第十六课机器人探险 (课件+教案)

浙教版信息技术九年级第十六课时教学设计 课题 机器人探险 单元 第三单元 学科 信息技术 年级 九年级上 学习 目标 信息意识：在实施机器人走迷宫的过程中，理解左手法则的原理； 计算思维：机器人走迷宫算法的理解 数字化学习与创新：学会通过红外线传感器测障，提高复杂问题的分析能力 重点 探险机器人的搭建、红外线传感器作用 难点 左、右手法则的理解和运用 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 同学们，我们小时候都玩过走迷宫的游戏，大家有没有想过，如果让我们聪明的机器人走迷宫，它能顺利走出来吗？ 我们通过一段视频来看看机器人是怎么走迷宫的呢？ 观看视频 通过观看机器人走迷宫的视频，提升学习自己动手的积极性 讲授新课 一、走迷宫其实是一项很有趣的活动，你是不是在惊叹机器居然能够如此快和准确的完成走迷宫的任务，那它是怎么做到的，你肯定疑惑机器人的眼睛在哪里呢？ 人的眼睛是感觉之窗，人有80%以上的信息是靠视觉获取，能否造出“人工眼”让机器也能象人那样识文断字，看东西，这是智能自动化的重要课题。 机器认字 信件投入邮筒需经过邮局工人分拣后才能发往各地。一人一天只能分拣2-3千封信，现在采用机器分拣，可提高效率十多倍。机器认字的原理与人认字的过程大体相似。 机器识图 现有的机床加工零件完全靠操作者看图纸来完成。能否让机器人来识别图纸呢？这就是机器识图问题。 机器人识别物体 机器识别物体即三维识别系统。一般是以电视摄像机作为信息输入系统。根据人识别景物主要靠明暗信息，颜色信息，距离信息等原理，机器识别物体的系统也是输入这三种信息，只是其方法有所不同罢了。 目前，机器可以识别简单形状的物体。对于曲面物体，电子部件等复杂形状的物体识别及室外景物识别等研究工作，也有所进展。物体识别主要用于工业产品外观检查，工件的分选和装配等方面。但是我们走迷宫任务机器人并不是靠的眼睛，靠的什么呢？ 我们就以这个迷宫为例，我们设计一个机器人从起点走到终点。 前面一节课我们已经学习了，机器人获取外部信息需要通过什么呢？ 我们要获取前面的墙或者障碍信息需要一个什么传感器呢？根据设计一个机器人程序的步骤，我们首先来做问题分析，机器人走迷宫与人在漆黑的迷宫场地中寻找出口的情形类似，必须沿着迷宫的墙壁行走，机器人可以利用红外测障传感器来检测墙壁的位置（注：我们不需要碰撞到墙壁或障碍，所以用红外传感器）。 这里大家需要学习红外测障传感器的原理，以便以后再选择传感器时能够选择合适的传感器，红外测障传感器的基本原理：传感器的发射管主动向探测方向发射一定频率的红外信号，若接收管收到统一频率的红外信号，则表示探测方向有障碍物。 二、为了让大家机器人走迷宫的过程下面我们来亲自体验下这个过程： 如果一个人在漆黑的迷宫场地中寻找出口，怎么才能走出迷宫呢？一般的，人会通过手的触摸来寻找行走路线，沿迷宫围墙的某一侧行走可以使机器人走遍迷宫的每个地方，这是走迷宫的一般方法。我们称沿左侧墙壁行走的方法为左手法则，称沿右侧墙壁行走的方法为右手法则。假设机器人按左手法则行走，用左侧的红外去判断左侧的墙壁，以确定前进的方向，同时用前方的红外避免在前进的过程中撞到前方拐弯处的墙壁。 请两个同学来给大家展示，分别从讲台的一端走到另一端，为了模拟漆黑的迷宫，请两位同学闭上眼睛，靠你的左手或右手感知与墙面的距离，从起点走到终点 三、讲解左手法则、右手法则 前进方向的左侧墙面行走的方法为左手法则，沿前进方向的右侧墙面行走的方法为右手法则。 如果按左手法则行走，那么根据前方和左侧墙面的情况确定运动状态。 1、当前方有墙时，向右转； 2、当前方没有墙时，判断左侧是否有墙面 ... ...