七年级信息技术 《制作循迹机器人》教学设计
第七节 制作循迹机器人
小小导盲机器人
2. 参考图形程序
小小导盲机器人对盲道颜色的判断，需要使用选择结构。参考图形程 序如图，说明如下。
A ——轨迹识别传感器模块用于获取左侧、右侧两个轨迹探头的返回值。 B ——判断条件为“轨迹变量= =1”。 C ——判断条件为“轨迹变量= =2”。 D ——判断条件为“轨迹变量= =3。 E ——左电机为0，右电机为10，左转走 上轨迹。 F ——左电机为10，右电机为0，右转走 上轨迹。 G ——左右电机都为10，在轨迹上直行。 H ——左转前进或者右转前进画圆。
当小小导盲机器人位于白线的右边缘时，左侧的轨迹识别传 感器探头就会检测到白线，轨迹变量的返回值为1。
当小小导盲机器人正位于白线上时，左、右两侧的轨迹识别 传感器探头将同时检测到白线，轨迹变量的返回值都为3。当 机器人不在白线上时，左、右两侧的轨迹识别传感器探头将同 时检测不到白线，轨迹变量的返回值都为0。以上，我们明白 了轨迹识别传感器模块的应用，下面就可以开始编写程序了。
小小导盲机器人
轨迹识别传感器构成（如下图）：
轨迹识别传感器探头 可调电阻 传感器连接线
轨迹识别传感器：由两组红外发射管和接收管组成。检测地面轨迹颜色 的差别，识别地面轨迹。 可调电阻：调节传感器的灵敏度，逆时针旋转，灵敏度增强；顺时针旋 转，灵敏度减弱。 备注：轨迹识别传感器在检测轨迹的时候，离轨迹越近，灵敏度越高。
第七节 轨迹识别传感器
小小导盲机器人
很多城市马路两旁的人行道上，都 铺设着带有颜色的盲人专行道。盲人是 看不见盲道的，有什么办法可以帮助盲 人顺着盲道安全行走呢？让我们试着设 计一个能识别盲道的小小导盲机器人吧！
小小导盲机器人
小小导盲机器人
这节课我们模拟导盲机器人的功能，运用学过的知识和 技能，利用诺宝教育机器人操作平台，试着设计一个能识 别盲道的小小导盲机器人。为了完成导盲任务，我们还要 绘制一个白色的环形条带，当作模拟盲道。
《多种方法实现机器人循迹》 教学设计
《多种方法实现机器人循迹》教学设计一、教学目标1、让学生了解机器人循迹的基本原理和概念。
2、使学生掌握多种机器人循迹的方法和技术。
3、培养学生的动手实践能力和创新思维。
4、增强学生解决问题的能力和团队合作精神。
二、教学重难点1、重点（1）掌握常见的机器人循迹传感器的工作原理和使用方法，如光电传感器、红外传感器等。
（2）理解不同循迹算法的原理和实现方式，如基于阈值判断的简单算法、PID 控制算法等。
2、难点（1）如何根据实际情况选择合适的传感器和算法来实现高效准确的循迹。
（2）在实际编程和调试过程中，解决因环境变化和硬件差异导致的循迹问题。
1、讲授法讲解机器人循迹的基本概念、原理和方法，让学生对相关知识有初步的了解。
2、演示法通过实际演示机器人的循迹过程，让学生更直观地感受循迹的效果和问题。
3、实践法安排学生进行实际的机器人循迹实验，让他们在实践中掌握知识和技能，培养解决问题的能力。
4、讨论法组织学生针对实验中遇到的问题进行讨论，共同寻找解决方案，培养团队合作和创新思维。
四、教学准备1、教学设备准备若干套机器人循迹实验设备，包括机器人本体、传感器、控制器、电源等。
2、教学软件安装相关的编程软件和调试工具，如 Arduino IDE、Mixly 等。
准备相关的教学课件、实验指导书、参考书籍等。
五、教学过程1、课程导入（15 分钟）通过展示一些机器人循迹的应用实例，如自动导航的物流机器人、无人驾驶汽车等，引发学生的兴趣，提出问题：机器人是如何实现沿着特定轨迹行走的？从而引出本节课的主题——多种方法实现机器人循迹。
2、知识讲解（30 分钟）（1）介绍机器人循迹的基本概念和原理，包括轨迹的定义、传感器的作用、控制算法的目标等。
（2）讲解常见的循迹传感器，如光电传感器、红外传感器等，包括它们的工作原理、特点和适用场景。
（3）介绍不同的循迹算法，如基于阈值判断的简单算法、PID 控制算法等，讲解它们的基本原理和实现方式。
机器人循迹活动设计
机器人循迹活动设计活动一：选择搭建材料完成机器人制作活动目标：1.选择机器人搭建材料。
2.尝试组装机器人，安装主机、电机和光电传感器。
活动器材：乐高器材，主机、马达、传感器等等活动描述：通过已有学习机器人的基础，完成机器人的组装，遇到问题可以通过说明书或请求老师帮助进行解决。
活动二：认识编程软件，让机器人动起来活动目标：1.认识机器人编程软件中的“运动模块”。
2.尝试运用编程软件让机器人动起来。
活动器材：笔记本电脑、Lego Mindstorm编程软件活动描述：通过已有学习机器人基础的学生讲解，让其余学生了解如何运用编程软件中的“运动模块”让机器人动起来，并且知道如何控制机器人完成前进、后退，转向等行为。
活动三：探究机器人循迹运动活动目标：1.认识传感器的主要部件，学习轨迹传感器的工作原理。
2.通过程序的编辑过程，掌握循迹机器人的控制技术。
活动器材：笔记本电脑、Lego Mindstorm编程软件、比赛场地活动描述：编写机器人循迹程序，让机器人从起点出发，沿着指定路线（黑线）运动，直到再次回到起点区。
机器人起始状态完全在起点区内，当机器人再回到起点区时，机器人须有一半以上机身在起点区内。
活动四：机器人循迹运动比赛活动目标：1.通过比赛活动，增强参与、竞争、实践、协作意识。
活动器材：笔记本电脑、Lego Mindstorm编程软件、比赛场地活动描述：机器人从起点出发，在规定场地内按照指定路线（黑线）完成循迹活动，直到机器人再次回到起点区即为一次活动结束。
机器人成功完成循迹活动的，以秒为单位作为比赛成绩，谁消耗的时间越少越优秀。
2.5循迹机器人 教案
第二章第5节循迹机器人的制作一、教学目标：知识与技能：（1）能够理解轨迹变量四个值的含义；理解高速电机模块左右电机参数值与机器人左转、右转及直行三种状态的关系。
（2）能使用多重分支结构编写出机器人循迹的程序；过程与方法：（1）通过网络学习平台，自主学习轨迹识别传感器的相关知识，完成课堂小测。
再把程序设计思路通过组间进行交流，最后通过小组合作探究尝试编写机器人走轨迹的程序，从而使学生掌握编写机器人循迹程序的多种方法。
（2）采用任务驱动的方法，通过网络学习平台自主学习、小组协作，并在教师引导下，理解循迹机器人的算法和仿真方法。
并通过教师和组长评分的方式，激发全体学生的学习积极性和主动性。
情感态度价值观：（1）通过自主学习轨迹识别传感器的知识以及编写循迹机器人的程序等课堂环节积极参与学习活动，善于动手和创新。
（2）通过小组合作学习，共同寻找循迹机器人的编程仿真方法，培养合作精神和团队精神。
（3）在组间交流活动中，用自己的编程思路积极与其它同学思想碰撞，并善于思考和分析，归纳总结，体验成功。
二、教材分析1、本节的作用和地位本课通过完成“机器人沿着轨迹走”任务，来学习一种新的数字传感器——轨迹识别传感器，它的两组红外发射、接收管让它成为了一种特殊而丰富的数字传感器，因此，学生需要掌握多分支即多重嵌套的程序设计方法，从而提高了自己的程序设计水平。
2、本节主要内容介绍为了更好地理解轨迹变量四个值的含义，需要学生了解轨迹识别传感器的工作原理。
此外，轨迹机器人的判断、决策，需要用到多重条件判断结构，让学生学会在仿真界面中完成循迹机器人的程序设计，从而掌握轨迹识别传感器的应用方法。
关于循迹机器人的实物搭建以及轨迹识别传感器的硬件应用将在下一课时“寻宝机器人”进行学习。
3、重点难点分析教学重点：循迹机器人的程序设计；轨迹识别传感器的几个变量值的含义。
教学难点：使用多重分支结构让机器人检测轨迹识别传感器的状态，明确左转，右转，直行。
《设计能巡逻和避障的机器人(一)》教学设计
《设计能巡逻和避障的机器人（一）》教学设计作者：陈泽成来源：《中国信息技术教育》2014年第21期● 教材分析本节课所讲述的主要内容是深圳市初中《信息技术》七年级下册第二单元活动2设计能巡逻和避障的机器人的第一个课时。
在本活动中通过两个课时要求学生能够基本掌握顺序、循环及选择程序的结构特点，而本课时是该单元学习的第一课。
考虑到初中生的心理及生理状态，本课时讲授了顺序结构以及循环结构中的多次循环控制模块；而永久循环控制模块会在设计避障机器人中运用到，因此放在第二课时中，与选择结构的程序一并讲解；同时在第二课时中，水到渠成地对三种结构的程序进行总结。
对于学生循序渐进地掌握程序设计的方法，进而建立起较为合理的知识架构是十分有效的。
● 学生分析学生通过上个单元活动1的学习，已经了解了机器人的分类等理论知识，并在第一单元的最后一课接触了诺宝RC软件，认识了仿真界面，对诺宝RC的学习产生了浓厚的兴趣。
本课要求他们能够编写简单的顺序结构以及带有循环结构的程序，在RC软件中尝试画出一些规则图形。
● 教学目标知识与技能目标：能够利用诺宝RC软件编程以实现简单的顺序结构程序，并能够运用“多次循环”控制模块来实现程序的简化。
过程与方法目标：通过任务驱动，以与小组成员协作的方式，在自主及合作探究中逐渐掌握程序编写的方法。
情感态度与价值观目标：通过完成程序的设计，学会与人合作；在探究的过程中，体验成功与失败；在与他人的交流中，感受创新的乐趣。
● 重、难点重点：仿真界面设置的进一步掌握；多次循环控制模块的运用。
难点：运用多次循环控制模块仿真画出有创意的图形。
● 教具准备诺宝RC软件平台、启优互动教学平台。
● 教学过程1.提出任务教师活动：①展示课件，即机器人走一个正方形。
（诺宝仿真平台演示）②提问学生机器人走完这个图形需要哪几个步骤。
学生活动：观看展示，思考并回答问题。
设计意图：观察分析机器人行动的步骤，是设计程序的第一步。
智能循迹机器人教学设计
智能循迹机器人教学设计一、教学目标（一）知识与技能目标1、学生能够理解智能循迹机器人的工作原理，包括传感器的作用和控制电路的基本原理。
2、学生能够掌握智能循迹机器人的组装方法，包括硬件的连接和机械结构的搭建。
3、学生能够学会编写简单的控制程序，实现机器人的循迹功能。
（二）过程与方法目标1、通过实践操作，培养学生的动手能力和问题解决能力。
2、通过小组合作，培养学生的团队协作精神和沟通能力。
（三）情感态度与价值观目标1、激发学生对机器人技术的兴趣和探索欲望。
2、培养学生的创新意识和实践精神。
二、教学重难点（一）教学重点1、智能循迹机器人的工作原理和硬件组成。
2、传感器的安装与调试。
3、控制程序的编写与调试。
（二）教学难点1、控制程序的逻辑设计和优化。
2、机器人在复杂环境下的循迹稳定性和准确性的提高。
三、教学方法（一）讲授法讲解智能循迹机器人的基本原理、硬件组成和控制程序的编写方法。
（二）演示法通过演示智能循迹机器人的运行过程，让学生直观地了解其工作方式。
（三）实践法学生分组进行机器人的组装、编程和调试，亲身体验机器人的制作过程。
（四）讨论法组织学生进行小组讨论，共同解决在制作过程中遇到的问题。
四、教学准备（一）教学环境计算机教室，具备网络连接和多媒体教学设备。
（二）教学资源1、智能循迹机器人套件，包括传感器、控制板、电机、车轮、导线等。
2、编程软件，如 Arduino IDE 等。
3、教学课件，包括 PPT、视频等。
4、实验记录表和评价表。
五、教学过程（一）导入（5 分钟）展示一段智能循迹机器人在特定轨道上运行的视频，引起学生的兴趣，提问学生机器人是如何实现自动循迹的，从而引出本节课的主题——智能循迹机器人。
（二）知识讲解（15 分钟）1、介绍智能循迹机器人的工作原理智能循迹机器人通常通过传感器检测地面的黑线或其他标记，将检测到的信号传输给控制板，控制板根据信号控制电机的转动，从而实现机器人的前进、后退、转弯等动作。
寻迹机器人教学设计方案
一、教学目标1. 知识目标：- 学生能够了解机器人寻迹的基本原理和实现方法。
- 学生能够掌握机器人传感器的工作原理和应用。
- 学生能够学会编写简单的机器人控制程序。
2. 技能目标：- 学生能够组装和调试寻迹机器人。
- 学生能够通过编程实现对机器人的控制，使其按照预设路径行驶。
3. 情感目标：- 培养学生对机器人技术的兴趣和好奇心。
- 增强学生的动手实践能力和创新意识。
- 培养学生的团队协作精神和解决问题的能力。
二、教学内容1. 机器人寻迹原理2. 传感器介绍（如红外传感器、超声波传感器等）3. 机器人组装与调试4. 基本编程语言（如Python、C++等）5. 机器人控制程序编写三、教学过程第一阶段：理论讲解与演示1. 讲解机器人寻迹的基本原理，包括传感器的工作方式、信号处理等。
2. 演示寻迹机器人的工作过程，让学生直观了解其运行机制。
3. 介绍常用传感器的工作原理和特点。
第二阶段：组装与调试1. 发放组装材料和工具，指导学生按照步骤组装寻迹机器人。
2. 学生在教师指导下调试机器人，确保其能够正常工作。
3. 学生尝试调整传感器参数，观察机器人寻迹效果的变化。
第三阶段：编程与控制1. 讲解基本编程语言和机器人控制指令。
2. 学生编写简单的控制程序，使机器人按照预设路径行驶。
3. 教师提供编程示例，引导学生进行编程实践。
第四阶段：实践与拓展1. 学生分组进行寻迹机器人比赛，提高编程和调试能力。
2. 鼓励学生尝试使用不同类型的传感器，拓展机器人功能。
3. 引导学生设计更复杂的寻迹路径，提高机器人的智能水平。
四、教学评价1. 学生对机器人寻迹原理的理解程度。
2. 学生组装和调试机器人的能力。
3. 学生编程和控制的技能水平。
4. 学生在实践中的创新意识和团队协作精神。
五、教学资源1. 教学课件和教材2. 寻迹机器人组装套件3. 编程软件和开发工具4. 网络资源，如教学视频、在线论坛等六、教学总结通过本课程的学习，学生不仅能够掌握机器人寻迹的基本原理和编程技能，还能够培养创新意识和实践能力。
会寻迹的机器人教案精选.
四、交流汇报，师生评议
生小组评议，选出好的作品。全班评议，教师点评。
五、总结反思，课后延伸
师：通过这节课的学习你学到了什么？你还能根据这节课的知识，设计出其他行走的方案的机器人吗？师巡视辅导
学生活动
学生讨论
自主尝试
汇报交流
自主学习
展示交流
交流评价
个性化备课
课 题
第1课 会寻迹的机器人
课 型
操作课
教学目标
知识与技能
1、掌握“黑标传感器”的使用方法。
2、通过设计会寻迹的机器人，培养学生发现问题、提出问题、解决问题的能力。
3、体验自己动手设计机器人的乐趣，培养对人生充满积极的情感态度。
过程与方法
情感态度与价值观
重难点
重点：掌握“黑标传感器”的使用方法。
难点：能设计一个寻迹机器人完成轨迹赛。
自主探究完成
任务一：场地的搭建。
任务二：机器人的搭建
1、选择机器人搭建。
2、用积木、轮胎、马达和传感器搭建机器人。
然后请学生上台操作完成任务一，并讲解。
任务三：制定识路方案，画出流程图
学生先根据课本进行自主探究，教师巡视，发现问题。
教师集中讲解所出现的问题。
三、发挥想象，完成作品
完成识路方案的制定。
教具准备
可正常动作的多媒体教室
教学设计
教师活动
一、激趣导入
我们上学期已经对机器人有所了解，这节课我们将继续探索机器人，让我们的机器人去参加轨迹绕圈赛。
二、任务驱动，自主探究
师：大家快来创造一个自己的小机器人，去参加机器人挑战赛吧！
要求：机器人要沿着椭圆形跑道跑一圈，用时最短者取得胜利，跑的时候不能脱离轨迹运行，否则将视为犯规。
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教学重点难点
教学重点：理解轨迹识别传感器4个返回值分别代表的含义；实现循迹机器人的程序设计。
教学难点：使用多重条件判断让机器人检测轨迹识别传感器的状态，明确运行状态。
教学过程
一、提出任务，引入新课
二、轨迹识别传感器的构成
PP、轨迹识别传感器的应用分析
PPT列表分析
五、编程程序
诺宝软件编写程序
六、仿真实现
《制作循迹机器人》教学设计
教学设计
内容
教学目的
1.知识与技能
初步了解轨迹识别传感器的构成和工作原理，能够编写出“循迹机器人”程序并在仿真界面调试成功。
2.过程与方法
通过教师的重点讲解，使学生能够完成循迹机器人的任务，并掌握多重判断的选择结构的使用，学会综合使用循环结构和选择结构编写程序，体验和感悟探究的一般过程。
3.情感态度价值观
授课教师姓名
微课名称
《制作循迹机器人》
知识点来源
□学科：信息技术□年级：七年级
□教材版本：广东省初级中学课本信息技术B版第一册
□所属章节：第二章第七节
录制工具和方法
使用录屏软件Camtasia Studio 6.0，分别录制powerpoint和录制屏幕，并进行后期编辑和整合
设计思路
通过设计循迹机器人这一学习主题，让学生通过一个新的传感器——轨迹识别传感器的学习，进一步理解传感器在机器人技术中的作用和应用，并巩固算法设计、循环结构、选择结构、多重判断、仿真调试等知识并进行综合运用。