《第11课 听话的Arduino机器人》自主学习单
班级： 姓名：
观看视频，认识Arduino机器人，结合课本完成机器人组成部件名称的填空。
（视频中的arduino机器人与课本中有所区别，本学习单以课本为主）
完成主控板零部件名称的填空。
（视频中的arduino机器人与课本中有所区别，本学习单以课本为主）
三、下图脚本红框应该为（ ） A 当绿旗被点击； B Arduino程序
四、要上传脚本到Arduino机器人，请给以下做法填入顺序
第（ ）步. 在“arduino程序”积木块上点击鼠标右键，单击上传Arduino程序
第（ ）步. 通过专用数据线，将Arduino主控板连接到电脑的USB接口
第（ ）步. 选择“连接”—“COM”,出现“√”表示连接成功。
第（ ）步. 软件提示“上传成功”，即表示脚本被成功上传。
五、看图填空
1.模拟口A1对应左边轨迹传感器，如果没有识别到黑线，则通过（ ）转调整方向； 2.模拟口A2对应右边轨迹传感器，如果没有识别到黑线，则通过（ ）转调整方向； 3.对应的左、右轨迹传感器都没有识别到黑线，则（ ）； 4.当超声波传感器探测到前方障碍物距离小于10厘米时（ ）。 填入合适的内容：前进 停止 左 右 后退
说明：当读取模拟口的量大于500则轨迹传感器识别没有识别到黑线。
自主学习单(共14张PPT)
听话的Arduino机器人
ArduinoScratch软件版本：V3.1.1
Arduino主控板：AS-Board-A
一、认识Arduino机器人
目 录
二、让机器人动起来
三、自动识别黑线和障碍
一、认识Arduino机器人
第一节：认识arduino机器人
一、认识Arduino机器人
第一步：认识主要模块
第二步：组装Arduino机器人
一、认识Arduino机器人
Arduino主控板
供电装置
Arduino主控板说明
因版本问题，与课本P91图中主控板有所区别，但对本节课知识点无影响。
Arduino是一种使用方便、功能强大的开源硬件控制器。
为Arduino主控板以及其他传感器模块提供电源
一、认识Arduino机器人
轨迹传感器
超声波传感器
马达驱动装置
轨迹传感器能区分黑色和白色以及中间过度灰色，接在模拟接口上，返回0~1023之间的值。
超声波传感器能检测与前方障碍物之间的距离。
接收主控板程序指令，控制对应的马达行走。
一、认识Arduino机器人
超声波传感器
右边轨迹传感器接在模拟接口A2
左边轨迹传感器接在模拟接口A1
右电机
左电机
机器人装置接线图
一、认识Arduino机器人
请观看Arduino机器人组装视频
二、让机器人动起来
第二节：让机器人动起来
二、让机器人动起来
如何编写一个前进1秒、后退1秒并且一直运行的机器人脚本呢？
二、让机器人动起来
为了让机器人开机自动运行，需要使用“arduino程序”作为开头
脚本搭建
脚本讲解
实现arduino机器人前行1秒，然后后退1秒
重复执行此程序
二、让机器人动起来
Arduino主控板通过数据线连接电脑的USB接口
首次连接需要先点击“连接”—“驱动安装”。
选择“连接”—“COM”,出现“√”表示连接成功。
硬件连接
软件连接
下载脚本程序
二、让机器人动起来
你真棒！
拔掉数据线，开机，测试效果第11课 听话的Arduino机器人
（一）教材分析
本课是广东省版小学《信息技术》五年级上册第11课。本课使用的是Arduino模式，在算法上与第7课内容类似，但读取探测数值的方式不同。本课要使用到循环和判断语句以及判断的嵌套。新的知识点是轨迹传感器与超声测距传感器的工作原理与应用；传感器与主控板的连接，程序中读取传感器与接口的一致。在课程中，机器人的调试运行会出现各种异常情况，是教师比较难把握的一个环节。这是课堂实施最终达成课堂目标的关键。
（二）学生分析
学生通过两册程序编程的课程学习，基本掌握了循环和条件判断以及条件判断嵌套使用方法。对于轨迹传感器和超声测距传感器也有一定认识。在传感器接线方面和编程中直接读取端口的数值还是首次接触。在机器人调试运行方面经验不足。对于五年级的学生遇到问题是还没有养成钻研的习惯，教师需要引导学生处理好独立钻研和请教他人之间的关系。教师需要培养学生阅读说明书的能力。
（三）教学目标
1，知识与技能
（1）认识Arduino机器人，会搭建机器人，掌握接线方法。
（2）学会控制机器人前进和后退。
（3）掌握机器人读取传感器数据入利用轨迹传感器走黑线的方法。
（4）学习使用超声波测距传感器在障碍物前停止的方法。
2，过程与方法
（1）通过对Arduino机器人的介绍、搭建、设备连接以及传感器使用，培养学生动手能力。
（2）通过探究学习，使学生掌握机器人编程基本的思路，学会调试机器人。
3.情感、态度和价值观
（1）体验机器人编程设计的乐趣，激发学生的学习兴趣。
（2）端正自评和互评的价值观。
（3）培养学生积极思考、勇于探究、注重自身意志力品质的锻炼的态度价值观。
（四）教学策略
1，引导探究式学习，在讲解演示环节方面，教师讲解示范之后让学生及时总结，填写相应表格。各环节表格共同组成学生探究完成程序编写得指引，在教学的过程中生成导学单。
2、适应教学策略，提供不同的学习材料，让学生根据情况选择不同的起点进行探究学习，并给出不同的评价等级。既保证学生有完整的作品制作体验，又鼓励学生勇于挑战困难。
（五）教学准备
1、ArduinoScratch编程软件及驱动程序；
2、Arduino机器人及下载数据线。
（六）教学重难点
了解轨迹传感器和超声波传感器的工作原理，会编写相应脚本，掌握机器人读取传感器数据的方法，掌握调试机器人的方法。
（七）课时安排
2课时
（八）教学过程
第一课时
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
课堂引入 （一）播放循线机器人视频素材和完整的任务视频演示 （二）分解任务 1、认识Arduino机器人 2、让机器人动起来，脚本搭建 3、听话的机器人——自动识别黑线和障碍 （一）学生观看视频 （二）明确学习目标 通过视频素材激发学习兴趣；使学生明确学习目标，以目标导向和检验学习探究
新课教授 探究活动（一）：认识Arduino机器人 1、机器人的各个模块都有什么用途？出具Arduino机器人的模块，讲解机器人的模块功能 2、播放机器人组装的示意视频，讲解机器人的组装步骤。 1、学生带着问题观察了解机器人的模块部件，认识主控板。 2、根据示范操作，完成机器人零部件以及传感器的组装，并根据提示检查连线情况。 认识机器人各模块部件，通过对机器人部件的组装，锻炼学生动手操作能力。
探究活动（二）：让机器人动起来 1、设备在使用前是否要检测各部件，该如何检测？ 出具课件，指导学生完成机器人前进、后退程序的编写。 2、讲解设置软件和下载程序的方法，检测马达安装是否正确。 3、指导和帮助学生排除检测问题，让机器人动起来。 1、学生带着问题，根据课堂提示或参照课文P93，完成机器人前进、后退程序编写。 2、学习软件设置，小组合作探究，将脚本传给Arduino机器人。 3、按照《异常调试手册》调试机器人。 引导学生养成在设计完成任务前检测硬件的习惯。培养学生认真、仔细、严谨的探究态度。
展示评价 明确评价的标准和作用，组织学生进行成果展示和总结。 录制小组展示过程。 小组代表展示学习成果。自评、互评反馈。 让学生理解评价的作用，端正评价态度。
第二课时
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
课堂引入 播放上一课时小组展示过程的视频，导出新任务： 探究活动（三）：听话的机器人——自动识别黑线和障碍 并引导进行任务分解： 1.自动识别黑线前进； 2.自动识别障碍停止； （一）学生观看视频 （二）明确学习目标 帮助学生复习，衔接课堂；使学生明确学习目标，以目标导向和检验学习探究
新课教授 探究活动（三）：听话的机器人——自动识别黑线前进 1、安装轨迹传感器。 2、如何编写一个识别黑线和识别障碍的机器人脚本呢？ 分析轨迹传感器识别黑线功能的三种情况。 1、学生安装轨迹传感器（课本P95） 2、听老师讲解，理解两个传感器的工作原理，搭建自动识别黑线的脚本程序。 3、调试机器人。 让学生学会探究传感器使用的一般思维方式。
探究活动（四）：听话的机器人——自动识别障碍停止 1、安装超声波传感器。 2、讲解超声波传感器的工作原理。 3、探究提示：当超声波测距传感器与障碍物距离小于10时，马达转动；当左（右）轨迹传感器探测到黑线时，左（右）马达转动，检测马达转动是否异常。 1、安装超声波传感器 2、听老师讲解，理解超声波传感器的工作原理，在原有脚本基础上搭建超声波避障脚本。 3、根据探究提示，调试机器人，小组交流成果。 进一步理解两个传感器的工作原理，学会检测维护。 体检机器人算法设计的过程和方法。
探究活动（五）：自主探究，思考并完成循线算法表格。 总结机器人循线算法，指导学生进行调试完成机器人循线任务。 组织学生进行超声波传感器的测障调试。 自主探究，完成课本P96-97页的算法表格填写。 小组合作，完成机器人循线脚本、超声波传感器避障脚本的运行测试。 用表格辅助的方式让学生理解循线算法，体验机器人算法设计的过程和方法。
展示评价 明确评价的标准和作用，组织学生进行成果展示和总结。 小组代表展示学习成果。自评、互评反馈。 让学生理解评价的作用，端正评价态度。
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