3.4 机器人的跟随验证 教案（表格式）

第四课 《机器人的跟随验证———测试与功能优化》教案 教学时间 教学班级 五年级 课程名称 机器人的跟随验证 课时 1-2课时 教学目标 一、知识与技能 1.了解跟随功能。 2.掌握作品调试与优化的方法。 3.学会跟随程序设计。 二、过程与方法 1.通过讲授和展示的方式，让学生了解机器人跟随的功能。 2.通过实操，实现跟随功能，锻炼学生的动手能力、逻辑思维能力。 三、情感态度与价值观 1.通过本节课学习，使学生认识到调试与优化的重要性。 重点 1.相关程序设计。 难点 1.程序的调试与优化。 教具 WPS软件。 教学方法 教学展示、小组讨论、兴趣驱动。 教学过程 教师 学生 一、导入（3分钟） 同学们，欢迎大家来到知识大讲堂。 （提问）在上课之前，老师请大家认真观看一个视频，并说说视频中的机器人都有哪些功能呢？ 很好，同学们观察得非常仔细！它可以避障，可以自动跟随等。本节课让我们一起实现机器人的跟随功能，并验证它能否跟随移动吧！ 学生观看视频并回答问题 知识讲解（15—20分钟） （一）跟随功能分析 跟随机器人的基本功能：自动跟随目标移动，目标走到哪里它就跟到哪里。在设定的距离范围内跟随目标移动，目标前进，机器人就跟着前进；目标后退，机器人就自动后退；目标停止，机器人也停止。机器人与移动的目标对象始终保持在一定距离内。 机器人在一定距离内跟随着目标移动，需要防止发生碰撞，能主动避障，避免撞上跟随目标或者其他障碍物。机器人能对前方障碍物的距离进行测量，并判断障碍物的位置，当感知前进方向有障碍物时，机器人停止不动或者后退，并在障碍消除后恢复行进。 （提问）请说一说，机器人的跟随功能可以应用到哪些场景中。 （二）跟随功能的实现 设定机器人的功能后，需要给机器人编写程序来实现跟随功能。例如，利用机器人的超声波传感器检测距离，如果机器人与跟随目标的距离大于设定值，那么机器人跟随前进；如果机器人与跟随目标的距离比较小，在某个距离范围内，那么机器人就静止；如果机器人与跟随目标的距离过小，那么机器人就后退，防止碰撞。 （小组合作）大家小组合作，按照功能设计与分析，梳理程序思路，并画出程序流程图。 各小组展示，互相点评、老师评价。 小组合作探究 三、实操练习（10—15分钟） 接下来，请同学们继续小组合作，一起动手做一做吧。（学生做，老师巡查，并且负责解决学生创作过程当中遇到的问题） 大家已经编写好了程序，现在对其进行测试，验证机器人是否实现了跟随和防碰撞功能。在测试过程中，根据机器人的反馈，观察机器人的跟随功能存在的问题或不足之处，然后对机器人进行调试和优化。最后，把调试优化后的机器人展示出来。 上述机器人的功能可能会存在一些问题。例如，机器人跟随过程不够流畅，出现忽走忽停的情况；跟随目标转弯时，机器人无法跟着目标灵活转弯；如果跟随目标发生了变化，机器人无法判断等。在测试机器人功能的过程中，根据具体出现的问题，思考解决方法，不断地调试和优化它的功能，使机器人的功能达到比较理想的状态。 根据出现的问题，分析原因，思考解决方案，对机器人进行调试和优化，并根据不同测试结果填写下来。 不同的开源社区，其主要功能和内容也有所不同，如下表所示。请同学们选择一个开源社区平台，将跟随机器人分享到平台上。 学生小组合作，实操练习。 四、课堂总结（5分钟） 老师看了同学们完成的作品，都很棒，看来大家对于今天的知识点都掌握得很好。接下来同学们打开老师发下的评价量表，认真阅读今天的学习内容，对今天的学习情况做一个简单的记录，直接选择对应选项即可。 （提问）最后，请一位同学总结一下，我们今天这节课，都学习到了哪些知识点呢？ 不错，大家都学习得很认真，掌握了今天这节课的知识 ... ...