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新川教版信息技术六年级下册全册教学设计成了机器人的感知系统它搭载了用作各种目的的传感器,比如长距离雷达、中短距离雷达、激光雷达、视频传感器、超声波传感器、全球定位卫星系统、红外线传感器等随着大数据、物联网、云计算的不断深入发展,无人驾驶汽车的性能将会更加完善,我们相信在不远的未来,无人驾驶汽车将会奔驰在中国的大地上
五、课堂小结今天你有哪些收获?遇到了哪些困难?是怎么解决的?还有哪些困惑?
六、作业布置预习下一课六级下册信息技术教学设计直流减速电机,是在普通直流电机的基础上,组装上微型齿轮减速箱;齿轮减速箱的作用是,提供较低的转速,较大的力矩直流减速电机具有传动精度高、体积小、方便保养等优点,所以被广泛应用于智能机器人、5G通讯设备、医疗保健等领域直流减速电机由于电流较大,普通的主控板引脚不能直接驱动,因此需要使用电机驱动板来控制电机
三、技能学习,试一试如何让机器人动起来?准备好了相关材料,并已完成硬件连接工作请同学们仔细观察硬件连接方式,让马达动起来情景展示欢欢这么多接口,有什么作用啊?爷爷
(1)、数字输出是Arduino主控板对其他电路模块的控制方式之一它向输出的电路模块传送数字信号0”和“V“0”输出低电平,电路不接通;“1”输出高电平,电路接通⑵、逻辑输入(IN1SIN
2、IN
3、IN4)这四个接口控制电机正反转和转速IN1和六级下册信息技术教学设计教学设计1-3-3o小提示我们统一规定机器人前进时马达的转动方向为正转,机器人后退时马达转动的方向为反转通过编程让马达动起来,也能通过改变相应引脚电平的高低分别来控制马达的正转、反转及停止你可以通过马达转动的方向来判断垃圾分类机器人是前进还是后退吗?影响机器人前进和后退的因素有哪些?
(二)、机器人的转弯情景展示欢欢前进及后退能让机器人沿直线运动爷爷加入转弯功能会使机器人的运动更加灵活如何实现机器人的转弯?实现机器人的转弯,得从控制马达的正转、反转开始请完成表1-3-5机器人运动方向与马达的关系,并分享自己的想法
三、技能学习,试一试操作练习交流表达预习下一课探究、小组合作、实践操作的方法去解决问题;师生直观演示更具说服力,加深印象学习反馈培养自主学习能力教学设计请根据以下程序,判断机器人的转弯方向实现机器人的转弯,还有不同的程序编写方法吗?请分享自己的想法!
四、课堂小结通过学习,你有哪些收获?你是怎么解决遇到的困难的?你还有什么发现?还有哪些困惑?
五、作业布置预习下一课六级下册信息技术教学设计智能分类坊圾桶它主要通过相机采集图像,根据物体的轮廓、颜色和纹理特征加以判断.通常
0.2秒就能识别出垃圾类型目前智能分类垃圾桶已能识别出塑料瓶、易拉罐、玻璃杯等可回收垃圾Max-AI分拣机器人Max-AI由视觉系统、人工智能及分拣系统组成视觉系统用于获取物品的视觉信息,即便战圾快速一闪而过也能被一个不落地记录在案;获得视觉信息后,下一步便是利用人工智能对物品进行鉴别根据物品的大小、价值和位置来确定分拣的优先级,确保取得最优结果;判断完毕后,机器人便可进行分栋机械手采用的气动系统,所有垃圾都在一呼一吸间,去往自己该去的位置情景展示欢欢我们了解了垃圾分类机器人的工作方式爷爷你找到了哪些垃圾分类机器人呢?他们是怎么工作的?快和你的小伙伴一起分享吧!
4、动手设计情景展示•爷爷通过学习和上网查询,接下来可以开始你们的设计了你是怎样实现垃圾的收集、分类和运输的呢?选用了什么组件?工作流程是怎样的呢?欢欢可以用思维结构图来完善我们的设计哦!
四、分享时间,说一说请同学们展示你们的设计,和大家分享你们的设计经验和遇到了的问题,互相取长补短
五、课堂小结通过今天的学习,你有哪些收获?遇到了哪些困难?是怎么解决的?还有哪些困惑?你还有什么发现?
六、作业布置预习下一课六级下册信息技术教学设计欢欢舵机有哪些特点啊?爷爷大多数舵机可以最大旋转180的也有一些能转更大角度,甚至
3603、设计并制作机械手你打算给垃圾分类机器人装上哪种机械手呢?请填写下表并分享自己的设计意图请大家看看欢欢设计制作的机械手吧!小提示机器人自由度是衡量机器人技术水平的一个重要参数,自由度越多,机器人可实现的动作越复杂,通用性也越好
三、技能学习,试一试
1、完成元件连线连接时请注意线序,舵机引出三根线;红色的连到+5V上;棕色有些是黑色的连到GND;还有一根是黄色或者橘色的连到数字引脚9如图2-1-5所示
2、编写程序前准备工作1进入扩展,点击执行器,选择相应的舵机模块如图2-6所示2程序加载“舵机模块,如图2-1-7所示3进入编程界面,点击“执行器”找到舵机编程模块即可开始编写程序
3、给舵机编写程序给舵机编写好程序,使其能在0°〜180之间往复运动如图2-1-8所不
4、让机械手更准确的抓取通过测试获得机械爪张开和闭合时舵机的角度以及机械臂抬升与放下的角度(如图2-1-9及图2-1-10所不)能让机械手更准确的收集垃圾
四、分享时间,说一说
1、说一说你对舵机的认识和体会
2、通过学习,你学会了哪些本领?是怎样解决遇到的困难的?
五、课堂小结通过今天的学习,你有哪些收获?遇到了哪些困难?是怎么解决的?还有哪些困惑?你还有什么发现?
六、作业布置预习下一课六级下册信息技术教学设计六级下册信息技术教学设计教学设计所示交流表达下面根据流程图来编写程序灰度传感器就像眼睛一样,机器人装上预习下一课灰度传感器.就能识别不同的垃圾情景展示爷爷传感器的安装位置不同,机器人工作的可靠程度也可能不同,程序一定要根据结合硬件安装方式、机械结构等情况来编写欢欢哪种安装方式更合理呢?爷爷向下垂直安装更合理一些这样可以做到尽量避免光线对传感器的干扰,还固定了传感器的工作距离,避免了因小车运动位置不同,造成的检测距离不一致
三、技能学习,试一试如何判断机器人前方是否有垃圾?当机器人判断前方是否有垃圾时,需要增加传感器,红外避障传威器是很好的选择红外避障传感器的主要用途是检测前方有无障碍物,工作原理和灰度传感器有些类似,但使用特定波长的红外线,抗干扰性较强当前方有障碍物时,物体反射红外光线,被接收管按收到,形成信号输出在Mind+中,可以用“读取数字引脚”来获取红外避障传感器的检测结果编写下面程序,并试一试,填写结果
四、拓展延伸,试一试垃圾识别之后需要将识别结果显示出来,所以需要选择一种执行模块来完成显示任务发光二极管也叫LED常用来当作指示灯,有单色、双色、三色等等为了显示“可回收垃圾”“不可回收垃圾”“没有垃圾”三种任务状态,可以选用三色LED模块来完成显示任务如图2-2-23所示根据流程图来编写LED显示垃圾类型程序,得到下面的程序情景展示爷爷这里连续使用了两个条件判断,形成三条分支,同学们可以对照流程图来理解欢欢准备工作已经全部做好了,现在来尝试挑战完成垃圾回收识别任务吧
五、课堂小结通过今天的学习,你有哪些收获?遇到了哪些困难?是怎么解决的?还有哪些困惑?你还有什么发现?器人、农业机器人等服务机器人一般用于为人类日常生活提供服务主要从事维护保养、修理、娱乐、清洗、保卫、救援、监护等工作探索机器人可用于火山探险、深海探密和空间探索,以及在放射性、有毒或高温等恶劣环境中的工作军用机器人是用于车事领域的机器装置,包括地面机器人、空中机器人、水下机器人、空间机器人等交流表达农业机器人在耕种、施肥、除草、收获预习下一课等方面改变了传统的农业劳动方式,提高了生产率和农产品品质,促进了现代农业的发展
3、机器人与人类的关系机器人在人们的生活中已经成为不可或缺的一部分,随着人工智能时代的到来,机器人智能化程度越来越高2017年5月23日到27日,在中国乌镇围棋峰会上,阿尔法围棋以3比0的总比分战胜排名世界第一的世界围棋冠军柯洁在这次围棋峰会中,阿尔法还战胜了由陈耀炜、唐韦星、周睿羊、时越、芈昱廷五位世界冠六级下册信息技术教学设计教学设计程序多次重复使用,代码区积木又长又多怎么简化?把需要多次重复使用的程序编写成“自定义模块”,可以使程序变得短小且井井有条1选择“函数”2选择自定义模块”3输入模块名称4工作区会出现定义“垃圾识别”图标,这里可以把需要的程序写好使用自定义模块有哪些好处?使用自定义模块好处多1可以让主程序变得简洁易懂,让我们把精力集中在策略思考上;2可以多次重复使用;3如果需要修改,只需要在“定义模块”里修改一次,所有引用位置不需要再修改
五、课堂小结同学们,垃圾回收识别任务已经完成他你有哪些收获呢?遇到了哪些困难?是怎么解决的?还有哪些困惑?你还有什么发现?
六、作业布置预习下一课六级下册信息技术教学设计域
(3)观察“开关指示”灯
(4)观察Mind+软件串口窗口数据如图2-3-7所示
(5)记录测试数据情景展示如果测试时发现寻线传感器无论在黑线还是白色区域读数都没有变化怎么办?爷爷
(1)检查连线是否正确
(2)检查程序中设置的传感器引脚是否和实际一致
(3)调节转动寻线传感器上的电位器调整传感器灵敏度传感器离地高度为?
五、课堂小结通过今天的学习,你有哪些收获?遇到了哪些困难?是怎么解决的?还有哪些困惑?你还有什么发现?
六、作业布置预习下一课军组成的围棋团队科技的发明创造通常是为了把人们从繁重的体力劳动或危险的环境中解放出来,使得人们有更多的时间去创造更多的精神和物质财富没有机器人,人将成为机器,有了机器人,人仍然是主人,相信人与机器人能够共同进步,和谐发展
五、分享时间,说一说生活中还有哪些机器人呢?请上网搜索,将你喜欢的机器人介绍给同学们
六、拓展知识,读一读“机器人”一词起源1920年,捷克斯洛伐克作家卡雷尔•恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的万能机器人》书中,根据ROBATA捷克文,原意为劳役、苦工”)和ROBOTNIK(波兰文,原意为“工人”),创造出“机器人ROBOT”这个词“机器人”三原则科幻作家阿西莫夫于提出了“机器人三原则”
1.机器人不应伤害人类;
2.机器人应道守人类的命令,与第一条违背的命令除外;
3.在不违反第一条和第二条的情况下,机器人必须保护自己六级下册信息技术教学设计教学设计板数字端口第5脚和第6脚上ArduinoUno控制板的第
3、
5、
6、
9、
10、11数字引脚才具有PWM功能想一想试一试填一填1让电机停止转动?2让电机达到最快转速?
三、控制机器人运动-知识积累,学一学机器人小车安装了两只减速电机,需要通过电机驱动板连接到ArduinoUno主控板上其中左电机连接在数字
5、6引脚,右电机连接
3、11弓|脚可以实现机器人的前进、后退,也可以控制机器人向左右偏转控制机器人运动时,一个动作需要用4个模块,当动作较多时,程序就比较复杂了我们已经学会编写自定义模块,为了今后使用方便,可以编写一个同时控制机器人两个电机运动的自定义模块要求如下1能同时控制机器人左右电机运动2可以输入左右电机速度,数值大于0时,电机正转;小于0时,电机反转;等于时,电机停止-技能学习,试一试操作练习交流表达预习下一课培养动手能力学生利用自主探究、小组合作、实践操作的方法去解决问题;师生直观演示更具说服力,加深印象学习反馈培养表达能力学会倾听培养自主学习能力参考图2-3-11机器人运动控制脚本,测试脚本,在空白处填入适合的数值请添加用于机器人运动控制的”点击速度自定义模块情景展示爷爷“电机速度”模块可以被反复利用,用不同电机速度控制机器人做出各种动作欢欢这样机器人运行控制就方便多了
四、课堂小结通过今天的学习,你有哪些收获?遇到了哪些困难?是怎么解决的?还有哪些困惑?你还有什么发现?
五、作业布置预习下一课六级下册信息技术教学设计器人是从哪个方向脱线的啦比如可以约定好,左边寻迹传感器’T右边传感器记2”黑线在机器人在不同位置时,会执行不同的修正策略,尽量让黑线处于机器人正中位置,我们常把这些策略叫做“算法”黑线在不同位置时,小车的执行策略有何不同?机器人循线时,安装的寻迹传感器越多获取的信息就越多,机器人可以执行更多的循线策略,走线更精淮人们也开发出集成多个传感器的寻迹模块,让机器人走线更流畅、精确
五、分享时间,说一说机器人循线任务里蕴含了很多科学原理,与人工智能无人驾驶有紧密联系,上网找一找其他循线方案,和同学们一起交流分享
六、课堂小结通过今天的学习,你有哪些收获?遇到了哪些困难?是怎么解决的?还有哪些困惑?你还有什么发现?
七、作业布置预习下一课六级下册信息技术教学设计中国“蛟龙号”潜水机器人它是一艘由中国自行设计、自主集成研制的载人深水潜水器,是国家高技术研究发展计划(简称863计划)中的一个重大研究成果2010年5月至7月,蛟龙号载人潜水器在中国南海中进行了多次下潜任务,最大下潜深度达到了7020米中国“玉兔号探月机器人玉兔号是中国首辆月球车,和着陆器共同组成嫦娥三号探测器玉免号月球车设计质量140千克,能源为太阳能,能够耐受月球表面真空、强辐射、摄氏零下180度到零上150度等极端环境月球车具备20度爬坡、20厘米越障能力,配备有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达、粒子激发X射线谱仪等科学探测仪器
七、课堂小结今天你有哪些收获?遇到了哪些困难?是怎么解决的?还有哪些困惑?
八、作业布置预习下一课教学设计马达、舵机及各类传感器等在机器人上的运用,通过程序编写,实现了机器人的垃圾分类功能接下来,欢欢还将邀请我们一同完成垃圾分类任务,并将设计和搭建的过程记录成工程日志,最后用机器人参与竞赛
二、新课导入]、情景展示垃圾运输任务是一个复杂任务,机器人除了循线外,还要完成路口识别、转弯、掉头等任务如果只用一段程序把所有任务写完,会使程序变得复杂而难以理解
2、揭示课题我们可以把整个任务分解成个个的子程序,分段编写,最后组合起来,形成一个完整的任务
三、知识积累,学一学
1、编写“循线到T型路口”自定义模块机器人在循线时,会遇到各种路况,比如下图中的T字型路口,现在机器人小车即将到达路口,应该怎么判断路口呢?下面把三寻迹传感器循线程序改写成一个自定义模块,要求机器人在直线上时循线前进,到达“T〃型路口时结束这段程序,以创设趣味的学习情境,更能激发学生的兴趣;观看了解思考学习了解本节课学习任务培养任务分析能力培养倾听习惯增加知识面当我们把循线、转弯、停止等基本动作都改写成一个个自定义模块之后,再来完成复杂任务就简单多了
四、技能学习,试一试程序编写好后,还需反复调试通过调试我们可以验证程序的效果,我出程序中需要完善的部分,确定必要的数据情景展示欢欢机器人在循线时总偏离预定路线怎么办?爷爷先降低速度试试,如果能正常循线再逐步提高速度或者改变偏转速度,让机器人更快回到黑线上欢欢让机器人跨过一条黑线.,需要多少时间?爷爷在不同的速度下,需用时间也会有变化,需要在场地上试一试才能确定
五、拓展知识,读一读“机器人常用调试方法
1、观察运行状态观察机器人运行状态与程序里希望达到的效果是否一致比如自定义的“循线到T型路口”模块如果判断到了黑线就结束,机器人就会停在黑线上
2、分段调试如果任务非常复杂,可以把程序分解成若干个子程序,保证每个子程序都能完成指定任务后再连接起来运行
3、利用外部工具在测试机器人正确识别是否到达路口时,可加装一个蜂呜器模块,在路口发出一个提醒音,让我们可以知道程序正运行到哪个位置
六、课堂小结通过今天的学习,你有哪些收获?遇到了哪些困难?是怎么解决的?还有哪些困惑?你还有什么发现?
七、作业布置预习下一课教学反思六级下册信息技术教学设计教学设计么?2反思对所发生事件和待解决问题的看法
2、把所有对机器人的设计和修改都直接记录在笔记本中,如果可以的话,把细节和草图也收入进去计算机程序、CAD图纸等其它材料应粘贴在笔记本上工程日志可以分成几个部分,包括1工程部分包括机器人设计过程2团队部分包括队伍和拓展活动的信息3发展规划策略计划或持续发展的规划工程日志的使用能让同学们获取更多知识、培养良好的习惯
四、拓展知识,读一读如图3-2-1所示是同学们搭建机器人时记录的工程日志
五、课堂小结通过今天的学习,你有哪些收获?遇到了哪些困难?是怎么解决的?还有哪些困惑?你还有什么发现?
六、作业布置预习下一课六级下册信息技术教学设计mm、宽1200mm场地区域分为1个起始区、2个回收站、1个垃圾存放点2垃圾道具为4个边长45mm正方体轻质软方块,道具的其一面贴有可回收物或者不可回收物的图片标签需要分类的垃圾图片标签可能但不限于以下清单了解3垃圾的收集位机器人必须到达对应垃圾存放点的“T”型口位置才能开始进行垃圾的收集动作,在其他地方开始进行垃圾的收集动作将被视为“脱线”4垃圾的放置位机器人必须到达对应垃圾处理站的“T”型口位置才能开始进行垃圾的放置动作,在其他地方开始进行垃圾的放置动作将被视为“脱线”
三、任务分解,读一读允许各参赛队自行设计或使用外设结构件,鼓励大家使用开源平台设计制作并个性操作练习化装饰在比赛开始时,机器人从地点出发沿黑色轨道行进,前往垃圾存放点,根据垃圾的种类,将分类后的垃圾放置到对应的类别垃圾回收区内当垃圾存放点的垃圾全部分类放置完成后,机器人返回并停止在地点视为完成任务,整个任务必须在3分钟内完成
1、“出发”是第一个任务、“返回”是最后一个任务在完成收集搬运垃圾”和分类放置垃圾”的任务的时候,机器人允许多次穿越起始区,但中途穿越起始区不会被视为完成“回”任务
2、机器人须使用传感器检测场地中的黑色轨迹线移动
3、除了在垃圾存放点和垃圾处理站的T型口位置机器人因为任务动作需要,车身可以短暂脱离黑色轨迹线外,其他任何时候机器人车身竖直投影不得脱离黑色轨迹线(简称“脱线)一旦脱线,视为后续任务失败、比赛结束,但不影响之前已经获得的任务得分
4、在垃圾处理站,机器人根据垃圾种类正确分类放置垃圾至对应的垃圾处理站的垃圾完全进人得20分/个,垃圾部分进人的得10分/个但如果某个垃圾错误分类放置到某一个垃圾处理站中,将污染处理站内所有垃圾造成该处理站内所有的垃圾均不得分
5、比赛最后机器人回到“起点”得20分(机器人轮子接触即起点可得分)
6、比赛分为2轮进行,最终成绩为第一轮得分和第二轮得分之和若最终成绩相同按以下顺序决定名次
①单轮成绩高者;
②机器人重量轻者
四、参加活动,试一试
1、解读比赛规则要点
(1)比赛开始机器人从起始区出发,完成任务需要回到起点
(2)机器人需要通过传感器沿着黑线完成循线工作,机器人的垂直投影不能“脱线”
(3)在保证垃圾分类的准确率的同时尽量减少完成垃圾分类
(4)机器人识别垃圾后将垃圾运输至相应的处理站,完成垃圾分类任务
2、机器人结构机器人采用两个直流电机驱动,完成行走机器人上搭载机械夹及寻迹传感器用于完成循线及垃圾搬运工作,机械夹的设计应易于夹放垃圾块
3、完成任务策略分析机器人从起点出发,通过循线直行到达垃圾存放点,通过“寻迹”传感器识别垃圾的种类,打开机械夹子夹住“收垃圾”后调整机器人运动方向,将垃圾运输到相应垃圾处理站,再回到起点,结束回收任务可回收垃圾及不可回收垃圾”回收策略,如图3-3-3及图3-3-4所不
五、分享时间,说一说关于比赛,除了机器人制作过程,还需要哪此需要特别注意?
六、拓展知识,读一读机器人技术的未来发展趋势近年来,机器人技术在研究和应用中取得很快的发展,但要想在我们的生活中大量普及机器人仍是障碍重重《ScienceRobories》杂志列举了机器人普及亟待解决的5大挑战,这些挑战可能在未来5到10年对人类产生重大影响
1、新材料和制造方案机器人专家正开始不再局限于以往用电动机、齿轮和传感器制作机器人的方法尝试使用诸如人造肌肉、软体机器人技术和新的制造方法,将多种功能整合在一种材料中
2、仿生机器人和生物混合机器人诈多专家将机器人技术转向生物学寻求灵感,甚至正努力把生命系统融人到他们的机器人中
3、机器人集群式处理任务成群的简单机器人组装成不同的结构来处理不同的任务,用于替代大型的执行特定任务的机器人
4、脑机接口脑机接口是人或动物的大脑与外部设备间建立的连接通路,未来能对先进的机器人进行无缝控制
5、医疗机器人末来机器人将在医学领域有重大影响,对于医疗机器人的需求将逐渐增大
七、活动介绍,读一读青少年机器人活动竞赛
1、CARCChinaAdolescentRoboticsCompetition中国青少年机器人竞赛中国青少年机器人竞赛是一项面向青少年机器人爱好者的普及性科技活动活动以富于创造性、挑战性和趣味性的比赛项目,引起青少年对机器人技术和知识的兴趣,培养青少年的创新精神、动手实践能力和团队合作意识,鼓励青少年未来在科学、技术、工程和数学相关领域寻求发展
2、全国青少年电子信息智能创新大赛,是由中国电子学会于2011年设立的面向全国的青少年电子信息科普竞赛项目大赛涵盖电子科技、智能机器人、软件编程三大类共10余个竞赛项目大赛的目标在于培养青少年钻研探究、创新创造的科学精神,提升青少年在电子信息和智能应用方面的技术素养,培养学生实践创新意识与基本能力、团队协作的人文精神和理论联系实际的学风
3、“全国中小学信息技术创新与实践大赛是一项运用信息技术,培养广大师生的创新精神和实践能力,面向青少年学生开展人工智能科学普及、引领科技创新的素质教育实践平台,简称NOC大赛NOC为NoveltyOriginalityCreativity的缩写
八、课堂小结通过今天的学习,你有哪些收获?遇到了哪些困难?是怎么解决的?还有哪些困惑?你还有什么发现?
九、作业布置复习六级下册信息技术教学设计课题第1节《初识机器人》单元一单元学科信息技术年级六年级学习目标【核心素养】信息意识能根据解决问题的需要,认识和了解机器人具有自主动手解决问题,掌握核心技术的意识能合理利用信息真诚友善地进行表达计算思维在教师指导下,学习机器人相关知识,体验机器人对生活带来的便利能尝试搜索、验证解决问题的过程,反思、优化解决问题的方案,并将其迁移运用与解决其他问题将知识建构、技能培养与思维发展融入信息技术核心素养之中数字化学习与创新在日常学习与生活中,具有创新创造活力,能积极主动运用信息科技高效地解决问题,并进行创新活动能根据学习需求,利用信息科技获取、加工、管理、评价、交流学习资源,开展自主学习和合作探究信息社会责任能理解信息科技给人们学习、生活和工作带来的各种影响,具有自我保护意识和能力;自觉遵守信息科技领域的价值观念、道德责任和行为准则,形成良好的信息道德品质,不断增强信息社会责任感知道并遵守信息技术课堂规范,养成良好的操作计算机习惯-s~占ziw课堂常规纪律要求;本学期知识概要;机器人定义;难点机器人的分类;机器人与人类的关系教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图教学设计
一、课本导入度过了愉快的寒假,大家有没有留意到身边的信息技术?本学期我们将认识机器人,了解机器人简单工作原理,通过用机器人进行垃圾分类的项目,掌握机器人对于垃圾的收集、分类及运输的方法完成利用机器人进行垃圾分类的任务了解了解本学期所学知识方向课题第3节《让机器人动起来》单元一单元学科信息技术第1课时年级六年级学习目标【核心素养】信息意识能根据解决问题的需要,认识和了解机器人具有自主动手解决问题,掌握核心技术的意识能合理利用信息真诚友善地进行表达计算思维在教师指导下,学习机器人相关知识,体验机器人对生活带来的便利能通过编程,让马达动起来能尝试搜索、验证解决问题的过程,反思、优化解决问题的方案,并将其迁移运用与解决其他问题将知识建构、技能培养与思维发展融入信息技术核心素养之中数字化学习与创新在日常学习与生活中,具有创新创造活力,能积极主动运用信息科技高效地解决问题,并进行创新活动能根据学习需求,利用信息科技获取、加工、管理、评价、交流学习资源,开展自主学习和合作探究信息社会责任能理解信息科技给人们学习、生活和工作带来的各种影响,具有自我保护意识和能力;自觉遵守信息科技领域的价值观念、道德责任和行为准则,形成良好的信息道德品质,不断增强信息社会责任感知道并遵守信息技术课堂规范,养成良好的操作计算机习惯占/\\\了解机器人轮子的运动方式;了解机器人轮子的驱动难点能正确连接硬件,合理搭建脚本让马达动起来;能根据需要控制马达的正转、反转及停止教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图教学设计
一、新课导入1>情景展示机器人有聪明的大脑和灵活的机械手,能高效协助人类完成很多工作日常生活中观看创设趣味的学习情境,更能激发学生的兴趣;教学设计经常可以看到扫地机器人及教育陪伴机器人等各种机器人
2、揭示课题除了扫地机器人,你还知道哪些机器人?
二、知识积累,学一学
(一)、机器人的运动机器人的运动方式有哪些?机器人最常见的运动方式是电机驱动以轮式机器人为例,一般具有控制器、电机、电机驱动器及电池等模块
1、机器人轮子的运动方式情景展示欢欢机器人的轮子在运动时有哪些奥秘呢?爷爷双轮差速原理能够提供帮助喔!什么是双轮差速原埋?机器人最基本的动作是前进、后退、转弯此时需要利用双轮差速原理来实现简单来说,双轮差速原埋就是通过控制左右车轮速度的差值和方向来控制机器人的运动比如
(1)左右两个轮子的转速与转动方向都相同时,机器人前进或后退
(2)两个轮子的较速相同而方向相反时,机器人就会原地转圈表达思考学习练习培养表达能力培养任务分析能力培养倾听习惯培养动手能力学生利用自主探究、小组合作、实践操作的方法去解决问题;师生直观演示更具说服力,加深印象
(3)两个轮子转动方向相同转速不同时,行驶方向就会发生变化
(4)当某一侧车轮的转动速度比另一侧的慢时,机器人的行驶方向就会偏向慢速一侧学习增加知识面教学设计
2、填一填请通过机器人轮子(如图1-3-3所示)的运动方向分别表示前进、后退、转弯及停止(方向用箭头标注)并和同伴交流你的想法通过编写的程序控制机器人电机的驱动,实现机器人的前进后退、转弯及停止等动作
3、机器人轮子的驱动操作练习实现机器人的行走需要哪些主要器材培养动手能力呢?交流表达培养学生举一电机的种类非常多,机器人一般使用直流减速电机情景展示欢欢机器人使用的直流减速电机有什预习下一课反
三、学习迁移的能力;鼓励学生尝试完成操作练习么特点呢?学习反馈爷爷我们一起来看看直流减速电机的培养表达能力结构吧!小知识学会倾听培养自主学习能力IN2控制马达A;IN3和IN4控制马达B机器人硬件连接已完成,即将进行程序编写小组合作,尝试探索完成Arduino主控板在Mind+中的连接设置,会让编程工作更高效?
四、课堂小结今天你有哪些收获?遇到了哪些困难?是怎么解决的?还有哪些困惑?
五、作业布置预习下一课教学反课题第3节《让机器人动起来》单元一单元学科信息技术第2课时年级六年级学习目标【核心素养】信息意识能根据解决问题的需要,认识和了解机器人具有自主动手解决问题,掌握核心技术的意识能合理利用信息真诚友善地进行表达计算思维在教师指导下,学习机器人相关知识,体验机器人对生活带来的便利能根据实际需要编写程序实现机器人的转弯能尝试搜索、验证解决问题的过程,反思、优化解决问题的方案,并将其迁移运用与解决其他问题将知识建构、技能培养与思维发展融入信息技术核心素养之中数字化学习与创新在日常学习与生活中,具有创新创造活力,能积极主动运用信息科技高效地解决问题,并进行创新活动能根据学习需求,利用信息科技获取、加工、管理、评价、交流学习资源,开展自主学习和合作探究信息社会责任能理解信息科技给人们学习、生活和工作带来的各种影响,具有自我保护意识和能力;自觉遵守信息科技领域的价值观念、道德责任和行为准则,形成良好的信息道德品质,不断增强信息社会责任感知道并遵守信息技术课堂规范,养成良好的操作计算机习惯占/\\\会控制马达的正转、反转,实现机器人的转弯;能通过编程让马达动起来难点能理解机器人运动方向与马达的关系;能根据实际需要编写程序实现机器人的转弯教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图教学设计-新课导入
1、情景展示上节课我们完成了机器人硬件连接,接下来将进行程序编写,让机器人动起来
3、揭示课题观看创设趣味的学习情境,更能激发学生的兴趣;教学设计哪款编程软件可以帮助我们实现让机器人动起来?
二、知识积累,学一学
一、机器人的运动机器人硬件连接已完成,即将进行程序编写通过以下三步完成Arduino主控板在Mind+中的连接设置,会让编程工作更高效1将主控板通过“数据线”连接到电脑2打开Mind+软件选择“上传模式”如图1-3-7所示3单击“扩展”,在弹出的窗口中,选择“主控板”后,单击相应主板类型如图1-3-8所小鼠标左键单击“上传模式”和“扩展”即可小提示每个程序编程之前都要进行连接设置练一练通过编写程序让马达A或者马达B动起来通过以下操作设置“数字引脚”及“电平的高低”请参照图1-3-10的方式编程,尝试分别对控制A、B两个马达的数字引脚的电平高低进行调节,让马达动起来并补充完整表思考了解思考练习学习学习了解机器人的运动培养任务分析能力培养动手能力培养倾听习惯增加知识面学生利用自主大家想制作有趣的多媒体和动漫作品吗?想探索人工智能的奥秘吗?想编写自己的创意小程序吗?想让机器人按你自己的意了解了解本单元所学知识愿动起来吗?可爱的熊猫欢欢将陪伴我们遨游神奇的信息技术世界!浏览目录页
二、单元导入思考;表达创设趣味的学习情境,更能激发学生的兴趣;机器人能“听、能看能谢,它已经进入我们的生活,使我们的生活更加安全便捷本单元我们将认识和了解机器人,和欢欢一起设计一款机器人解决垃圾分类问题思考;表达培养任务分析能力
三、新课导入
1、情景展示培养倾听习惯机器人这个未来伙伴已经“走出”动画片,来到我们的身边让我们一起来认识现实了解中的机器人吧!
2、揭示课题生活中有哪些常见的机器人?
四、知识积累,学一学
(一)、机器人的定义机器人的定义是什么?增加知识面机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器,具备模仿人或动物行为的能力学习机器人具有哪些特征?机器人一般具有三个基本特征一是具增加知识面课题第4节《小小设计师》单元一单元学科信息技术年级六年级学习目标【核心素养】信息意识能根据解决问题的需要,认识和了解机器人具有自主动手解决问题,掌握核心技术的意识能合理利用信息真诚友善地进行表达计算思维在教师指导下,学习机器人相关知识,体验机器人对生活带来的便利能尝试搜索、验证解决问题的过程,反思、优化解决问题的方案,并将其迁移运用与解决其他问题将知识建构、技能培养与思维发展融入信息技术核心素养之中数字化学习与创新在日常学习与生活中,具有创新创造活力,能积极主动运用信息科技高效地解决问题,并进行创新活动能根据学习需求,利用信息科技获取、加工、管理、评价、交流学习资源,开展自主学习和合作探究信息社会责任能理解信息科技给人们学习、生活和工作带来的各种影响,具有自我保护意识和能力;自觉遵守信息科技领域的价值观念、道德责任和行为准则,形成良好的信息道德品质,不断增强信息社会责任感知道并遵守信息技术课堂规范,养成良好的操作计算机习惯占.=f=.
八、、了解垃圾分类的意义和类别;了解制作机器人的几个环节;了解垃圾分类机器人工作方式难点能根据需要确定制作机器人的几个环节;能遵照网络法律法规和伦理道德规范使用互联网教学过程教学环书教师活动学生活动设计意图教学设计
一、新课导入
1、情景展示2019年6月,住建部等九部门联合印发观看创设趣味的学习情境,更能激发学生的兴趣;通知,将在46个重点城市将推行垃圾分类,并建成生活垃圾分类处理系统部分城市已出台生活垃圾管理条例,明确将垃圾分类纳入法治框架进行垃圾分类收集可以减少垃圾处理量和处理设备,降低处理成本,减少土地资源的消耗,具有社会、经济、生态三方面的效益了解了解本节课学习任务
2、揭示课题培养任务分析能你对垃圾分类了解多少?力
二、知识积累,学一学思考情景展示爷爷欢欢,你知道垃圾分类的意义吗?欢欢垃圾分类可以减少土地侵蚀,减少污染,还可以变废为宝爷爷垃圾分为哪些类别呢2教学设计欢欢垃圾主要分为可回收物、有害垃培养倾听习惯圾、厨余垃圾和其他垃圾欢欢每天产生那么多垃圾,环卫工人学习还要分类处理,多辛苦呀!怎样才能帮助他们又快又好的完成垃圾分类呢?爷爷可以请我们的机器人朋友来帮忙通过前面的学习,欢欢已经迫不及待地了解垃圾分类的想制作自己的机器人了,快来和他一起动手处理流程和方法吧!学习制作机器人,一般分为确定项目、分析教学设计任务、收集资料、动手设计几个环节
三、技能学习,试一试
1、确定项目在动手之前,我们需要确定项目,你想做什么样的机器人呢?把你的奇思妙想和大家分享,有相同想法的孩子可以组成一个小组,集思广益,共同完成情景展示欢欢我想做一个垃圾分类机器人,让环卫叔叔阿姨们的工作更加轻松高效爷爷你的机器人需要完成哪些任务呢?
2、分析任务你知道垃圾分类的处理流程和方法吗?欢欢通过调查制作了垃圾分类流程图,发现要实现垃圾分类的全部流程,需要实现垃圾的收集、分类、运输这二个坏书观察图1-4-3城区垃圾分类流程图
3、收集资料怎样才能完成这个三个任务呢?我们可以先上网收集资料,看看现实中垃圾分类机器人是怎么做的学习操作练习交流表达预习下一课增加知识面培养动手能力学生利用自主探究、小组合作、实践操作的方法去解决问题;师生直观演示更具说服力,加深印象学习反馈培养表达能力学会倾听课题第1节《垃圾的收集》单元二单元学科信息技术年级六年级学习目标【核心素养】信息意识能根据解决问题的需要,认识和了解机器人具有自主动手解决问题,掌握核心技术的意识能合理利用信息真诚友善地进行表达计算思维在教师指导下,学习机器人相关知识,体验机器人对生活带来的便利能尝试搜索、验证解决问题的过程,反思、优化解决问题的方案,并将其迁移运用与解决其他问题将知识建构、技能培养与思维发展融入信息技术核心素养之中数字化学习与创新在日常学习与生活中,具有创新创造活力,能积极主动运用信息科技高效地解决问题,并进行创新活动能根据学习需求,利用信息科技获取、加工、管理、评价、交流学习资源,开展自主学习和合作探究信息社会责任能理解信息科技给人们学习、生活和工作带来的各种影响,具有自我保护意识和能力;自觉遵守信息科技领域的价值观念、道德责任和行为准则,形成良好的信息道德品质,不断增强信息社会责任感知道并遵守信息技术课堂规范,养成良好的操作计算机习惯占.=f=.
八、、认识机器人机械手;认识舵机;能正确完成原件连线;能正确添加“舵机模块”难点能根据需要设计并制作机械手;能正确给舵机编写程序并完善脚本;能合理设置机械手臂抬放角度教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图教学设计教学设计
一、单元导入欢欢和小伙伴们响应号召,积极开展垃圾分类工作本单元,我们将学习利用马达与传感器搭建机器人;学习图形化模块编程;了解机器人对于垃圾的收集、分类及运输,最幺冬运用机器人协助欢欢完成垃圾分类工作
二、新课导入
1、情景展示欢欢1机器人如何实现垃圾的取放?2机器人如何运动到垃圾存放点并完成垃圾分类?3机器人如何将分炎后的战圾送到相应的坟圾处理站呢?爷爷要完成这三个任务,我们需要知道怎样实现机器人对垃圾的收集、识别及运输
2、揭示课题欢欢所处位置附近有可回收和不可回收两种垃圾处理站如图2-1-1所示
二、知识积累,学一学你了解机器人的机械手吗?机械手能模仿人的手和手臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置情景展示欢欢机器人的机械手有什么特点呢?了解观看思考思考学习学习了解本单元学习任务创设趣味的学习情境更能激发学生的兴趣;了解机器人机械手培养任务分析能力培养倾听习惯增加知识面和人类的手比较有什么区别呢?爷爷机械手与人类的手最大区别就在于灵活度与耐力度.机械手的最大优热是可以重复的做同一动作也不会觉得累!学生利用自主给机器人装上机械手,它可以更好的协探究、小组合助垃圾分类工作作、实践操作的
1、认识机械手机器人的机械手这么厉害,一起来了解操作练习方法去解决问题;师生直观演它有哪些类型吧你知道哪些呢?示更具说服力,生活中常见的机械手有人形机械手加深印象“夹”式机械手“铲”式机械手等,虽然样式不同,但都是为人类服务的如图2-1-2操作练习教学设计所示
2、认识舵机要使机械手灵活和准确的运动,我们需操作练习培养动手能力要使用“舵机”,舵机好比是机器人的关节部分,它能让机器人的运动更灵活什么是“舵机”?培养动手能力舵机是一种位置(角度)伺服的驱动器,主要适用于那些需要角度不析变化并可以保思考;表达持的控制系统,比如人形机器人的手臂和腿交流表达如图2-1-3所小月京展ZF•预习下一课培养表达能力有自动控制的程序;二是具有一定结构形态的身体,•三是具有能够完成一定动作的能力它既可以由人类操作,又可以按程序自动运学习行它的任务是协助或代替人类从事某些领域的工作,例如工业、农业、车事等领域教学设计例如足球机器人、跳舞机器人、魔方机器人
(二)、机器人的分类了解机器人与人机器人一共有多少类型?它是如何分类类的关系的?学习机器人的用途很广,它有很多分类从应用环境的角度,可以将机器人分为工业机器人和特种机器人
1、工业机器人工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人按照具体应用不培养表达能力同,通常又分为焊接机器人、材料搬运机器人、检测机器人、装配机器人、喷漆和喷涂交流;分享机器人等
2、特种机器人特种机器人则是除工业机器人之外的、增加知识面用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人,包括服务机器人、探索机器人、军用了解课题第2节第1课时《垃圾的单元二单元学科信息技术识别••智能垃圾识别技术》年级六年级学习目标【核心素养】信息意识能根据解决问题的需要,认识和了解机器人具有自主动手解决问题,掌握核心技术的意识能合理利用信息真诚友善地进行表达计算思维在教师指导下,学习机器人相关知识,体验机器人对生活带来的便利能尝试搜索、验证解决问题的过程,反思、优化解决问题的方案,并将其迁移运用与解决其他问题将知识建构、技能培养与思维发展融入信息技术核心素养之中数字化学习与创新在日常学习与生活中,具有创新创造活力,能积极主动运用信息科技高效地解决问题,并进行创新活动能根据学习需求,利用信息科技获取、加工、管理、评价、交流学习资源,开展自主学习和合作探究信息社会责任能理解信息科技给人们学习、生活和工作带来的各种影响,具有自我保护意识和能力;自觉遵守信息科技领域的价值观念、道德责任和行为准则,形成良好的信息道德品质,不断增强信息社会责任感知道并遵守信息技术课堂规范,养成良好的操作计算机习惯W-占/\\\学习垃圾自动识别技术;了解用手机app进行垃圾识别;设计制作机器人的垃圾识别回收装置;难点能根据需要设计制作机器人的垃圾识别回收装置教学过程教学环书教师活动学生活动设计意图教学设计-新课导入
1、情景展示看到这幅图片,你首先想到的是什么?(垃圾分类)创设趣味的学习情境更能激教学设计圾分类的理念,在我国已经深入人心,但垃圾处理很多时候还需要人工进行分类,垃圾分拣工人需要在恶劣的环境下工作
2、揭示课题欢欢如果能让机器人帮助人类进行垃圾分类就好了爷爷我们可以运用垃圾识别技术实现自动垃圾分类
二、开动脑筋,想一想在经济发达的当代,智能垃圾分类技术发展情况如何?在网上搜索当前智能垃圾识别技术发展情况,把你收集到的资料和同学交流分享吧例如智能垃圾识别技术自动分类垃圾桶主要通过相机采集图像,根据物体的轮廓、颜色和纹理特征加以判断,通常02秒就能识别出垃圾类型工作人员己经训练垃圾桶识别塑料瓶、易拉罐、玻璃杯等可回收垃圾
三、知识积累,学一学在我国也有一些智能垃圾识别应用进入到生活中,例如用手机app可以帮助我们进行垃圾识别和分类哪款手机app可以帮助我们进行垃圾识观看了解思考学习学习思考;表达发学生的兴趣;了解本节课学习任务培养任务分析能力培养倾听习惯增加知识面培养表达能力培养学生举一反
三、学习迁移的能力;别和分类?学习一起来试试吧,打开“手机淘宝”app在首页上方点击“扫一扫,再选择“垃圾学习反馈分类”,现在对垃圾进行拍照,就可以看到培养表达能力教学设计识别和分类的结果了如图2-2-2所示学会倾听可以看到“手机淘宝”叩P准确识别出交流表达了废电池和螺钉,并给出了垃圾类型如图预习下一课培养自主学习能力2-2-3所示
四、技能学习,试一试你知道垃圾分类有几种吗?垃圾分类有四种分别是可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾、其他垃圾如何设计制作机器人的垃圾识别回收装置?在垃圾存放点存放着一些垃圾,白色代表可回收物,黑色代表不可回收物如图2-2-4所示,你能设计制作机器人的垃圾识别回收装置吗?任务要求1能对垃圾进行识别,并进行对识别结果进行提示2可回收垃圾,亮绿灯提不;不可回收垃圾,亮红灯提示;没有垃圾,亮蓝灯提3能对垃圾进行回收,记住是哪种垃圾,以便送回不同垃圾回收工厂根据任务要求,机器人需要具有识别颜色的传感器,有合理的机械结构便于安装传感器,具有能显示识别结果的显示器件如图2-2-5所小
五、课堂小结通过今天的学习,你有哪些收获?遇到了哪些困难?是怎么解决的?还有哪些困惑?你还有什么发现?
六、作业布置预习下一课教学反课题第2节第2课时《垃圾的识别--“识别垃圾”传感器的工作原理》单元二单元学科信息技术年级六年级学习目标【核心素养】信息意识能根据解决问题的需要,认识和了解机器人具有自主动手解决问题,掌握核心技术的意识能合理利用信息真诚友善地进行表达计算思维在教师指导下,学习机器人相关知识,体验机器人对生活带来的便利能尝试搜索、验证解决问题的过程,反思、优化解决问题的方案,并将其迁移运用与解决其他问题将知识建构、技能培养与思维发展融入信息技术核心素养之中数字化学习与创新在日常学习与生活中,具有创新创造活力,能积极主动运用信息科技高效地解决问题,并进行创新活动能根据学习需求,利用信息科技获取、加工、管理、评价、交流学习资源,开展自主学习和合作探究信息社会责任能理解信息科技给人们学习、生活和工作带来的各种影响,具有自我保护意识和能力;自觉遵守信息科技领域的价值观念、道德责任和行为准则,形成良好的信息道德品质,不断增强信息社会责任感知道并遵守信息技术课堂规范,养成良好的操作计算机习惯占•SE.
八、、学习“识别垃圾”传感器的工作原埋;了解灰度传感器的工作原埋;会正确连接灰度传感器;会添加灰度传感器模块;难点会为灰度传感器编写测试程序;能通过实验检测不同颜色灰度检测数值;了解红外避障传感器工作原埋、特点;能根据流程图来编写LED显示垃圾类型程序教学过程教学环吊教师活动学生活动设计意图一\新课导入1>情景展不创设趣味的学什么是传感器?你对传感器了解多少?观看习情境更能激教学设计传感器在垃圾分类中如何应用?
2、揭示课题发学生的兴趣;本节课我们将学习“识别垃圾”传感器了解本节课学的工作原理
二、知识积累,学一学了解习任务很多传感器都具有分辨颜色的功能,比如灰度传感器,下面来了解灰度传感器的工作原埋传感器先发射光线照射物体,不同颜色物体反射光线强度不同,再检测物体反射光了解培养倾听习惯线强度,并转换为电信号,就可以根据信号强弱来分辨颜色了如图2-2-6所示灰度传感器的外观多种多样,但工作原学习培养倾听习惯理相同都具有发射管和接收管,发射管发出的光线一般是可见光,工作时我们可以观察到发射管发出的光线如图2-2-7所示练习培养动手能力教学设计
1、硬件连接灰度传感器采集的数据是模拟量,只能选择一个模拟信号输入接口(A0-A5)进行连接如图2-2-8所小
2、添加模块学习培养动手能力我们需要在Mind+中添加传感器模块,培养动手能力学生利用自主如图2-2-9所小操作练习探究、小组合请打开Mind+软件,添加传感器模块作、实践操作的
3、编写程序方法去解决问为灰度传感器编写测试程序,如图题;师生直观演2-2-10示更具说服力,
4、记录数据加深印象灰度传感器需要靠近检测目标,离物体表面约1-2厘米是最佳距离如图2-2-11所灰度传感器对光线比较敏感,所以在进行测试时需要避免其他光线干扰经过检测,你们小组的黑色和白色测量操作练习值的平均值是多少?
5、颜色判断我们测量得到了黑、白色的灰度值以后培养动手能力怎么来区分两者呢?如果仅区分黑白两种颜色,可以用两者的平均值作为一条分界线检测值在平均值以上,判断为白色,在平均值以下,判断为黑色如图2-2-13所示用语言描述一种策略有时非常困难,可操作练习以用流程图来表示流程图由框图和箭头组成,可以直观表示策略的顺序和步骤,理清思路,对编写程序有很大帮助如图2-2-14培养学生举一反
三、学习迁移
六、作业布置预习下一课教学反思课题第2节第3课时《垃圾的识别--完成垃圾回收识别任务》单元二单元学科信息技术年级六年级学习目标【核心素养】信息意识能根据解决问题的需要,认识和了解机器人具有自主动手解决问题,掌握核心技术的意识能合理利用信息真诚友善地进行表达计算思维在教师指导下,学习机器人相关知识,体验机器人对生活带来的便利能尝试搜索、验证解决问题的过程,反思、优化解决问题的方案,并将其迁移运用与解决其他问题将知识建构、技能培养与思维发展融入信息技术核心素养之中数字化学习与创新在日常学习与生活中,具有创新创造活力,能积极主动运用信息科技高效地解决问题,并进行创新活动能根据学习需求,利用信息科技获取、加工、管理、评价、交流学习资源,开展自主学习和合作探究信息社会责任能理解信息科技给人们学习、生活和工作带来的各种影响,具有自我保护意识和能力;自觉遵守信息科技领域的价值观念、道德责任和行为准则,形成良好的信息道德品质,不断增强信息社会责任感知道并遵守信息技术课堂规范,养成良好的操作计算机习惯S占/\\\了解机器人垃圾回收识别装置功能;会制作垃圾回收识别任务流程图;了解“垃圾类型”变量的作用并合理使用难点能根据需要合理使用变量;能根据需要合理编写垃圾回收识别程序;能根据程序需要合理添加并使用自定义模块教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图教学设计教学设计—新课导入1>情景展示上节课我们已经做好了准备工作,现在来挑战完成垃圾回收识别任务吧
2、揭示课题完成垃圾回收识别任务
二、开动脑筋,想一想垃圾回收识别装置应该具有哪些硬件和机械结构?根据任务描述,垃圾回收识别装置应该具有以卜硬件和机械结构1机械手臂,用于回收垃圾,包括夹取结构,抬升结构2红外避障传感器,用于判断前方是否有垃圾3灰度传感器,用于垃圾识别》4三色LED模块,用于显示垃圾种类
三、知识积累,学一学1s制作任务流程图我们在分析垃圾回收识别任务流程后,制作任务流程图如图2-2-27所示
2、使用变量可以新建一个变量,用于记佳垃圾类型,以便在进行垃圾运输时送到正确的垃圾处理站“变量”可以看作一个用来存放数据的观看了解思考学习学习操作练习创设趣味的学习情境更能激发学生的兴趣;了解本节课学习任务培养任务分析能力培养倾听习惯增加知识面培养动手能力学生利用自主探究、小组合作、实践操作的方法去解决问“盒子”把从传感器中读取到的数据放入变题;师生直观演量中,可以方便地在其他地方使用如图示更具说服力,2-2-28所示°加深印象我们可以约定,在机器人没有回收垃圾时,垃圾类型变量值设置为0识别到可回操作练习收垃圾时,变量值设置为1识别到不可回收垃圾时,变量值设置为2O如图2-2-29所不
四、技能学习,试一试培养学生举一反
三、学习迁移
1、编写垃圾回收识别程序的能力;鼓励学生尝试我们为机器人完成垃圾回收识别任务编交流表达完成操作练习与程序如图2-2-30所小在模块上单击右键可以为模块添加注预习下一课释,注释可以是高程序的可读性,也便于让其他人了解你的编程思路学习反馈情景展示培养表达能力欢欢程序编写好了以后还需要进行调学会倾听试,验证程序是否能可靠运行,很多问题调试时才会被发现培养自主学习能力爷爷完整的垃圾分类任务比较复杂,垃圾回收识别”任务只是其中一小部分可以改写成一个自定义模块,便于使用
2、“垃圾识别”自定义模块学反思课题第3节《垃圾的运输-选择单元二单元学科信息技术传感器》第1课时年级六年级学习目标【核心素养】信息意识能根据解决问题的需要,认识和了解机器人具有自主动手解决问题,掌握核心技术的意识能合理利用信息真诚友善地进行表达计算思维在教师指导下,学习机器人相关知识,体验机器人对生活带来的便利初步认识传感器能尝试搜索、验证解决问题的过程,反思、优化解决问题的方案,并将其迁移运用与解决其他问题将知识建构、技能培养与思维发展融入信息技术核心素养之中数字化学习与创新在日常学习与生活中,具有创新创造活力,能积极主动运用信息科技高效地解决问题,并进行创新活动能根据学习需求,利用信息科技获取、加工、管理、评价、交流学习资源,开展自主学习和合作探究信息社会责任能理解信息科技给人们学习、生活和工作带来的各种影响,具有自我保护意识和能力;自觉遵守信息科技领域的价值观念、道德责任和行为准则,形成良好的信息道德品质,不断增强信息社会责任感知道并遵守信息技术课堂规范,养成良好的操作计算机习惯占/\\\了解循线的定义;了解各种各样的传感器并选择合适的传感器;了解传寻迹感器的原埋和使用方法难点会连接寻迹传感器;能根据需要为寻迹传感器编写并测试程序教学过程教学环书教师活动学生活动设计意图
一、新课导入1>情景展示创设趣味的学教学设计教学设计机器人自动沿黑线运动也叫循线,是机器人自动化的一种应用我们在垃圾分类任务中设计了一些黑线,作为引导线,让机器人沿黑线运动,把垃圾运送到垃圾处理站如图2-3;所示
2、揭示课题
二、开动脑筋,想一想让机器人沿黑线走,首先要让机器人认识黑线传感器种类很多,哪种传感器具有识别颜色的功能呢?上网查阅传感器资料,选择合适的传感器如图2-3-2所小多种传感器都可以用于识别颜色,在选择传感器时,可以根据任务需要从以下方面为o1传感器能满足功能需要,比如能准确识别地面黑线2使用简单,调试方便比如有数字信号输出,有灵敏度调节3尺寸合适,便于安装比如单个传感器尺寸小于2cm有安装孔,需要多个传感器时,能并列安装我会选择哪款传感器?说说你的理由?
三、知识积累,学一学观看思考学习思考;表达学习操作练习习情境更能激发学生的兴趣;培养任务分析能力培养倾听习惯培养表达能力增加知识面培养动手能力学生利用自主探究、小组合作、实践操作的方法去解决问题;师生直观演示更具说服力,教学设计什么是寻迹传感器?在使用一种传感器之前,应该充分掌握原埋和使用方法,让我们来认识一下寻迹传感器吧寻迹传感器也叫红外反射式光电开关,通过检测红外线在物体表面反射光的强度来判断物体的颜色或距离,可用于障碍检测或黑白线检测如图2-3-3所示
四、技能学习,试一试1s器材准备我们为机器人实现垃圾的运输准备好器材如图2-3-4所示
2、硬件连接把传感器扩展板按对应针脚插入ArduinoUno主控板,连接好寻迹传感器如图2-3-5所小
3、编写程序我们为寻迹传感器编写程序如图2-3-6麻
4、场地测试测试步骤1确定传感器离地高度2分别把传感器置于黑色和白色区操作练习交流表达预习下一课加深印象培养动手能力学习反馈培养表达能力学会倾听培养自主学习能力课题第3节《垃圾的运输》第单元二单元学科信息技术2课时年级六年级学习目标【核心素养】信息意识能根据解决问题的需要,认识和了解机器人具有自主动手解决问题,掌握核心技术的意识能合理利用信息真诚友善地进行表达计算思维在教师指导下,学习机器人相关知识,体验机器人对生活带来的便利能尝试搜索、验证解决问题的过程,反思、优化解决问题的方案,并将其迁移运用与解决其他问题将知识建构、技能培养与思维发展融入信息技术核心素养之中数字化学习与创新在日常学习与生活中,具有创新创造活力,能积极主动运用信息科技高效地解决问题,并进行创新活动能根据学习需求,利用信息科技获取、加工、管理、评价、交流学习资源,开展自主学习和合作探究信息社会责任能理解信息科技给人们学习、生活和工作带来的各种影响,具有自我保护意识和能力;自觉遵守信息科技领域的价值观念、道德责任和行为准则,形成良好的信息道德品质,不断增强信息社会责任感知道并遵守信息技术课堂规范,养成良好的操作计算机习惯W-占/\\\学习掌握电机使用方法;了解设置数字引脚电平”模块和设置PWM引脚输出”模块的区别;能合理编写程序同时控制机器人左右电机运动难点能根据需要控制电机转动方向和转速;能根据需要让电机停止转动或达到最快转速;能合理运用自定义模块控制电机速度”教学过程教学环辛教师活动学生活动设计意图教学设计教学设计—新课导入
1、情景展示怎么控制电机转动方向和转速?如何控制机器人运动?
2、揭示课题
二、控制转速和方向-知识积累,学一学机器人靠电机驱动,掌握了电机使用方法才能让机器人听我们的指挥我们已经学会用“设置数字引脚电平”的方法让电机动起来,但也发现了这种方法的缺点,就是不能控制电机的转速要让机器人精准循线就需要对电机速度进行精确控制情景展示欢欢怎么控制电机转动方向和转速呢?爷爷可以用“设置PWM引脚输出”功能来实现电机调速设置数字引脚电平”模块和“设置PWN引脚输出”模块有何区别?“设置数字引脚”模块只能设置“高电平”或“低电平,不能精确控制电机速度设置pwm引脚”模块,数值范围从0到255可以调整-技能学习,试一试卜面的电机驱动板连接在Arduino主控观看了解思考练习了解创设趣味的学习情境,更能激发学生的兴趣;培养倾听能力培养表达能力培养动手能力增加知识面课题第3节《垃圾的运输——单元二单元学科信息技术机器人循线》第3课时年级六年级学习目标【核心素养】信息意识能根据解决问题的需要,认识和了解机器人具有自主动手解决问题,掌握核心技术的意识能合理利用信息真诚友善地进行表达计算思维在教师指导下,学习机器人相关知识,体验机器人对生活带来的便利能尝试搜索、验证解决问题的过程,反思、优化解决问题的方案,并将其迁移运用与解决其他问题将知识建构、技能培养与思维发展融入信息技术核心素养之中数字化学习与创新在日常学习与生活中,具有创新创造活力,能积极主动运用信息科技高效地解决问题,并进行创新活动能根据学习需求,利用信息科技获取、加工、管理、评价、交流学习资源,开展自主学习和合作探究信息社会责任能理解信息科技给人们学习、生活和工作带来的各种影响,具有自我保护意识和能力;自觉遵守信息科技领域的价值观念、道德责任和行为准则,形成良好的信息道德品质,不断增强信息社会责任感知道并遵守信息技术课堂规范,养成良好的操作计算机习惯W-占/\\\了解单寻迹传感器循线;了解三路寻迹传感器循线策略难点能根据需要合理使用“多分支条件判断”模块;能根据需要合理搭建三路寻迹传感器循线程序教学过程教学环书教师活动学生活动设计意图教学设计-新课导入
1、情景展示让机器人能沿黑线走需要使用多少个寻观看创设趣味的学习情境,更能激发学生的兴趣;迹传感器呢?
2、揭示课题
二、机器人循线机器人用一个寻迹传感器就能实现循线当用一个寻迹传感器时,可以把将传感了解了解本节课学习任务器贴近黑白分界区域,不断检测地面颜色当机器人进人黑色区域时,寻迹传感器检测到黑色,就让机器人向右偏转,离开黑线当机器人进入白色区域时,寻迹传感器检测思考培养任务分析能力到白就让机器人向左偏转,回到黑线上培养倾听习惯
三、知识积累,学一学学习机器人走得左摇右摆,不太直,怎么办?单寻迹传感器循线的优点是使用的传感器数量最少,但也存在不少的缺点在调试增加知识面教学设计时会发现,用上面的策略进行单寻迹传感器循线,机器人只有“左偏转”和“右偏转”两个动作,会左摇右撰地沿黑线前进如果速度太快或者遇到弯度较大的黑线,还有可能循线失败这是由于传感器数量少,机器人能从外界获得的信息有限,循线策略简单,使机器人无法准确沿线运动,更无法判断复学习培养动手能力杂路口所以,要让机器人更好地循线,需学生利用自主要安装更多的传感器操作练习探究、小组合
四、技能学习,试一试作、实践操作的教学设计下图中机器人并排安装了三路寻迹传感器,这样机器人检测视野更宽,能更好地探测地面状况,同时循线策略也可以做到更加精准用三路寻迹传感器循线时增加了一种“直行”状态,这样机器人循线动作就更加平滑、流畅观察三路寻迹传感器循线流程图从流程图上看出,循线时机器人会根据黑线位置不同,转向三条不同的分支,执行三种不同动作对这种多分支结构,多分支条件判断”模块可以方便地完成任务情景展示爷爷机器人在直线上走得快多了,即使走偏也能自己修正回来但遇到比较大的弯道时,容易脱线欢欢但这时了个寻迹传感器都已经脱离了黑线,机器人怎么才知道应该往哪个方向转动呢?爷爷在遇到急弯时,需要左右电机速度差才能更顺利修正方向爷爷可以新建一个变量来记住最后检测到黑线的是哪个传感器,就可以判断出机思考;表达交流;分享交流表达预习下一课方法去解决问题;师生直观演示更具说服力,加深印象培养表达能力培养表达能力学习反馈培养表达能力学会倾听培养自主学习能力学反思课题第1节《完成垃圾运输任单元三单元学科信息技术务》年级六年级学习目标【核心素养】信息意识能根据解决问题的需要,认识和了解机器人具有自主动手解决问题,掌握核心技术的意识能合理利用信息真诚友善地进行表达计算思维在教师指导下,学习机器人相关知识,体验机器人对生活带来的便利完成垃圾分类任务,将设计和搭建的过程记录成日志,用机器人参加竞赛能尝试搜索、验证解决问题的过程,反思、优化解决问题的方案,并将其迁移运用与解决其他问题将知识建构、技能培养与思维发展融入信息技术核心素养之中数字化学习与创新在日常学习与生活中,具有创新创造活力,能积极主动运用信息科技高效地解决问题,并进行创新活动能根据学习需求,利用信息科技获取、加工、管理、评价、交流学习资源,开展自主学习和合作探究信息社会责任能理解信息科技给人们学习、生活和工作带来的各种影响,具有自我保护意识和能力;自觉遵守信息科技领域的价值观念、道德责任和行为准则,形成良好的信息道德品质,不断增强信息社会责任感知道并遵守信息技术课堂规范,养成良好的操作计算机习惯占
八、、会编写“循线到T型路口”自定义模块;会组合运用”与运算“模块;了解机器人常用调试方法难点能根据程序需要,合理运用自定义模块与与运算模块搭建脚本,测试完善脚本教学过程教学环书教师活动学生活动设计意图教学设计
一、单元导入欢欢带领我们一同学习了机器人的许多知识,了解机器人的种类和发展熟悉使用了了解了解本单元学习任务便后续程序执行学习在这里,采用“条件循环模块”来控制培养动手能力学生利用自主小车循线进度未到路口时,三个传感器不操作练习探究、小组合会同时检测到黑线,机器人循线前进,直到作、实践操作的三个寻迹传感器同时检测到黑色时,判断到方法去解决问达到路口不再循线前进,退出循线,机器题;师生直观演人停止运动示更具说服力,由于需要对三个寻迹传感器同时检测判加深印象断,可以用“与运算模块组合来连接需要同教学设计时满足的几个条件具体到T型路口判断把AO、A
1、A2端口读取的数据作为条件来进行与运算”自定义模块“循线到T型路口”其中了解“前进、左偏转”“右偏转”、“停止”都是已有的自定义模块增加知识面机器人到达路口时,再让其前进一小段距离,迈过黑线再停止这样可以方便程序交流表达调试
2、其他自定义模块程应举例预习下一课学习反馈在下图中,让机器人从起点出发,到达培养表达能力垃圾存放点,停止1秒,然后到达可回收物学会倾听处理站点培养自主学习能课题第2节《机器人工程日志》单元三单元学科信息技术年级六年级学习目标【核心素养】信息意识能根据解决问题的需要,认识和了解机器人具有自主动手解决问题,掌握核心技术的意识能合理利用信息真诚友善地进行表达计算思维在教师指导下,学习机器人相关知识,体验机器人对生活带来的便利完成垃圾分类任务,将设计和搭建的过程记录成日志,用机器人参加竞赛能尝试搜索、验证解决问题的过程,反思、优化解决问题的方案,并将其迁移运用与解决其他问题将知识建构、技能培养与思维发展融入信息技术核心素养之中数字化学习与创新在日常学习与生活中,具有创新创造活力,能积极主动运用信息科技高效地解决问题,并进行创新活动能根据学习需求,利用信息科技获取、加工、管理、评价、交流学习资源,开展自主学习和合作探究信息社会责任能理解信息科技给人们学习、生活和工作带来的各种影响,具有自我保护意识和能力;自觉遵守信息科技领域的价值观念、道德责任和行为准则,形成良好的信息道德品质,不断增强信息社会责任感知道并遵守信息技术课堂规范,养成良好的操作计算机习惯S占/\\\了解工程日志;了解工程日志的作用;了解记录工程日志的要求难点能根据需要使用工程日志方式记录下设计和搭建机器人的过程教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图教学设计
一、新课导入
1、揭示课题使用工程日志的方式记录下设计和搭建机器人的过程,便于我们归纳、总结、整理观看创设趣味的学习情境,更能激发学生的兴趣;及反思整个过程
2、情景展示欢欢工程日志有什么作用?了解了解本节课学习任务爷爷工程日志是用于记录项日设计及实施过程,并能培养工程思维及掌握相关技能(如项目管理、时间管理、团队合作等)的一种手段
二、知识积累,学一学
1、工程日志的作用在搭建机器人的整个过程中,大家会发现问题,拟定计划,遇到困难,解决问题,学到经验工程日志是从第一天开始到搭建结束整个过程的原始记录,这些都是财富,学习培养倾听习惯教学设计需要完整地写出来工程日志是一个反复的过程,参与者在这个过程中认识和确定问题,集思广益,在设计过程各个阶段工作,测试他们的设计,不断改进设计,并继续这个过程直到形成解决方案工程日志用于记录参与者在项目设计过学习增加知识面程以及整个备赛阶段的经历,包括问题定义、培养动手能力概念设计、系统层级设计、细节设计以及测学生利用自主试、修改和搭建等探究、小组合
2、工程日志的要求操作练习作、实践操作的工程日志既可以手写也可以使用电子文方法去解决问档,为了便于修改和保鼓励使用电子文档题;师生直观演情景展示示更具说服力,欢欢1哪此内容需要重点记录在工程日志上呢?2在完成工程日子的过程中,有哪些要求?爷爷1团队会议笔记、设计概念和了解加深印象草图、图片、比赛中的笔记、队员的意见和想法、团队组织以及对团队有用的任何其他文件,都可以记录在工程日志中2队员的姓名和分工须清楚地记录在交流表达预习下一课增加知识面工程日志的封面上学习反馈3按顺序标明页码,不能任意替换或培养表达能力撕掉任何一页学会倾听
三、技能学习,试一试培养自主学习能工程日志是对机器人设计搭建的完整记录,它应该包括整个赛程中的设计草图、团队会议、讨论、设计变化、过程,遇到的挫折以及每个队员的想法
1、鼓励团队通过会议讨论解决问题,工程日志在记录会议内容时应该包括两项1任务队员们在做什么,发现了什力学反思课题第3节《校园机器人垃圾单元三单元学科信息技术分类赛》年级六年级学习目标【核心素养】信息意识能根据解决问题的需要,认识和了解机器人具有自主动手解决问题,掌握核心技术的意识能合理利用信息真诚友善地进行表达计算思维在教师指导下,学习机器人相关知识,体验机器人对生活带来的便利完成垃圾分类任务,将设计和搭建的过程记录成日志,用机器人参加竞赛能尝试搜索、验证解决问题的过程,反思、优化解决问题的方案,并将其迁移运用与解决其他问题将知识建构、技能培养与思维发展融入信息技术核心素养之中数字化学习与创新在日常学习与生活中,具有创新创造活力,能积极主动运用信息科技高效地解决问题,并进行创新活动能根据学习需求,利用信息科技获取、加工、管理、评价、交流学习资源,开展自主学习和合作探究信息社会责任能理解信息科技给人们学习、生活和工作带来的各种影响,具有自我保护意识和能力;自觉遵守信息科技领域的价值观念、道德责任和行为准则,形成良好的信息道德品质,不断增强信息社会责任感知道并遵守信息技术课堂规范,养成良好的操作计算机习惯占
八、、了解机器人竞赛活动背景、主题与要求;了解竞赛场地和环境;了解比赛规则要点;了解未来机器人的发展趋势难点参与竞赛过程中科创精神的培养;团队协作能力与合作意识的培养教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图教学设计-新课导入
1、情景展示随着人类科技日新月异的发展,机器人观看创设趣味的学习情境,更能激发学生的兴趣;技术和机器人竞赛在校园内广泛普及机器人竞赛,能让同学们在参与的过程中培养科创精神、团队协作能力及合作意识,还给大家搭建了充分展示自己的舞台了解活动背景
2、揭示课题了解
二、竞赛活动,看一看
1、了解活动背景垃圾分类,指按一定规定或标准将垃圾分类投放、分类储存和分类搬运,从而转变成公共资源的一系列活动的总称分类的目培养倾听习惯的是减少士地资源消耗、降低环境污染、提了解高垃圾的资源价值和经济价值,力争物尽其用加快推进生活垃圾分类是加强生态文明教学设计建设、促进绿色发展的重要举措,有利于增了解竞赛场地和环境强人民群众获得感、幸福感和安全感,有利学习于打造共建共治共享的社会治理格局,有利于提高全社会文明程度
2、竞赛要求参赛队需要准备好1台机器人、编写机器人程序、调试和操作机器人,完成规定的任务以获取得分
3、竞赛场地和环境任务分解1场地为加厚喷绘布材质,长2400学习学反思课题第2节《机器人的结构》单元一单元学科信息技术年级六年级学习目标信息意识能根据解决问题的需要,认识和了解机器人具有自主动手解决问题,掌握核心技术的意识能合理利用信息真诚友善地进行表达计算思维在教师指导下,学习机器人相关知识,体验机器人对生活带来的便利能尝试搜索、验证解决问题的过程,反思、优化解决问题的方案,并将其迁移运用与解决其他问题将知识建构、技能培养与思维发展融入信息技术核心素养之中数字化学习与创新在日常学习与生活中,具有创新创造活力,能积极主动运用信息科技高效地解决问题,并进行创新活动能根据学习需求,利用信息科技获取、加工、管理、评价、交流学习资源,开展自主学习和合作探究信息社会责任能理解信息科技给人们学习、生活和工作带来的各种影响,具有自我保护意识和能力;自觉遵守信息科技领域的价值观念、道德责任和行为准则,形成良好的信息道德品质,不断增强信息社会责任感知道并遵守信息技术课堂规范,养成良好的操作计算机习惯-s~占ziw了解机器人基本结构;了解无人驾驶汽车;难点机器人感知系统;机器人执行系统教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图教学设计
一、新课导入
1、情景展示现实生活中,机器人种类繁多,形态各异它像人一样,通过“感觉器官”获取信息,经过“大脑”处理信息并指挥“身体”完成动作
2、揭示课题
二、知识积累,学一学机器人主要由什么组成?观看了解创设趣味的学习情境更能激发学生的兴趣;了解机器人组成教学设计机器人和我们一样也有大脑、手、脚、眼睛这样的“器官”机器人的基木结构通常包括控制系统、感知系统、执行系统和驱动系统四个部分1s控制系统机器人控制系统是什么?控制系统是机器人的核心系统,由控制器和控制程序组成控制器对机器人的性能起着决定性作用,通过传感器获得信息,经过分析、处理再发出指令,控制机器人完成动作控制程序通过编程软件编写,用数据线下载到机器人的控制器中,然后由机器人执行常用的编程软件有ArduinolDE、米思齐Mind+等Mind+是款基于Serateh
3.0开发的青少年编程软件,只需要拖动图形化程序块即可完成编程,让大家轻松体验创造的乐趣,在后面的学习中我们将使用它
2、感知系统机器人的感知是如何实现的?机器人的听觉、嗅觉、触觉等是通过不同的传感器水实现的,功能各异的传感器组思考学习学习了解培养任务分析能力培养倾听习惯增加知识面托西汉知识面。