5流程图编辑区。
步骤2:在“执行器模块库”中选择“启动电机”模块,拖入流程图编辑区。 步骤3:用鼠标右击“启动电机”模块,打开“启动电机模块”对话框,将左右电机的功率调成一样大小。
步骤4:加入“延时等待”模块,用鼠标右击“延时等待”模块,打开“延时等待模块”对话框,把时间调到3秒钟。
步骤5:加入“停止电机”模块和“结束”模块,程序编辑完成。
步骤6:单击工具栏中的“仿真”按钮,进入仿真环境场地,单击仿真环境下面的“显示轨迹”按钮,当按钮变成“不显示轨迹”时,运行程序后仿真环境场地中将会显示轨迹。
步骤7:单击仿真环境中“保留原轨迹”按钮,当按钮变成“不保留原轨迹”,运行程序后将会保留机器人的运行轨迹。
步骤8:单击“运行”按钮,把机器人拖到场地中释放。 步骤9:多次运行仿真环境的机器人,会出现多条直线轨迹。 3.问题研究——尝试改变
步骤1:改变右电机功率,把右轮功率减到80。
步骤2:进入仿真环境运行机器人程序,记得要保留轨迹。右电机功率为80的轨迹。 4.问题研究——对应的变化会让你发现规律
对应的改变左驱动轮的功率,观察机器人的运动,你会发现右电机功率为100,左电机功率为80时的运动轨迹。 观察结果:
(1) 当左右电机功率相同时,机器人的运动轨迹是一条直线。
(2) 当右电机功率为80,左电机功率为100的时候,机器人顺时针走了一段弧线。 (3) 当左电机功率为80,右电机功率为100的时候,机器人逆时针走了一段弧线。 研究结论:
(1) 左右驱动轮功率相同时,机器人走的是直线。
(2) 当两个驱动轮的功率不同时,机器人会往功率小的一侧转动。
(3) 以上两段弧线,由于延时等待时间不够,所以没能走成一个完整的圆形。 5.让机器人围绕着两个圆标绕“8”字 (1)建立并保存场地
步骤1:单击工具栏中的“仿真”按钮,进入仿真环境场地。 步骤2:在左侧环境栏中选择“实体”,“添加障碍物”,“圆形”。 步骤3:在场地中任意一点,按住鼠标左键“拖拽”出一个圆。 步骤4:在实体窗口中修改直径数据为20,单击“确定”按钮。
步骤5:用鼠标左键拖着圆形障碍物圆,观察下面鼠标位置,把圆形障碍物放到指定位置上松开鼠标。
步骤6:重复步骤2—步骤5的过程,完成第二个障碍物圆的建立并放到指定位置,建
第二单元 超人的感觉
单元概述:
本单元, “VJC仿真”软件中的“红外传感器”、“亮度传感器”、“条件控制”第应用与运动。教机器人学会对障碍做出相应的反应。
在这个过程中,同学们还将了解什么是传感器,以及传感器的种类,知道它们是怎样影响程序的执行过程的,并会用“红外传感器”、“亮度传感器”模块编写程序,体会怎样通过编写程序来达到控制并影响机器人的目的。
相信,机器人一定会成为同学们喜爱的好朋友,给同学们的学习和生活增添色彩! 教学目标:
1、学会调整参数,让机器人做得更好。 2、了解红外传感器的应用与避障运动。 3、了解亮度传感器的应用与追光运动。 教学重难点: 教学重点:
1、机器人仿真软件的编程界面和运行环境。 2、红外传感器的应用。 教学难点:
1、会用“控制模块库”中的“永远循环”模块编写程序,让机器人反复唱歌。 教学准备:
在学生机上安装好VJC1.5版版仿真软件。 单元课时安排:
本单元有4课,每1课安排1课时,共4课时。
第5课 忠诚的卫士
——红外传感器的检测与条件控制
2016年 月 日 星期
教学目标:
1.知识目标:学会红外传感器的检测与条件控制的使用。 2.技能目标:培养学生上机操作的能力。 3.情感目标:增加对机器人学习的兴趣。 教学重、难点:
红外传感器的检测与条件控制。 教学课时:1课时 教学过程: 一、课堂引入
在机器人游园会大门口,我们看到一个机器人站在那里不停地计数1,2,3,···,不知道累,不知道渴、不知道烦······
本节课,我们将了解红外传感器的检测和使用方法,以及选择结构程序的设计思路和方法。 二、新课教学
1.问题研究——机器人如何识别环境障碍物 (1)编写机器人“视力检测”程序
步骤1:在计算机桌面双击图标进入流程图编辑区。
步骤2:在“控制模块库”中选择“永远循环”模块,拖到“主程序”模块下面。 步骤3:在“传感器模块库”中选择“红外测障”模块,放到“永远循环”模块当中。 步骤4:在“执行器模块库”中选择“显示”模块,与“红外测障”模块连接。 步骤5:右击“显示”模块,打开“显示模块”对话框。
步骤6:在“显示信息”的第一行最后,选择“引用变量”,出现“变量百宝箱”对话框。 步骤7:在“变量百宝箱”中选择“红外测障”模块。“变量百宝箱”中间的“整型变量引用”窗口变成了“红外变量引用”窗口。
步骤8:在“红外变量引用”窗口,单击第一栏“红外变量一”,出现一把“钥匙”,表示该变量被选中。
步骤9:单击“变量百宝箱”对话框的“确认”按钮,返回“显示模块”窗口,这时显示信息变为“红外变量一”。
步骤10:单击“显示模块”对话框的“确定”按钮,完成了检测程序的编写。 (2)设置仿真环境
步骤1:单击进入仿真环境。
步骤2: 把障碍物移到“显示屏”窗口中。 2. 问题研究—如何让机器人看的远一点
步骤1:在仿真环境界面机器人初始参数设置区,单击“红外”按钮,在左侧栏中出现“红外”探测半径,将红外探测半径调整为80。 步骤2:再把机器人放入仿真环境中检测“视力”。 3.问题研究—如何让机器人看到障碍物时发出报警
步骤1:打开红外测障程序,右击“红外测障”模块,弹出一个“红外测障模块”对话框。
步骤2:单击“检测完成后,进行条件判断”,弹出新对话框。 步骤3:打开条件判断表达式右侧“前”的下拉菜单,选择“无”。 步骤4:单击“确定”。
步骤5:在执行器模块库中选择“发音”模块。红外报警程序完成。
课后反思:
第6课 看谁“躲”得快
——红外传感器的应用与避障运动
2016年 月 日 星期
教学目标:
1.知识目标:学会红外传感器的应用与避障运动的使用。 2.技能目标:培养学生上机操作的能力。 3.情感目标:增加对机器人学习的兴趣。 教学重、难点:
红外传感器的应用与避障运动的使用。 教学课时:1课时 教学过程: 一、课堂引入
机器人的“眼睛”不仅能“看到”障碍物,还能调节“”视觉距离。
这节课,我们就让机器人在运动过程中,自己“躲避”障碍物,了解“条件判断”的功能与作用。 二、新课教学
1.问题研究——让机器人在前进中遇到障碍物时停下来 (1)编写遇见障碍物停止的程序
步骤1:双击桌面图标,进入流程图编辑区。 步骤2:打开上节课保存的红外报警程序。
步骤3:右击“红外测障”模块,打开“红外测障模块”对话框。 步骤4:把“启动电机”模块与“设置眼睛”模块连接。 步骤5:把“停止电机”模块与“发音”模块连接,程序完成。 (2)设置仿真环境
步骤1:单击进入仿真环境。
步骤2: 在环境编辑栏中选择实体 添加障碍物 矩形。 步骤3:调整矩形障碍物的长为200,宽为15。 步骤4:把障碍物移到“眼睛”和“显示屏”窗口下。 (3)观察机器人的运动
步骤1:单击“运行”按钮。
步骤2:把机器人放在下面正对障碍物。 步骤3:释放机器人,观察运动。 (4) 研究讨论
机器人没有“看到”障碍物时,一直往前走。 当机器人遇到障碍物时,停下来发出“警报声”。 2. 问题研究——让机器人在运动中避开障碍物自主运动 (1)先分析一下机器人红外传感器测障碍物的几种状态。 (2)编写程序
步骤1:打开6.2所示的程序。
步骤2:把“发音”和“停止电机”模块去掉,扔进“垃圾桶”。 步骤3:再添加一个“红外测障”模块。
步骤4:鼠标右击新添加的“红外测障”模块,打开“红外测障模块”对话框。 步骤5:单击“检测完成后,进行条件判断”,打开“条件判断”窗口。 步骤6:选择条件判断值“左”。
步骤7:单击“确定”按钮,新添加“红外测障”模块后的主程序。 步骤8:把“执行器模块库”中的“转向”模块拖到第二个“红外测障” 步骤9:调整转向模块参数,右转速度为100,时间为0.1秒。 步骤10:再添加一个“红外测障”模块。
步骤11:重复上述步骤4、5,选择条件判断值“右”。 步骤12:单击“确定”按钮后。
步骤13:在第三个“红外测障”模块“是”的下面添加“转向”模块。 步骤14:调整“转向”模块参数,左速度为-100,时间为0.1秒。 步骤15:在第三个“红外测障”模块“否”的下面添加“直行”模块。 步骤16:调整“直行”模块参数,后退速度为-100,时间为0.2秒。
步骤17:在第三个“红外测障”模块“否”的下面“直行”模块下,再连接一个“转向”模块,到此全部程序完成。 (3)设置仿真环境
步骤1:单击进入仿真环境。
步骤2:在环境编辑栏中选择实体 添加障碍物 矩形。
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