苏科版（2015）小学六年级信息技术全册教案
文档属性
| 名称 | 苏科版（2015）小学六年级信息技术全册教案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏科版 | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2022-09-06 08:37:38 | ||
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文档简介
小学六年级信息技术全册教案
第1课 认识机器人
【教材分析】
本课是《小学信息技术（6年级）》第一部分“机器人”中的第1课，也是起始课。本课从结构上承领整个机器人单元的教学内容，从内容安排上具有综合性的特点。本课教学内容以促进学生建立对机器人的初步印象为主，帮助学生在没有接触过机器人的前提下，形成一定的认知。教材突出机器人的历史、来源、分类、发展4个方向，并借助实物图等工具为学生提供感性知识。
【学情分析】
在学生对机器人没有任何概念的情况下，教师要做个有心人，从教材出发，在领会教材精神的基础上发挥主观能动性，从适应生源的角度来组织教学材料。例如找寻一定的视频资料播放给学生看，或者从网上收集相应的素材让学生进行归纳总结，帮助学生梳理知识。条件有限的学校，可以结合配套光盘里提供的素材，由老师集中演示，给予学生更丰富的感性认识。在本课教学中，可以采取教师演示与学生自主尝试相结合的方法进行教学。在设备有限的情况下，可以组织学生分小组讨论，进行相应的学习活动，弥补资源的不足。
【教学目标与要求】
能够初步了解机器人的概念，可以找出生活中的机器人，并能够描绘出生活中机器人的作用。在此过程中，通过了解机器人的历史和分类，掌握机器人的发展方向，培养学生对于新科技的学习兴趣，促发求知欲。
【教学重点与难点】
重点：机器人在生活中的运用实例。
难点：机器人的工作原理。?
【教学方法与手段】
演示教学法、探究学习法。
【课时安排】
安排1课时。
【教学准备】
多媒体网络教室、系统控制软件、教学课件。
【教学过程】
一、展示与引入
师：同学们，你们看过《变形金刚》吗？
（播放《变形金刚》片段）
（学生观看）
师：其中你印象最深刻的是哪位金刚啊？其实这些能变形的金刚就是以生活中的机器人为原型的，别以为它们离我们很遥远，其实就在我们身边哦！今天让我们一起走进机器人的世界。
(板书：第1课 认识机器人)
二、新授一：初识机器人
（首先了解机器人的概念）
师：介绍机器人的特点：
1.大脑：自动控制的程序。
2.身体：一定的结构形态。
3.动作：有能力完成一定的动作。
生：观察机器人的图片，听教师介绍。
师：看教材的相应内容，归纳机器人的历史、特征和起源。
三、新授二：机器人的发展
师：机器人的发展经历了复杂的过程。
（打开图片）
第一代机器人
示教再现型机器人。
（学生观察图片）
第二代机器人
感觉机器人——有一定的知觉能力。
（学生观看相应图片）
第三代机器人
智能机器人——最聪明的机器人
（学生看图，并举例）
师：讨论，你的身边有哪些机器人在工作呢？
生：展开思考和讨论。
四、新授三：机器人分类
师：刚才同学们介绍了那么多的机器人，可是我有点糊涂了，他们都是一家人吗？没有任何的区别吗？
（学生分小组讨论）
（教师播放相应的资料，引导学生探索）
师：按照功能的不同，我们可以给机器人来分类，让我们来汇报一下自己的研究成果。
（学生汇报）
五、巩固与思考
师：今天我们一起来研究了机器人的很多内容，这些看似简单的机器人，凝聚了很多高科技，在后面的学习中，我们将去深入研究。
师：请同学们为机器人做一份知识普及的小报吧！
第2课 机器人传动
【教材分析】
传动是机器人运动的方式。本节课需要学生掌握皮带传动、链传动和齿轮传动三种传动方式的概念和特点。此处的机械结构的问题在教材中初次被提及，教师应列举实例，让学生体验到传动的概念以及相关的知识背景，能够辨别出采用的是哪一种动力传动系统，采用该种传动方式的优点和缺点。
【学情分析】
1.在传动的讲解中，注重不同类型的传动的区别，帮助学生在实例中区分不同传动的优势和应用场合，让学习者在已有知识的基础上进行更多的体验。例如：在讲解到链传动的内容时，教师可以结合学生都熟悉的自行车运动来进行讲授，让学习者可以亲身感受传动的乐趣。
2.本课设计小实验：用橡皮筋带动两个瓶盖进行传动实验。教师在进行本课实验的过程中，可以安排以小组为实验单位，共同完成这个传动过程。实验小组以3～4人为宜，可以进行必要的分工。
【教学目标与要求】
学生学习皮带传动、链传动和齿轮传动的方法，掌握传动在机器人运动中的重要作用。通过皮带传动的学习，加强对机器人机械结构基本原理的理解，提升学习者的学习兴趣，培养学生探索意识。在不同的背景条件下，让学生可以通过实际应用情况判断传动的类型。
【教学重点与难点】
重点：传动的基本原理、传动的概念认知及常见传动方式。
难点：传动在实际中的运用及原理以及不同类别的传动的区别。
【教学方法与手段】
演示教学法、探究学习法、任务驱动教学法。
【课时安排】
安排1课时。
【教学准备】
多媒体网络教室、小木块、瓶盖若干、皮筋若干。
【教学过程】
一、展示与引入、提出问题
播放《缝纫机工作原理》动画。
师：同学们你们知道这是什么机器吗？
生：回答问题。
师：你们知道这个机器是用来干什么的吗？
生猜想缝纫机的作用。
师：其实我们身上的衣服、裤子就是通过缝纫机一针一线缝成的，缝纫机的运动方式就叫作“传动”。你能看出动画中的缝纫机是如何实现传动的吗？
生观察回答。
师：不仅仅是缝纫机上用到传动，在机器人的运动中，采用的也是传动的方式。今天，让我们一起来学习“机器人传动”。
（板书课题）
二、小组协作、合作探究“认识皮带传动”
师：在缝纫机中，脚踏为哪个轮子提供动力，带动哪个轮子呢？
师：皮带传动是通过主动轮和从动轮相互配合，并通过皮带进行动力的传递，让我们一起来认识一下它的基本原理：
生：通过观察课件，领会主动轮和
生通过观察动画，领会主动轮和从动轮的传动方式。
师：在生活中还有很多皮带传动的例子，它们悄悄地在为我们服务。
师展示例子，生补充。
三、皮带小实验
设置一组小实验，感受皮带传动的过程。（动手试一试，利用两个瓶盖和一根牛皮筋，自制一组皮带传动的实验，并和小组同伴分别找到不同过程中的主动轮和从动轮，做好实验记录）
思考下列问题：
1. 为什么有一个盖子在动？
2. 如果希望两个盖子朝着不同方向动，可以实现吗？
3. 在传动的过程中，如果出现了其中一个盖子变小的情况，会发生什么变化？
生完成实验并记录实验结果。
生分享实验成果。
四、认识链传动
师：了解了皮带传动的过程，我们再来认识在皮带传动基础之上发展起来的链传动，展示一辆儿童小自行车，演示链条传动的过程。
（引导学生观察，在链传动的过程中，哪个是主动轮，哪个是从动轮）
（集体讨论）
师：在你身边，还有哪些机械是利用链传动的方式运行的？它们在工作中主要应用在哪些地方？
生小组讨论。
师生共同分享。
五、认识齿轮传动
提出问题，引发学生思考：
如果是在像钟表这种内部比较小的范围内，使用链传动不能达到传动的目的，我们应该如何传动呢？
生思考。
（需要更加节省空间的方法，需要更加精密的传动过程……）
师：我们可以通过齿轮传动来达到这样的目的，让传动过程变得更加可靠。
介绍齿轮传动的概念。
六、小结
师：传动是机器人的运动方式，在机器人的身体里面，有很多传动装置，它们共同运动，让机器人自由地穿梭在运动场上。我们在后面的学习中，将会继续领略它们的风采！
学生总结。
【教学反思】
本课我设计了四个学习任务。通过展示引入——探究——归纳——应用——评价几个环节，根据学生喜欢操作的特点，以实验代替讲授、促学习，让学生在实践中学习、理解知识。本节课联系生活实际，采用皮带实验活动，激发学生学习兴趣，使学生乐于学习。课堂上我运用了演示、实验、讨论等教学方法，激励学生全面参与、主动学习，培养创新能力和实践操作能力，让学生通过实验去动手操作、掌握技能，让学生学会自己动手解决问题，发挥想象力，培养学生的发散思维能力、创新能力。
第3课 机器人平台
【教材分析】
本课是机器人模块中从理论概述到实践操作的过渡性环节，学生在本课中将尝试自主完成平台的操作，进而学习机器人运动的实践过程。因此，本课具有承上启下的作用。在本课的教学中，教师要能把握这一突出的特点，以帮助学生适应平台软件的使用为核心来完成教学任务。
【学情分析】
当教学进行到实践环节，教师往往面临这样的困惑：如何最大程度地演示机器人的运动过程，给以学生更多的实践经验。在此，我们可以这样理解这个过程：在机器人资源较为充裕的情况下，教师可以以分组演示的形式帮助学生学习，即采用教师给小组组长演示，小组组长给各组员演示，这样层次递进的关系来进行；当机器人资源比较匮乏的时候，可以采用教师大屏幕演示，学生分小组观摩的情况进行教学。这两种方式给以学生更多的自由，以供教师选择。
【教学目标与要求】
能够认识机器人平台软件的界面，能够掌握平台的一般使用方法，了解图标的意义。通过观察流程图明白编程的过程，通过简单编程了解平台的使用流程，掌握一般运动的过程。同时培养学生对机器人的学习兴趣，鼓励学生尝试使用软件编程，促进学习迁移能力的提高。
【教学重点与难点】
重点：学生机器人平台的使用方法。
难点：用图标来标的运动过程。
【教学方法与手段】
实验法、主题引领法。
【课时安排】
安排1课时。
【教学准备】
多媒体控制软件、机器人平台。
【教学过程】
一、展示与引入
（复习上节课内容）
（鼓励学生提出自己的疑问）
（全班同学帮助讨论解决问题）
师：通过前面的学习，很多同学已经掌握了机器人的一些基本特性。今天，我们就来亲密接触下机器人，让它按照我们的要求运动吧!
师：请你回答以下一些问题：
1. 什么是“机器人”？
2. 机器人和计算机之间有什么关系呢？
3. 机器人技术有哪些应用？
4. 生活中有机器人吗？请举例说明。
5. 各小组讨论，板书在黑板上。
（板书：第3课 机器人平台）
设计意图：
从巩固学习的角度出发，帮助学生回顾已有知识，从而引出既定的学习。
二、新授一：认识平台
（观看电影《终结者》中编程部分）
师：要能够让机器人明白你的要求，就要给它编写程序，也就要利用我们的机器人平台。
过程：
1. 打开“学生机器人平台”软件，请做以下几步操作：
（1）观察界面。
（2）认识图标。
（3）思考：和以前学过的哪个软件类似呢？
2. 新建程序。
（1）新建图标。
（2）新建以后原来图标的变化。
3. 系统设置。
（教师演示）参考教材中的过程，演示机器人鸣叫2声的全部程序和实验过程。
（学生观看）
设计意图：
在建构知识的基础上，进行较为复杂的程序的编写，这里让学生初步接触机器人的平台使用。
三、练习一：接触平台
请学生根据观察的结果，实践软件操作分小组，上机操作，新建一个文件。
观察：
（1）新建图标。
（2）任务进行中的变化。
（3）学生演示。
（学生观察实物）
（教师引导）
设计意图：
这是一个实践环节，目的是帮助学生们能够初步熟悉平台的界面。
第4课 机器人行走
【教材分析】
本课是机器人具体实践操作阶段的实验课，主要安排的是机器人行走的程序编写和运行，具体包括前进、转弯、后退、停止等运动，目的是让学生初步感受到机器人是可以用程序来控制的，体现学生机器人的智能性，与一般的电子玩具有所区别。本课的重点在于学生机器人具体活动的操作，通过设置“直流电机”控件的不同参数，理解机器人行走的过程。
【学情分析】
本课是学生尝试用程序控制学生机器人进行较为复杂的运动，因此，本课是后面章节学习的基础，具有非常重要的作用。在本课中，建议教师首先让学生回忆机器人知识，再进一步引入到怎样让学生机器人运动，指挥学生机器人完成指定的动作。也可以让学生欣赏机器人比赛的视频，再引入到本课的具体授课内容中。
通过观察让学生了解，直流电机的参数设置是影响学生机器人运动的重要数值。它的参数选择直接决定了机器人是如何运动的。在本课的演示环节中，教师要细致地将全部过程呈现给学生，特别是将程序下载到学生机器人上，并调试程序的过程。如果有可能的话，可以进行小组合作，帮助学生以团队的形式进行自我探索学习。
【教学目标与要求】
了解学生机器人中直流电机的工作原理，能够掌握机器人前进、后退、停止的程序。掌握机器人编写程序、运行机器人、调试程序的一般步骤，并且能够下载程序并运行机器人。在此过程中，培养学生的创新精神，在团队的氛围中愉快地学习。
【教学重点与难点】
重点：学生机器人行走的程序。
难点：“延时”控件与直流电机的配合。
【教学方法与手段】
实验法、任务驱动法。
【课时安排】
安排2课时。
【教学准备】
一、启发与导入
（观看机器人活动视频）
师：在刚才的视频中，机器人做了哪些动作啊？
生：前进、停止。
师：今天，就让我们来学习新的一课“机器人行走”。
(板书：第4课 机器人行走)
设计意图：
从巩固学习的角度出发，帮助学生回顾已有知识，从而引出既定的学习。
二、新授：
前进、停止 （观看视频中前进部分）
师：机器人要往前进，是哪些组件帮助它完成这个动作的呢？
生：两个轮子。
师：这两个轮子就是由两个直流电机控制的。
（出示直流电机，让学生观察）
过程：
1.机器人前进。
请做以下几步操作：
（1）新建一个流程图。
（2）设置：“直流电机1”“直流电机2”均为“0—正转”，速度为10。
（3）思考：参数意味着什么意思？
（4）加入“延时”控件。
2. 停止。
（1）思考：为什么机器人一直不停地往前冲？
（2）设置停止的程序：“直流电机1”“直流电机2”均为“1—停止”。
设计意图：
在建构知识的基础上进行较为复杂的程序的编写，这里让学生初步接触机器人的平台使用。
三、练习：
机器人在行动 根据演示情况，各小组实践机器人前进和停止的实验：
思考：
1. “延时”控件如何使用的？
2. 任务进行中的变化如何？
3. 为什么有时候机器人不是沿着直线前进的？
（学生实验）
（教师引导）
设计意图：
这是一个实践环节，目的是帮助学生们能够初步熟悉平台的界面。
第5课 机器人传感器
【教材分析】
本课承接前面部分的学习，在巩固旧知的基础上深入到具体操作中。在本课的学习中，通过传感器测光值这一具体操作，让学生领会传感器的工作方式和具体作用。学生在本课的学习中，应能够在实践层面理解知识，并建立相应的知识框架，为今后的学习打下坚实的基础。本课是整个机器人单元的核心课，本课的设计也具有综合性，考虑到学生的年龄特点和心理特征，应采用“玩中学、学中玩”的形式。?
【学情分析】
教师在本课的教学中，应注重理论与实践相结合，最大程度地让学生动手实践，可用分小组教学的组织形式，要保证每位学生都能够有机会动手，避免部分能力较强的学生总是占有了学习资料。分层教学的运用在本课也显得尤为重要，需要老师细心、耐心引导。
【教学目标与要求】
能够了解传感器的基本概念，掌握用光线传感器测光值的过程，理解传感器在机器人中的重要意义，由此培养学生处理、加工、应用信息的能力。
【教学重点与难点】
重点：了解传感器的工作原理。
难点：传感器是如何在机器人上发挥作用的。
【教学方法与手段】
实验法、主题活动。
【课时安排】
安排2课时。
【教学准备】
多媒体控制软件、学生机器人。
【教学过程】
第一课时
一、展示与引入
（机器人小组汇报上节课成果）
（小组提出自己的疑问）
（师生共同讨论解决）
师：在很多酒店的大门口，都有可以自动开关的门，当同学们走近它的时候，它就会开启，让你进去了。可是当你走进门以后，它就自动关闭了，你知道这是什么原理吗？
生猜测、探索。
师：这就是神奇的传感器在起作用呢。今天，就让我们学习这种奇妙的工具。
(板书：传感器)
二、新授一（认识传感器）
（观看电影《终结者》中编程部分）
师：传感器是机器人的重要组成部分，它是机器人的器官，和人类的器官的功能相似，机器人通过传感器，感受外界的信息，并作出相应的反应。
展示常见的传感器图片。
分类：
1. 光感——灰度、红外
2. 触碰——障碍物
3. 温度——感温
4. 声音——麦克
（演示实物）
三、新授二（传感器的工作方式）
师：人的感觉器官分很多类别，有的管理我们的触觉，有的管理我们的嗅觉，有的管理我们的听觉，有的管理我们的视觉。机器人的传感器也有很多种工作方式，我们来看看其中最重要的几种：
1.灰度传感器
2.红外线传感器
3.触碰传感器
（学生观察实物）
（教师引导学生观察外形的不同）
生以机器人小组为单位，分部参观实物，并探索其中的工作原理。
第二课时
一、新授三（测光值）
我们以测光值为例，来实践下传感器的具体工作过程吧！
1. “系统设置”——“传感受器设置”命令，设置通道0为“灰度传感器”。
2. 添加一个“条件循环”控件。
（1）添加一个“灰度传感器”控件：设置属性为“灰度传感器（1通道）”。
（2）添加“液晶显示”控件，选择“属性”，“第一行设置”的“显示变量”设置为“灰度传感器（0通道）”
（3）保存程序。
3. 下载程序。
（1）“编译”。
（2）下载线将计算机与学生机器人主板接口连接。
（3）将程序下载到学生机器人的主板芯片。
4. 启动机器人。
运行学生机器人。
（教师演示一遍）
（分各个学习小组，由小组组长演示第二遍）
（自我练习实践）
二、巩固与思考
师生讨论：
1. 通过传感器测光值的活动，你有什么收获？你还希望让机器人做哪些动作？
2. 你能画出机器人要能够运动的一般流程图，并给它一定的说明吗？
3. 如果请你设计，你会给机器人哪些传感器呢？它们各有哪些作用呢？
第6课 机器人循光
【教材分析】
在“学生机器人”中，红外传感器是重要的传感器之一，学习对它的参数进行设置也为“机器人沿线”等活动打下了基础。因此，本课属于承上启下的基础课程。在知识结构上介于简单程序和较为复杂的程序（如条件循环语句等）之间，需要教师细化教学内容，并帮助部分学生理解这个程序的流程。
【学情分析】
学生在前几课的学习中，已经学会如何让机器人执行基本的命令了。在这节课的学习中，可以通过实际遇到的各种情况理解分支结构的意义，让学生有更多的感性体验。
【教学目标与要求】
了解红外传感器的工作原理，通过体验单分支结构语句的含义，能够在“机器人平台”中编写机器人循光运动的程序。依据过程图进行程序设计，通过设计任务让学生在探索中得到思维的培养，发挥学生的自主学习能力，在小组合作中让学生自主探究、动手实践，并以学生已有知识为前提进行点拨与启发。培养规范的机器人运动编程步骤，激发学生的多选择性创新思维能力。
【教学重点与难点】
重点：单分支语句的理解与程序设置。
难点：多种情况下机器人的不同应对程序。
【教学方法与手段】
任务驱动、自主探究、分组协作、启发式教学。
【课时安排】
安排1课时。
【教学准备】
主题器材、学习单、教学课件。
【教学过程】
一、生活导入，提出问题
播放视频：《机器人清洁工》
猜一猜，为什么机器人能自动识别地面，并将地面清扫干净呢？
2. 学生畅所欲言。
3. 今天，老师就给大家介绍引导机器人前行的一种策略——循光。
板书：《机器人循光》
二、过程一：原理认知
1.机器人演示：
机器人遇到强光时发出鸣叫。
2．探索：机器人在什么情况下会叫？它怎么知道前方有情况呢？
交流讨论结果。
红外传感器
判断条件：是否有障碍。
执行动作：有障碍时，鸣叫。
3. 认识红外传感器的工作原理。
（红外传感器就像蝙蝠一样，从它的红外发光管中发出红外线，并用接收管来检测是否有反射光，判断是否有障碍物）
4.绘制程序流程图。
（同步填写学习单）
三、过程二：语言理解
1.认识单分支结构。
单分支是代表一种情况下，机器人如何活动……
2.教师示范如何按照流程图来编写机器人遇障碍后的程序。
3.发言学生尝试实践操作。
4.教师指导并组织交流。
如果选择“是”，机器人会如何运动？如果选择“否”，会有什么情况呢？
四、任务一：机器人循光
任务1：机器人IO6遇到强光时红灯亮，没光时灯灭。
1．小组讨论分析流程，填写学习单。
2．教师巡视辅导学生。
3. 组织学生交流学习成果。
在“执行模块”中，能够实现判断功能。右击图标，在“属性”选项中选择。IO6就是指机器人前方的红外传感器。
情况一：完成任务的小组演示。
没完成任务的小组修改方案。
情况二：对于编程有错误的小组，其他小组帮助共同分析寻找解决方法。
已完成任务的小组帮助解决问题。
情况三：不同的编程方法。
学有余力的小组深入探索。
五、任务二：机器人追光
任务2：机器人遇光停（IO6）
1.带领学生分析流程程。
2.小组讨论后汇报思路。
3.各小组实践尝试。
4.教师指导并收集有效资源。
5.组织学生讨论成果。
六、分层：四面八方
多维度的机器人循光技巧。
带领学生讨论如何实现？
有几种实现的方法？
七、总结与信息文化
1.反思：本节课解决了什么问题？你是如何解决的？
2. 文化：
从机器人的发展史中感受信息文化的气息，激发学生对学习的热情。
第7课 机器人沿线行走
【教材分析】
本课是机器人单元中难度较大的一课，综合性很强。本课涉及传感器的使用、电机的使用、变量的使用、条件循环程序设计和分支结构程序设计，是一节机器人知识综合运用课。由于本课容量较大，要讲透所有的知识点需要两课时。传感器和电机的使用、条件循环和分支结构程序设计作为第一课时，程序的完善和调试作为第二课时。具体而言，第一课时讲机器人沿线行走的前三种情况（直走、左偏、右偏）及变量的使用，第二课时讲机器人行走的后两种情况（完全左偏、完全右偏）。从整体上看，本课主要让学生理解机器人沿线行走的原理是通过灰度传感器来不断地判断自己行走时的状态，并通过修改电机参数来进行实时调整。
【学情分析】
本课的教学对象是小学六年级学生，我仔细分析学情后发现，本课的教学难度较大，所以在教学过程中应注重对学生进行科学的学习方法的培养和训练。结合本节课我设计了三个任务，明确要求，在较难的环节有自学提示卡帮助，注重培养学生的自主学习能力。在完成任务过程中，提倡邻近的同学互相帮助，培养孩子们的合作精神。
【教学目标与要求】
了解沿线追踪比赛规则、灰度传感器的工作原理，学会检测“学生机器人”向左偏、向右偏、完全左偏、完全右偏的情况，学会编写机器人沿轨迹线行走程序。以自主探究学习、合作学习的方式，掌握编写机器人沿轨迹线行走的程序，逐步培养学生的创造性思维能力，让学生在解决问题的过程中，体会成功的快乐。
【教学重点与难点】
重点：学会在系统设置中添加和设置灰度传感器，学会检测“学生机器人”向左偏、向右偏、完全左偏、完全右偏，学会编写机器人沿轨迹线行走程序。
难点：学会检测“学生机器人”向左偏、向右偏、完全左偏、完全右偏，理解max变量的含义，学会编写机器人沿轨迹线行走程序。
【教学方法与手段】
实验法、任务驱动法。
【课时安排】
安排2课时。
【教学准备】
学习者能够基本熟悉机器人的原理。
【教学过程】
第一课时
一、视频导入
播放“机器人沿线走比赛”视频。
师：机器人沿线走比赛就是沿着地图上的轨道竞速行走，让我们也来进行一场机器人沿线走比赛吧！
引出本课课题——《机器人沿线行走》
设计意图：
积累感性经验，让学生直观感受机器人沿线走的过程。
二、新授：机器人沿线走的原理
师：行走是机器人的基础动作之一，那它是如何识别地图上的轨迹线的呢？
生：交流讨论。
师：轨迹线和场地颜色的灰度值有较大的差异。机器人就是通过灰度传感器来判断行走时的位置，然后及时调整行走方式，保证始终沿着轨道行走。
师：我们在之前就已经学习过灰度值的概念，让我们一起来回顾一下。请同学们分组上来测试一下场地和轨迹线的灰度值分别是多少。
生：分组测试灰度值并记录。
师：通过刚才的机器人测灰度值，请结合“机器人沿线走比赛”视频，想想看在机器人沿线行走的运动过程中，机器人与黑线之间一共有哪几种情况？
生：交流讨论。
五种情况：机器人完全在线上，机器人向左偏，机器人向右偏，机器人完全左偏，机器人完全右偏。
师：我们需要依据机器人在运动过程中与黑线的位置关系，来编写相应程序。
设计意图：
回顾旧知识，消除学生对新知识的陌生感，为接下来的教学作铺垫。
三、编写程序
师：下面我们就开始编写机器人沿线行走的程序。
1.新建一个程序。
2.自定义两个变量black、max。black表示场地和轨迹线感光值的中间值，max表示机器人在运行中的状态。
师：black的值就是我们刚刚测试的场地和轨迹线的灰度值的中间数，同学们算算是多少。
生：计算black的值。
师：关于变量max，我们可以事先规定好，max=0表示机器人向左侧偏，max=1表示机器人向右侧偏，max=2表示机器人在轨迹线上。我们可设定max的初始值为“2”。
生：定义变量black、max，完成程序初始化操作。
师：下面我们需要设置灰度传感器。
1.单击“系统设置”菜单中的“传感器设置”命令，设置“通道1”和“通道2”都是“灰度传感器”。
2.在工作区添加两个“灰度传感器”控件，分别设置属性为“灰度传感器（1通道）”和“灰度传感器（2通道）”。
生：完成灰度传感器的设置操作。
设计意图：
万事开头难，详尽细致的演示过程帮助学生克服难点知识，引导学生一步步进行操作，以便开始程序部分的学习。
四、情况一：机器人在黑线上
师：下面我们先来编写机器人完全在线上时对应的程序。
1.添加一个“单分支”控件，设置其属性为“条件一：灰度传感器（1通道）的值≤black”与“条件二：灰度传感器（2通道）的值≤black”。
2. 在该“单分支”控件中添加一个“直流电机”控件，设置“直流电机1：正传 速度15”“直流电机2：正传 速度15”。
生：完成机器人在线上时的程序编写。
设计意图：
从最简单的情况入手，开始编写程序，树立学生对本课编程部分的信心。
五、情况二：机器人左偏
师：地图上的轨迹不总是直线，在遇到转弯或曲线时，机器人就会由于惯性而偏离黑线，这时我们就要对机器人的运动方向进行校正。我们先来思考一下，当机器人向左偏的时候，传感器会读到怎样的灰度值呢？
生：交流讨论。
师：当机器人向左偏时，左边的传感器就在地图的白色区域，而右边的传感器还是在黑色的轨迹线上。我们可以根据这个来编写机器人左偏时对应的程序。
1.添加一个“单分支”控件，设置其属性为“条件一：灰度传感器（1通道）的值﹥black”与“条件二：灰度传感器（2通道）的值≤black”。
2. 在该“单分支”控件中添加一个“直流电机”控件，设置“直流电机1：正传 速度15”“直流电机2：停止”。
生：完成机器人左偏时的程序编写。
设计意图：
过渡到较为复杂的情况，引导学生在实际环境中更好地理解该段程序的意义。
六、情况三：机器人右偏
师：机器人右偏的情况与左偏正好相反，我们该如何编写该段程序呢？
1.添加一个“单分支”控件，设置其属性为“条件一：灰度传感器（1通道）的值≤black”与“条件二：灰度传感器（2通道）的值﹥black”。
2.在该“单分支”控件中添加一个“直流电机”控件，设置“直流电机1：停止”“直流电机2：正传 速度15”。
生：完成机器人右偏时的程序编写。
设计意图：
该部分编程给了学生更多自主操作的机会，既检测学生之前的学习效果，又锻炼学生举一反三的能力。
第二课时
七、情况四：机器人完全左偏
师：在我们之前所考虑的左偏和右偏的情况下，机器人都是还有一半边在轨迹线上的。但当机器人完全脱离轨迹线时，情况就不同了，传感器又会读到怎样的灰度值呢？
生：交流讨论。
师：当机器人完全左偏时，左右边的传感器就都在地图的白色区域上了，这时max的值为0。我们可以根据这个来编写机器人完全左偏时对应的程序。
1.添加一个“单分支”控件，设置其属性为“条件一：灰度传感器（1通道）的值﹥black”，“条件二：灰度传感器（2通道）的值﹥black”以及“条件三：max=0”。
2.在该“单分支”控件中添加一个“直流电机”控件，设置“直流电机1：正传 速度15”“直流电机2：反转 速度2”。
生：完成机器人完全左偏时的程序编写。
设计意图：
引发迁移，在已有知识的基础上，让学生对机器人沿线走的另两种情况有更加深刻的理解，并得出解决问题的策略。
八、情况五：机器人完全右偏
师：机器人完全右偏时，左右两边的传感器也都在地图的白色区域上了，我们只能根据max的值来区分完全右偏和完全左偏。完全左偏时max的值为0，而完全右偏时max的值为1。请同学据此来编写机器人完全右偏时对应的程序。
1.添加一个“单分支”控件，设置其属性为“条件一：灰度传感器（1通道）的值﹥black”，“条件二：灰度传感器（2通道）的值﹥black”以及“条件三：max=1”。
2.在该“单分支”控件中添加一个“直流电机”控件，设置“直流电机1：反转 速度2”“直流电机2：正传 速度15”。
生：完成机器人完全右偏时的程序编写。
设计意图：
举一反三，完成机器人沿线走的完整程序的编写。
九、比赛体验
师：请同学们将编写好的完整程序保存并编译，然后来进行机器人沿线走比赛吧！
生：保存并编译程序，参与机器人沿线走比赛。
设计意图：
通过参与比赛，享受学习的成果，分享成功的喜悦。
第8课 认识开源机器人
【教材分析】
本课是开源机器人模块的第1课，既是开源机器人的起始课，又是机器人模块的进阶课。本课主要内容是了解开源机器人的概念，掌握开源机器人的工作方式，能够使用xDing编写简单程序，并下载至机器人运行。
【学情分析】
六年级的学生对机器人有自己的认知，教师备课时应认识到这一点。教师可收集整理生活中的机器人例子，既与学生已有的知识经验产生连接，又能帮助学生打破思维定势，从而更准确地理解机器人的本质特点。最好能有实物“开源机器人”展示给学生，让学生对开源机器人有直观的认识。在教学环节上，考虑到学生的年龄特点，已具备一定的动手能力，建议通过“看→拆→想→装”等环节的设置，引导学生了解开源机器人的一般结构，同时在操作之前教师应给出注意事项，养成良好规范的操作习惯。在学生初步了解硬件结构后，着重介绍部分常用传感器，并请学生想一想这些传感器可以帮助我们做些什么？通过与机器人软件的链接，实际搭建某一功能的小程序，让学生体验开源机器人运行的完整流程。
【教学目标与要求】
能够初步了解开源机器人的概念，了解开源机器人的硬件结构及工作方式，能够使用xDing编写简单程序，并下载至机器人运行。活动过程中，能够根据需求，选择合适的传感器，编写程序，完成简单任务。面对开放性任务，自己能够独立思考，并且乐于动手，具有积极探求的工匠精神。
【教学重点与难点】
重点：能够使用xDing编写简单程序，并下载至机器人运行。
难点：开源机器人的工作方式。
【教学方法与手段】
任务驱动法、探究学习法。
【课时安排】
安排1课时。
【教学准备】
极域网络教室、教学课件、OSTD开源机器人。
【教学过程】
一、激趣导入
师：同学们你们见过机器人吗？
生回答，描述脑海中的机器人的模样。
师：其实，除了大家说的这些具有“人形”模样的机器人外，在我们生活中就有很多为我们服务的机器人：扫地机器人、无人机、摘草莓机器人、机械手等都是机器人。你能说说这些机器人有什么共同特点吗？
生思考并回答。
师：机器人就是一种可以靠自身动力和控制能力来实现某种功能的机器。
（出示开源机器人）今天老师还给大家带来了一款机器人，这款机器人虽然和我们想象中的有些不同，它最大的特点是可以根据我们的需求，进行二次开发或组装，来达到我们需要的功能。
（揭示课题：认识开源机器人）
设计意图：
1.从想象到具体，破除思维定势，归纳出机器人的一般特点。
2. 通过实物展示，消除对开源机器人的陌生感，说明特点，激发学习兴趣，揭示课题。
二、了解硬件结构
师：仔细观察每组的“开源机器人”，说说看它有几层结构？
生观察回答。
师：那我们试着来拆一拆，看一看。
（师提醒：仔细观察板与板之间的接口，小心拆卸）
生：拆卸“开源机器人”。
师：阅读教材，说说每一层板的名称与大致功能。
生：阅读，回答。
师：从大家的回答中，你发现每层板上都有的部件是什么？
生：传感器。
师：对了，传感器是机器人获取外界信息的“器官”，把获取到的信息转换成机器人能理解的电信号，再做传递、处理、存储、显示等。
小游戏：任务对对碰。选择合适任务的传感器。
触碰传感器 走迷宫机器人
人体红外传感器 灭火机器人
光线传感器 防盗报警器
火焰传感器 智能电风扇
上菜机器人
自动开关路灯
设计意图：
1.通过“看→拆→想→装”四个环节设置，了解“开源机器人”的一般结构。
2. 提醒机器人操作中的细节，养成正确的操作规范。
3. 讲解传感器的作用，了解常用的传感器种类。
4. 开放性任务，一题多解，培养发散性思维。
三、熟悉软件界面
师：机器人为什么会这么聪明？
生：装有程序。
师：下面就请大家打开桌面上“xDing”，观察一下它的界面和我们以前学过的Scratch 2.0有什么异同？
生观察后回答。
师：这么多相同的地方，说明它们之间一定关系密切，我们很容易就能掌握它的编写方式。不同的地方就是它的特别之处——机器人模块。通过这个模块，我们能够和实体机器人进行通信。
师演示如何连接开源机器人。
生连接开源机器人。
设计意图：
1. 通过对比，正向迁移，快速熟悉编写方式。
2. 发现不同，突出新软件的特点。
3. 了解开源机器人与软件的通讯连接方式。
三、编写小程序
师：连接好后，大家是不是都跃跃欲试了。
生：小组讨论，利用本小组有的传感器，完成一个小功能。
各小组汇报讨论方案，师选择合适的板书。
一小组演示程序搭建，师辅导。
设计意图：
1. 发散思维，技术为思想服务。
2. 正确示范，先扶后放。
五、拓展与总结
选择自己感兴趣的功能，尝试探究。
师：请你说说自己探究的功能？有什么成果？可以如何用在何处？
设计意图：
从生活中来，到生活中去，用技术改变生活。
第9课 机器人机械手
【教材分析】
本课将舵机原理加入到教学内容中，拓展了学生机器人的应用范围，帮助学生了解学生机器人的“拓展积木”和“辅助设备”。流程图的设计对学生学习机器人起到重要作用，学生能根据流程图选用合适的拓展模块来搭建需要的机器人结构，并进行必要的调试和整合。
【学情分析】
舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。本课首次把舵机运用到机器人机械手的搭建中，学生不了解舵机的作用，在教学时教师要把舵机的特点和作用讲解清楚，学生要能知道如何控制舵机。
【教学目标与要求】
了解机器人机械手活动以及舵机和红外传感器的工作原理，学会检测学生机器人机械手抓取、搬运、推动等活动，能够编写学生机器人机械手检测物体、处理物体的程序。体验学生机器人机械手程序实验过程，感受机器人模块的互动特点。
【教学重点与难点】
重点：
1. 机器人机械手程序的搭建。
2. 舵机的组合方式。
难点：
1. 学会设置舵机参数。
2. 设置学生机器人机械手抓取、搬运、推动的程序。
【教学方法与手段】
实验法、自主探究法、任务驱动法。
【课时安排】
安排2课时。
【教学准备】
舵机、部分拓展积木。
【教学过程】
第一课时
一、导入
出示车间里搬运车抓取物品、运送物品的视频。（观看视频）
师：同学们，刚才你观察到搬运车是怎样抓取物品、运送物品的了吗？
生：搬运车运动到物品前，张开手臂，将物品夹住，然后转向，将物品运送到指定地点，遇到远一点的，还将手臂伸长，再抓住物品，进行运送。
师：观察得真仔细，今天我们也可以搭建这样一个有手臂的小车来运送物品，它就是机器人机械手。（出示课题）
设计意图：
机器人机械手是机器人教学单元中运用拓展模块（舵机）进行搭建的内容之一，从观看视频出发，从而引出机械手的概念，也帮助学生了解机械手的作用。
二、认识舵机
师：在刚才同学们观看的视频中，机器人实行的动作是搬运车，搬运车在日常生活中很常见，你们见过吗？
生：汽车生产车间装配汽车零件、啤酒厂装配酒瓶盖等。（生举例说明）
师：学生机器人可以增加舵机和模块积件来完成搬运车的基本动作。这项实验是利用车前端的红外传感器和舵机来完成的。
介绍舵机：舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。舵机可以控制角度变化的速度，位置精度非常准确，可完成机器人的某些动作。
舵机有两种类型：一种是往复柱塞式舵机，其原理是通过高低压油的转换而做功产生直线运动，并通过舵柄转换成旋转运动。另一种是转叶式舵机，其原理是高低压油直接作用于转子，体积小而高效，但成本较高。
设计意图：
相对直流电机而言，舵机具有一些特性。从实际生活经验入手，让学生掌握舵机的使用方式。
三、设置舵机
师：讲解舵机的定义（操作演示）。
选中“执行控件”，选择舵机，可以对舵机进行设置。
设计意图：
理解舵机的控件模块，领略设置方式。
四、认识机械手
师：机器人搬运货物的运动主要通过机械手来完成，机械手的主要是使用两个舵机控制机械手臂，从而完成搬运、推动等动作。
学生根据要求，动手搭建机械手拓展结构模块。
（教师巡视辅导）
设计意图：
搭建机械手拓展结构模块是本课教学的重点，需要教师和学生共同认真、仔细地完成。
五、本课小结
这节课我们主要了解机器人机械手的工作原理及所需模块，也尝试动手搭建了机械手拓展结构模块，同时学习了简单设置舵机，下节课我们将对搭建好的机械手进行程序编写。
第二课时
一、编写机器人机械手流程图
师：搭建一个简单搬运夹，再利用机器人前端的红外传感器来检测前方是否有物体，如果有物体就将其搬走，如果没有物体则继续前进。
（学生自行搭建）
师：机械手由3个舵机、若干个结构模块、2～3个舵机链接等组成。
设计意图：
通过设计流程图，让学生理解机器人机械手运动的基本原理，为后面的学习打下基础。
二、机器人机械手程序编写
1. 新建一个程序。
2. 设置第一个舵机。
加入一个重复执行语句，在机器人模块中选择“设置舵机接口1 红色5V 橘色信号 棕色GND 输出角度为90°”模块，加入重复语句中，设置输出角度为45°，等待1秒后，设置输出角度为0°，再等待1秒。
3. 设置第二个舵机。
继续设置第二个舵机的输出角度，设置舵机接口4的输出角度为135°，等待1秒后，将第二个舵机的输出角度设置为45°，再等待1.5秒。
4. 设置第三个舵机。
继续设置第三个舵机的输出角度，设置舵机接口5的输出角度为30°，此时，机械手夹具打开，等待1.5秒后，设置舵机的输出角度为105°，此时，机械手夹具闭合，再等待1.5秒。
5. 设置机械手抓取的动作程序。
继续加入“设置舵机接口1 红色5V 橘色信号 棕色GND 输出角度为90°”模块，分别设置舵机接口为4的输出角度为45°、等待1.5秒后，再设置第二舵机的输出角度为135°。等待1.5秒后，舵机接口1的输出角度为45°，等待1秒后，设置它的输出角度为90°，再等待1秒。此时，机械手完成先回收再旋转90°的动作。
6. 设置机械手搬运动作的程序。
设置舵机接口4 红色5V 橘色信号 棕色GND 输出角度为45°，等待1.5秒后，再设置舵机接口5的输出角度为30°。等待1.5秒后，舵机接口5的输出角度为105°，等待1.5秒。
舵机接口4的输出角度为90°，等待1.5秒后，设置舵机接口4的输出角度为135°，再等待1.5秒。此时，机械手完成先向前伸，再将夹具打开，再闭合夹具，回收机械手的动作。
7. 上传程序。
保存完整程序，上传Arduino程序至Arduino主板上，下载到机器人机身上，进行活动实验。
设计意图：
教师将程序的详细过程编写出来，并且及时上传Arduino程序至Arduino主板上，下载到机器人机身上进行实践活动，让学生感受程序由文字变为机械手的实际运动。
三、学生机器人机械手实验
生：根据教师的指导，修改机械手的结构，编写机械手的程序，尝试实验。
（学生动手操作，教师巡视辅导）
设计意图：
给予学生充分的练习时间和实验机会，让学生感受机械手的乐趣。
四、总结与展示
学生按组轮流展示实验情况，并进行小组间评价，再进行修改展示。
教师及时总结，鼓励创新。
设计意图：
总结实验情况，查漏补缺，为参加机器人比赛奠定基础。
【教学反思】
本课通过教学让学生了解到机械手搭建中，舵机的运用与直流电机的区别，以及舵机的特殊的功能。学生在设置舵机参数和设计学生机器人机械手抓取、搬运、推动的程序时感到难度较大，但是由于事先提供了流程图，也让学生在程序编写时有条不紊，体现了流程图的重要性。
第10课 扫地机器人
【教材分析】
基于传感器的机器人的学习和应用是随着信息技术应运而生的教学内容。本课从生活出发，将扫地机器人作为教学内容，综合应用传感器和舵机的相关知识，设计能实现避障和清扫操作的扫地机器人。教学内容主要分为任务分析、模块搭建和程序编写与运行。教师在教学时可以先让学生观察扫地机器人，引导学生分析设计扫地机器人的任务，再展开教学。扫地机器人的学习是在超声波传感器实践应用的基础上展开的，主要要求学生学习拼搭舵机，再结合已学的避障程序进行舵机程序的添加，因此建议通过迁移应用实践于课堂。
【学情分析】
根据皮亚杰的认知发展规律可知，六年级的学生已经具备了一定的逻辑思维能力，能通过任务的铺垫分析扫地机器人的工作任务。学生在本课之前的学习中，已经接触了实体机器人的应用，编写扫地机器人的脚本尚在学生的实践能力范围内。但本课加入了舵机的拼搭和使用，这对学生的操作能力又提高了一个要求，可以结合学生的实践探究和教师的搭建分享展开学习。
【教学目标与要求】
理解“如果 那么 否则”语句的含义，学会拼搭扫地机器人，理解超声波测距传感器的应用原理，完成避障程序搭建。通过分析扫地机器人的任务，体验思维和分析的过程，初步掌握问题分析的基本方法。通过扫地机器人功能的实现，感受机器人的可实践性，感受信息技术发展的变化，形成乐学的学习态度，产生了解技术发展的愿望。
【教学重点与难点】
重点：理解“如果 那么 否则”语句。
难点：理解避障程序和清扫程序的顺序关系。
【教学方法与手段】
本课采用任务驱动法，让学生在有引导的教学环境中围绕任务进行分解，在小组讨论的过程中进行知识迁移，运用已有知识不断优化分解的各个任务，最终整合实现扫地机器人的任务效果。
【课时安排】
安排1课时。
【教学准备】
教学课件、教师用演示文稿和学生用演示文稿。
【教学过程】
一、情景导入
师：同学们，今天老师到家看到了这样的场景！（出示图片）怎么办？工作一天已经很累了，我想偷个懒，能有个机器人帮帮我吗？
生提出让机器人来清洁。
师：对呀！有扫地机器人，商场里看到过很多呢！其实我们也能自己来设计扫地机器人，今天跟着老师一起来学习扫地机器人！（板书：扫地机器人）
设计意图：
通过提出生活实践中的问题，让学生初步形成解决问题的意识，并揭示主题“扫地机器人”的搭建。
二、实践探究
1. 项目分析。
师：扫地机器人要有些什么功能？
（学生回答，提出需要有避障和清扫的功能）
师：那你能说说有这样功能的机器人是怎么运作的吗？
生：测距—距离大—前进—清扫，距离小—后退—转弯。
（教师结合分析列出流程图）
师：按这样的过程我们就可以实现扫地机器人了！
2.搭建扫地机器人模块。
师：我们接着就要拼搭扫地机器人！我们用小车控制前进，再把测距的超声波传感器安装上，那用什么清扫呢？（演示部分拼搭，提出清扫工具的选择）
师：我们就把清扫工具用舵机连接起来，这样当舵机左右转动的时候，就可以实现清扫的功能了。
（教师演示机器的搭建，学生模仿操作，完成扫地机器人的搭建）
设计意图：
1.通过项目分析将扫地机器人的任务具体化、直观化，让操作任务更简单。
2. 通过教师的演示，规范模块拼搭的方法，减少因搭建造成的任务困难。
三、操作实练
1. 编写机器人避障程序。
师：扫地机器人前进的过程中还有哪两部分运动？
生：机器人在前进的过程中的避障和清扫。
师：那我们就把两个分开看。我们先看避障。避障怎么做？提示，联系超声波传感器的测速功能，谁能对照流程图说说避障的过程？
（老师提前测值并填在流程图）
生：机器人测距，当它值小于20 cm的时候，机器人左转转速200，当值大于等于20 cm的时候，机器人前进，转速为100。
师：很好，那在这里，老师可不可以换个说法，如果小于20 cm，那么机器人转动，否则机器人前进？
生：可以。
师：老师用到了一个新的语句“如果 那么 否则”，你能在软件中找到吗？请你试试将避障程序搭建成功。
（学生指出控件，并搭建初步脚本）
2.编写机器人扫地动作。
师：机器人还有一个运动是什么？
生：扫地。
师：扫地的时候，小扫把是左右转动着扫的，这里我们就用舵机（演示一半程序），设置“舵机接口1红色5v 橘色信号 棕色GND 输出角度为0”，清扫时要这样扫，那么输出角度还要变化为多少？
生：180度。
师：中间我们添加一个停顿，才能实现清扫。
3.组合并优化扫地机器人程序。
师：现在你能根据流程图将机器人的两个主程序结合了吗？
生：能！
（学生演示程序混合，教师解决问题）
（1）添加停顿时间。
（2）两个主程序无需再嵌套。
（3）“重复执行”控件必须添加。
4. 下载并调试执行。
师：程序觉得没问题，请你下载到小车试一试吧！
（学生操作调试运行，反馈问题）
设计意图：
1.任务化整为零，分段分析降低任务难度。
2. 引导学生对照流程图思考程序，掌握基本的逻辑思维方法。
3.通过语言表达的转变，提出教学重点“如果 那么 否则”语句。
4. 通过演示法，明确“舵机”控件的使用方法，在演示中触发学生的思维，突出舵机的运动方式。
5. 化零为整的程序体验让学生轻松完成任务，体验不断调试和优化带来的改善。
四、小结拓展
今天这节课，我们成功地实现了扫地机器人的搭建和程序的编写，学会了一个新的控件叫作……
（生答：“如果 那么 否则”）
学会看流程图，根据流程图写程序，看来同学们的逻辑思维棒棒的！更可贵的是，同学们今天把复杂的任务分成了两个小任务再合成，我们在生活中也可以用这样化整为零，再化零为整的方法处理问题。
设计意图：
1.复习巩固，加深学对本课知识点的掌握。
2.学习机器人的搭建和程序的编写，更将逻辑思维和操作方法作为教学的重点。
第11课 机器人灭火
【教材分析】
本课是机器人单元中综合性较强的一课，主要的学习内容是火焰传感器。通过硬件与软件的结合，利用强风灭火的原理来实现机器人灭火，是本课的主要教学过程，这对于培养学生的想象力、创造力和动手能力都有很好地促进作用。
【学情分析】
本课的教学对象是小学六年级学生。对他们来说，本课的程序编写难度不大，但考虑到机器人灭火实验的成功率不高，因此要重点讲解火焰传感器的工作原理和强风灭火的原理，这样有助于学生在搭建灭火机器人时，能更加仔细地思考选择火焰传感器和风扇的搭载位置，提高实验成功率。另外，本课实验需要用到火，所以还是存在一定的安全隐患，为了确保实验能够安全有序地进行，在教学过程中要跟学生强调试验规则，提高学生安全意识。
【教学目标与要求】
认识火焰传感器，了解火焰传感器侦测火源的原理和应用方式及强风灭火的原理。以自主探究学习、合作学习的方式掌握编写机器人检测火源并灭火的程序。学会搭建灭火机器人小车和编写机器人检测火源并灭火的程序。帮助学生了解机器人功能的多样性，进而提升机器人创作编程的兴趣。
【教学重点与难点】
重点：了解火焰传感器侦测火源的原理和应用方式，了解机器人灭火的工作流程，学会搭建灭火机器人小车。
难点：学会编写机器人检测火源并灭火的程序。
【教学方法与手段】
自主探究法，合作学习发，任务驱动法。
【课时安排】
安排1课时。
【教学准备】
学习者能够熟悉机器人的基本部件搭建和行走的程序编写。
【教学过程】
一、情境导入
播放“家用灭火机器人”视频，引出本课课题——《机器人灭火》，同时给出问题“视频中的灭火机器人是如何工作的”，引导学生探索灭火机器人的基本功能。
功能一：侦测火源。
功能二：熄灭火焰。
设计意图：
从生活需要出发，引出认知需求，为本课的教学提供学习需求；同时体现出火焰传感器的实践应用意义。
二、新授：
灭火机器人工作原理 基于灭火机器人的两项功能，教师指出，侦测火源的传感器为火焰传感器，可以灭火的机械装置为风扇，并给出相应的思考问题，供学生对认知过程进行反思。
问题一：火焰传感器是如何侦测火源的？（使用特制的红外线接收管，接收火焰发出的特殊波长的红外线）
问题二：风扇为何能够灭火？（将空气高速吹向火焰，使燃烧的物体表面温度迅速降至燃点以下，即强风灭火）
设计意图：
通过问题引导学生思考，让学生了解火焰传感器工作原理和强风灭火的原理。
三、任务一：搭建灭火机器人
在了解了灭火机器人中火焰传感器和风扇的作用之后，尝试将它们搭建到机器人上。（选择合适位置进行搭建，注意灭火机器人结构的合理性）
搭载火焰传感器：
搭载风扇：
设计意图：
学生分小组合作完成。 学生通过动手搭建灭火机器人，将对其结构更加清楚。
四、任务二：编写灭火机器人程序
在搭建好灭火机器人之后，出示一组语句的文字表述——“如果火焰传感器侦测到火焰，那么机器人停止、风扇启动，否则风扇停止、机器人前进”，以此让学生了解火焰传感器语句的实际含义。
学生明晰了灭火机器人程序的逻辑结构之后，教师分步演示程序的编写过程，在演示过程中再次帮助学生树立程序逻辑。基于“如果 那么 否则”的条件语句，搭建灭火机器人程序。
1.新建程序并设置火焰传感器的接口。
2.设置检测火源的程序。
3.设置风扇的转动和机器人行走程序。
学生分小组，合作完成灭火机器人程序。
设计意图：
在程序编写前，先让学生了解灭火逻辑框架，再进行灭火逻辑语句的分析，让学生深入地理解机器人灭火的原理，为后续的程序编写建构起有效的支架。
五、评价总结
学生完成灭火机器人程序并下载到机器人主板后，教师引导学生进行实验，强调实验规则：
1.规范操作：实验时有序排队，完成后尽快取走小车，不要用手直接触碰蜡烛，以免烫伤！
2.距离适当：火焰传感器与火焰的距离要适当，太远侦测不到火焰，太近则易被火焰损坏。
3.车速合适：智能灭火巡逻小车的车速要合适，以免撞上蜡烛或冲出场地。
学生分组在实验场地上进行实验，根据实验场地的实际环境，调试机器人的各项参数，通过反复调试，最终完成智能灭火巡逻小车的制作，并进行组间竞赛。（场地路线上放置了3个蜡烛，比比哪组灭得多）
设计意图：
在保障安全的前提下让学生参与体验，切实感受智能灭火巡逻小车的工作流程，并通过小组竞赛的形式，检测学生的课堂学习效果，让学生进一步体会机器人的魅力。
课堂板书
第12课 声控机器人
【教材分析】
本部分内容的学习是在学生已经认识机器人的基础上进行的。学生对于机器人已经有了一定的了解，在此基础上本节课将声音传感器引入课堂，通过设置声音传感器接受声音的域值来控制程序。
【学情分析】
学生在学习这一课时有着较为强烈的实践需要，本课可操控的范围较大，属于实践性的内容。因此，在本课的教学中，教师要安排适宜的课时比例，并能配备充足的实验器材，保证实验的有效性。
【教学目标与要求】
了解声音传感器的工作原理，掌握编写声控机器人的程序。在团队的氛围中，进行一次有意义的机器人活动，培养学生的逻辑思维能力、自主探索学习的能力和遇到问题想办法解决的能力。
【教学重点与难点】
重点：理解和掌握声控机器人程序的编写。
难点：搭建声控机器人的过程。
【教学方法与手段】
讲授法、任务驱动法、辅导矫正法。
【课时安排】
安排2课时。
【教学准备】
声音传感器及程序编写软件。
【教学过程】
第一课时
一、生活引入，揭示课题
展示与微软机器人“小冰”的对话。
师：聪明的机器人“小冰”已经能够和人类对话了，但它是一个虚拟的对象，那怎么让机器人能听懂我们的话呢？大家有哪些主意？
师生讨论。
设计意图：
从学生生活出发，同时引出新问题。
师：今天，老师就给大家介绍声音传感器来控制机器人的运动。
设计意图：
头脑风暴，激发集体智慧。
二、初识声音传感器
生看书自学，了解什么是声音传感器，教师再加以讲解。
1. 声音传感器：由一个小型驻极体麦克风和运算放大器构成的。它可以将捕获的微小电压变化放大100倍左右，放大后的电压能够被微控制器轻松地识别，并进行AD转换，输出模拟电压值，通过采集模拟量电压就可以读出声音的幅值，判断声音的大小。
2. 主要功能：检测周围环境是否有声音，当外部有声音的时候，传感器会把接收到的声音转化为电信号，并传输给机器人。
师：我们要以信息技术的方式来描述它工作的过程，就要用到之前学习过的流程图的知识描述它，现在大家看黑板。（PPT出示流程图）
设计意图：
看着这样的流程设计，机器人好像能够听懂我们的指令，并根据指令运动了，那我们赶紧来搭个机器人来实验实验吧。
三、巩固：搭建机器人
搭建声控机器人：
先搭建一个灭火机器人，然后将声音传感器与数据线相连。
最后将连接好的声音传感器连接到开源机器人的物联网扩展板的5号端口上。
声音传感器与物联网板连接图
声控机器人的完整工作图
PPT展示完成图。
设计意图：
搭建机器人，让学生可以在实际的环境中去编写程序和理解程序。
第二课时
一、编写程序
师：机器人搭好了，想要运行，仅仅有流程图是不够的，我们还需要将它转化成程序，那么我们今天学习声控机器人的程序该如何编写呢？
【想一想】对照流程图想一想，我们需要哪些模块？我们如何去读取传感器的数值？（设置变量）
教师演示如何设置声音变量，强调变量名称一般用字母来命名，不能使用中文和数字。
【试一试】根据流程图尝试自己搭建通过声音传感器控制机器人前进的脚本。
展示学生的脚本程序，若遇问题，解决问题。
设计意图：
上传程序，进行声控机器人活动实验。
二、拓展
想一想，除了控制机器人行走，声音传感器还可以做哪些活动？
小组合作设计程序，进行实验。
设计意图：
小组合作拓展。
三、总结与回归
声音传感器加上编程还可以实现很多功能，让机器更智能。你们看，（视频展示）声音传感器控制的盲人避障设备，帮助盲人上街行走。
设计意图：
回归生活中应用。
第13课 物联网就在身边
【教材分析】
本课是《小学信息技术（6年级）》教材的教学内容，目的是要让学生通过这节课走近物联网、认识物联网。它是学生以后深入物联网的一个前奏，所以要从学生身边的物联网应用入手，通过启发与发现、观察与思考、讨论与体验，学生逐步了解物联网应用的当今与展望。
【学情分析】
本课教学对象是小学六年级学生，他们已经对互联网技术的应用有了一定的了解，而对于物联网技术的了解更多的是来自于生活中的应用，但对“概念”的理解还是比较模糊的，所以要让学生亲身体验物联网技术的应用给我们的生活带来的方便，并尽量通过讨论、实践与想象进行设计，发挥学生的能动性，让全体学生都能自主探索并获取新知。
【教学目标与要求】
1. 体验生活智能应用案例，知道物联网的基本概念。
2. 在体验与实践相结合的过程中感受物联网的应用，激发学生的好奇心和探究欲望。
3. 通过对实验器材的实践，了解传感器的作用，并设计相关的物联网实际应用。
4. 通过分组讨论、小组合作等方式开展多种形式的团队合作，培养学生的动手能力、解决实际问题的能力，并提高团队协作能力。
5. 通过视频展示、亲自实践、创意设计等环节，提高对物联网及其应用的认识。
6. 能辩证地认识物联网技术对社会发展、科技进步和日常生活产生的影响。
【教学重点与难点】
重点：物联网的应用与特征。
难点：物联网的基本概念。
【教学方法与手段】
学生体验，大胆猜测；信息交流，总结提炼。
【课时安排】
安排1课时。
【教学准备】
多媒体机房，实验器材，教学课件等。
【教学过程】
（暖场视频）
师：同学们，在上课前老师想跟大家一起来分享一段奇妙的视频。
播放视频，学生观看。
师：同学们，上课。
过渡：刚才大家看到的“百度神灯”在不久的将来就能成为现实，而老师这里也有一盏“神灯”，大家想来体验一下它的神奇吗？
一、魔法激趣，情境导入
师：老师可以用魔力来控制它，“开”“关” 演示，神奇吧？
师：猜一猜，老师用了什么魔力？
生：声音、遥控……
师：遥控？嗯，有点接近答案了。
师：声音？你来试试。
师：那么到底是什么呢？秘密就在这部手机里。
师：你们再来猜一猜，老师用了什么魔法？
生：（短信、网络、微信……）
小结：刚才利用手机通过网络控制了灯的开关。
师：除了手机，还可以用什么设备？
（相机板书：手机（电脑）…… 网络 灯）
【设计意图】课堂初始利用小米的智能家居设备表演小魔术，以鲜活的例子抓住学生探究的心，激发了学生的学习兴趣，让学生发现物联网技术的特殊性，从而产生强烈的好奇心，由此为后续的学习埋下伏笔。
二、学思践悟，走近物联
1. 变一变——网络无处不在
师：老师再表演几个魔术，想看吗？请看，这是老师的办公室（摄像头），可以给电水壶烧水（演示），这是空气净化器（演示开、关）。
师：大家思考一下，你家的电灯、电水壶有这种魔力吗？和老师的有什么不同？
生：没有这样的魔力。要达到这种魔力必须要有网络。
师：是的，这些电水壶、空气净化器等电器+网络就成为一种智能电器，这就是一种加法发明法。同学们要是掌握了这种方法，也能成为一名伟大的发明家。
（相机板书：电水壶 空气净化器……）
2. 猜一猜——传感器妙趣多多
师：（打开手机的控制界面）刚才老师就是用这个控制电器的。哪位同学想来体验一下？
生：上台学习演示开关电器。
师：其实啊，老师不但能开关空气净化器，还能了解办公室的空气质量。（让学生观看手机控制界面上的PM值）大家来猜猜，手机怎么会知道的？
生：手机上装了个东西……
师：老师告诉大家，空气净化器里有一个部件，它能像我们的鼻子一样，感受到空气的质量，这种部件我们给它取一个名字——传感器。
（相机板书：传感器）
师：这些传感器非常厉害，它就像我们的感觉器官一样，有的像耳朵能听到，有的像眼睛能看见，有的像鼻子能闻到，还有的像皮肤能感觉到，它们都是智能电器的一个重要组成部分。
【设计意图】传感器是物联网技术的一个重点，也是课堂教学中的一个难点，通过让学生猜一猜，将传感器与人体感觉器官类比，从而化抽象为形象，帮助学生深刻理解传感器的作用，为后面物联网的创意设计做铺垫。这样的设计既活跃了课堂气氛，同时也让生活实践更好地融入到课堂教学。
3. 试一试——传感器神奇无比
师：传感器有这么大的作用，大家想不想来体验一下？
根据课前分组，请组长带领组员一起来体验，PPT出示体验要求：
（1）组长至老师处领取体验器材。
（2）仔细阅读器材使用说明，并按要求实验。
（3）说一说实验过程，谈一谈自己的发现，想一想传感器的作用。
（4）实验结束后请小组长拿着实验器材和使用说明汇报结果。
学生实验，老师相机指导，和学生一起探讨。
学生上台交流。
PPT出示，提醒回答的要求：我们做的实验的名称是（ ），我们是这样做实验的（ ），知道了传感器像人体上的（ ）发挥了作用。
4. 取一取——物联网顾名思义
师：刚才同学们体验了传感器的神奇。我们知道通过传感器等设备我们能感知周围的信息，通过网络可以传输信息，最终使得普通的物体有了魔力，应用更加智能。
相机板书：感知（信息） 传输（信息） 应用（智能）
师：像这些物与这些物（板书两个大圈、物）通过网络技术联结在一起，形成的一种新型的网络，你能试着给它取个合适的名字吗？
生：互联网、网络。
师：这种网络是物与物的相连，我们就叫它物联网吧。
板书揭题：物联网
【设计思路】用任务驱动和合作探究的方式让学生去亲自实践，体会传感器的神奇作用。利用思维导图概括物联网概念及其特征，将学生对物联网的认识由感性层面提升至理性层面。
三、展望未来，创意无限
1. 自学探究，漫谈应用
师：刚才我们已经初步认识了物联网，物联网不但在家居生活中为我们提供了方便，而且在其他领域也同样发挥着巨大的作用，下面请大家通过上网浏览的方式了解一些物联网的应用。
师：（PPT出示）边看边思考，你了解的是物联网应用于哪一个领域？它是怎样实现智能应用的？
请大家注意，每个组浏览一个物联网应用专题。（分配任务）
师：请你来说一说：你刚才了解了物联网在哪一领域的应用？它是怎样实现的？
过渡：老师从物联网的应用中找了一个案例，大家来看看到它是如何描述的？（PPT出示案例）
2. 创意无限，设计应用
师：通过刚才的自学研究，我们了解了物联网在其他领域的应用，看来我们的生活真的离不开物联网了。
（PPT出示）你想不想来设计自己需要的一种物联网应用呢？可以用文字或者图画的形式完成创意。（老师有个小提示：这种应用可以是较实际的，也可以是未来才能实现的）
师：大家可以开始讨论，一组至少完成一个创意。
展示并读出自己的创意。
师生评价。（贴在黑板上）
师：学生说学生评，师可以适当补充。这位同学的设计有哪些优点，你觉得如果再加上些什么创意会不会更好？
过渡：同学们的想象力非常丰富，相信在不久的将来，你们的设计将通过你们的巧手实现。
【设计意图】先浏览网页再漫谈你的收获，最后再设计自己的物联网应用，其目的是为了巩固学生对物联网的理解，同时拓展学生的思维空间，将理论与实际联系。利用分组讨论、小组合作等方式培养学生的团队合作意识，再通过对创意设计的交流与展示，提高学生的创新能力与语言表达能力。
四、总结提升，憧憬未来
师：今天我们通过观看视频、动手实践、创意设计等方式认识了一种新的技术叫物联网，并开始走近了物联网。（相机板书：走近）你能说说这节课有哪些收获吗？
生：物联网就是物与物的相连。通过传感器我们能感知周围的信息，通过网络可以传输信息，最终使得普通的物体有了魔力，应用更加智能。
师：如果你想更深入地了解它，那么下一节课老师将带领大家真正走进物联网，（相机板书：走进）去探索其中的奥秘。
五、板书设计
物联网就在身边
第14课 生活好帮手
【教材分析】
本课内容分为三部分。第一部分以生活中的红外感应开关为例，通过对智能红外感应门铃的探究，认识红外传感器的探测特点及作用形式（被动式）。第二部分通过扫地机器人使学生认识超声波传感器及其作用形式（主动式），了解仿生超声波雷达侦测系统。通过以上两部分的学习让学生了解物联网从感知信息到智能管控的实现途径，了解物联网设备对生活的影响。最后设计“实践园”的目的是让学生通过智能楼道灯的组建明确需要解决的关键问题，能够尝试运用适当的方法设计解决问题的方案，进一步认识物联网感知、管控的特点。
【学情分析】
学生此前已经学习过机器人，对红外传感器有一定的了解，在此基础上学习超声波传感器难度有所降低，学生对机器人编程也已经有一些基础，所以智能楼道灯方案的设计与搭建应该没太大困难。
【教学目标与要求】
1. 认识红外传感器、超声波传感器并知道其作用特点。
2. 了解常见传感器在生活中的应用。
3. 通过生活实例认识传感器是物联网中感知信息的重要设备。
4. 通过实践认识、感知“物”的信息，并实现对“物”的智能管控。
5. 通过实践操作认识传感器对生活的影响，引发学生对物联网技术在生活中应用的关注。
6. 通过创造性地解决生活中的具体问题，尝试问题建模，体验成功的乐趣。
【教学重点与难点】
重点：红外传感器、超声波传感器在生活中的智能应用。
难点：常见传感器在物联网中的作用形式。
【教学方法与手段】
本课采用教师引导、学生探讨、实验、小组合作等教学方法。
【课时安排】
安排1课时。
【教学准备】
PPT演示文稿，红外感应开关应用视频、智能红外感应门铃、扫地机器人、物联网实验器材。
【教学过程】
一、导入
在前面课上我们初步认识了物联网，那在物联网中“物”是如何感知“物”的信息，并最终实现对“物”的管控的呢？大家请看视频。
播放视频：红外水龙头、自动门、智能红外感应门铃……
提问：这些装置能够自动工作对我们生活有什么影响？它们是怎么实现的呢？
揭示：这些装置能够自动工作是因为它们的设备里面有一个红外感应开关，红外感应开关与普通开关相比有何特别之处？
【设计意图】结合学生日常生活实际，创设有效的教学情境，能很好地激发学生的学习兴趣，充分调动学生学习的内驱力，为深入理解红外传感器这一内容做好铺垫。
二、认识红外传感器
探究：老师这有个智能红外感应门铃，大家试试看，它是如何工作的？
学生探究、交流、汇报。
讨论：什么情况下它是不工作的。
讲解：在智能红外感应门铃中装有探测人体红外线的器件，若有人进入红外探测范围内，感应门铃自动报出欢迎语音，起到了礼貌问候，从而做到提醒店员有人进店和迎宾的作用。
明确：能够探测红外线并转化成电信号的电子器件叫作红外传感器。
出示：红外传感器。
提问：红外传感器是如何感知人的？
学生：讨论、交流。
出示：红外传感器作用方式图。
讲解：一般物体都在发出红外线，红外线是一种肉眼看不见的光。正常人体能发出特定波长的红外线。当人体发出的红外线进入红外传感器的感知范围内，人就被探测到了。
提问：现在你能够说说红外感应开关与普通开关相比有何特别之处？
小结：红外感应开关无须直接接触，且具有灵敏度高、反应快等优点，但红外传感器的探测范围具有一定的距离和角度限制。
【设计意图】通过讲解、讨论、汇报等形式，再通过学生自己的独立思考，解决了认识红外传感器应用这一重点，也提高学生自主分析问题、解决问题的能力。
三、认识超声波传感器
演示：在智能红外感应门铃前放置一块玻璃，移动玻璃，门铃什么反应。（没有原来灵敏）
揭示：红外传感器在探测透明物体时探测能力较弱。
视频：扫地机器人避开透明障碍物。
提问：扫地机器人在工作时是如何避开障碍物的呢？
揭示：超声波传感器。
讲解：超声波传感器是将超声波信号转换成电信号传感器。超声波是声波的一部分，是人耳听不见的声波。仿生超声波雷达侦测运用类似海豚和蝙蝠的声波探测功能，利用超声波在空气中的传播速度为已知的特点，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。
出示：超声波传感器作用方式图。
追问：超声波传感器和与红外传感器有什么异同点？
学生讨论、交流。
小结：超声波传感器和与红外传感器在作用形式上一个是主动式，另一个是被动式。
【设计意图】采用对比方式，通过讲解，形象说明了被动与主动这两个概念，更深刻理解两者工作的相同点与不同点。
四、身边的智能生活
提问：装有红外传感器和超声波传感器的设备设施，使我们的生活产生了怎样的变化？
学生交流、汇报。
小结：实现了对物的智能管控，使我们的生活更加便捷。
讲解：物联网设备依靠各种传感器实现了智能化控制，使我们的生活发生了巨大的变化。
提问：你知道生活中有哪些智能化设备使我们的生活更加便捷吗？
介绍：物联网中的与衣食住行有关的物体设备及其传感器。
小结：各种功能的传感器融入到了我们生活中的衣食住行中，并且深深地影响着我们。
五、搭建智能楼道灯系统
讲述：智能楼道灯系统就是这样一个融入到了我们生活中的物联网设备，接下来我们就用物联网实验器材来搭建一个。
讨论：要用到哪些器材？如何设计程序？
学生小组合作，搭建系统。
展示作品。
交流：在制作中遇到什么问题？怎么解决的？
【设计意图】形象、直观的机器人编程搭建教学环节为学生营造了一个生动的学习氛围，使学生有了最佳的求知态度，能积极主动把兴趣、注意力投入到学习中，并为后面类似内容的学习起到了促进作用。
第15课 智能健康设备
【教材分析】
本课内容主要分为三部分。第一部分以智能手环为例，通过对其基础功能的探讨，引出本课的核心内容——物联网中信息数据的采集、传输、呈现与解读应用，认识蓝牙通信技术。同时结合校园运动实时监测，进一步了解运动数据对形成良好运动习惯、实现健康体魄的促进作用。第二部分是在了解运动数据采集的基础上认识人体体征数据的获取、存储、分析。了解到健康类智能产品对健康数据的管理已经迈入了智能化。智能体脂秤、智能血压仪对获取体重、体脂、血压等健康数据能够进行快速获取，并科学地解读、反馈，反映身体健康状况，形成变化趋势，起到自我了解和科学监护的作用，进而改变生活中不良的作息、饮食、运动习惯等，最终达到保障健康的目的。第三部分是搭建一个智能体温检测报警系统。
【学情分析】
随着物联网健康设备及手机的智能终端的普及，许多学生已经佩戴上了运动手环，家里面也有了一些健康监测智能设备，对通过蓝牙进行数据连接方式也有一定的了解。但对一些技术细节还不太熟悉，如蓝牙的传输距离，BMI指数的检测等。
六年级学生有一定的动手能力，可以通过小组合作来搭建智能体温检测报警系统，并在体验中不断调整和完善自己的作品。
【教学目标与要求】
1. 通过智能手环、智能体脂秤、智能血压仪等健康设备，了解对健康数据的智能化获取和管理。
2. 通过智能手机与智能手环等的通信，了解蓝牙通信技术及其特点。
3. 通过对体征数据的智能化分析，知道身体数据对健康的价值意义。
4. 通过可穿戴智能健康设备，帮助学生建立良好而科学的生活及运动习惯的意识。
5. 通过对智能健康设备的体验，感受科技正在逐步影响或改变着我们的日常生活。
【教学重点与难点】
重点：了解智能健康设备对健康生活的指导与保障作用。
难点：蓝牙通信技术的连接特点。
【教学方法与手段】
体验和实验、方案设计与搭建等。
【课时安排】
安排1课时。
【教学准备】
智能手环、智能体脂秤、智能血压仪、手机或平板。
手机安装与手环、电子秤等同步的APP。
【教学过程】
一、导入：认识智能手环。
实物、课件出示：各种智能手环。
交流：这些东西是什么？有什么功能？
学生根据自己的生活经验回答。
讲述：智能手环是一种穿戴式智能设备。2011年Jawbone UP一代面世，初步定型智能手环基础功能，那就是记录人的运动情况。智能手环对日常生活中的健身锻炼、睡眠等行为进行实时监测，现在有更多的个性化手环，可以实现更多的功能，老年人紧急情况呼救功能、刷卡等。
【设计意图】实物和课件的展示，使学生对智能手环的认识更加深刻。通过介绍智能手环的历史、功能和在生活中的广泛应用，有利于学生产生浓厚的学习兴趣。
二、智能手环——运动监测
1. 感知运动数据——运动传感器。
智能手环都有计步的功能，那这个基础功能如何实现的？你们能够根据所学的知识猜测一下吗？
【设计意图】通过列举智能手环中常见的计步功能，引导学生用物联网的知识来解释，达到复习旧知的目的。
2. 传输运动数据——蓝牙。
我们是怎么知道智能手环感知的信息？（智能手环屏幕）
通过手环屏幕，可以看到计步数据。
没有屏幕的怎么办？（通过手机APP或者平板等智能终端）
直接打开APP就可以了吗？
讲解：要通过手机APP查看智能手环中的数据，首先要设置好手机与智能手环，实现蓝牙连接。蓝牙是一种支持设备短距离通信的无线电技术，能在包括移动智能终端、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙是一种支持设备短距离通信的无线电技术。
探究：
（1）智能手环与智能手机之间蓝牙通信的连接距离。
（2）智能手环可以同时与几台智能手机连接。
小结：一般而言，手机与蓝牙设备的传输距离如果中间没有大的障碍物，在7 m之内传输质量都很好，超过8 m将出现断点，超过10 m蓝牙设备之间将失去连接。蓝牙设备与手机是一对一的连接，但一台手机可以同时连接多个蓝牙设备。
【设计意图】设疑：让学生联系生活实际，了解智能手环是通过蓝牙来传输运动数据的，并且能知道蓝牙技术的传输距离比较短的特点。
3. 实践：通过手机APP查看智能手环运动数据。
在智能手环上，除计步数据外，我们还能看到那些信息？（心率、睡眠、卡路里）
刚才同学们说到的这些功能，其实都是对运动等一些数据的监测功能。
学生交流讨论：这些数据有什么用？
明确：帮助我们养成良好而科学的运动习惯，进而提升身体素质。
【设计意图】学生通过实践活动，了解到智能手环除计步功能外，还能采集心率、睡眠、卡路里等数据信息，感受到智能手环的强大功能，并了解到除了能采集数据外，智能手环还可以对数据进行监测，从而指导人们健康地生活。
4. 校园课堂运动监测系统。
介绍：随着智能手环的发展逐渐成熟，智能手环不但应用于个人，还开始进入校园，为教育保驾护航。
思考：智能手环是通过蓝牙技术近距离传输数据的。在校园这样的大环境里，蓝牙技术是否会接收到挑战呢？（会，需要传输距离更远的技术来代替）
交流：智能手环在学校运动中起什么作用？
通过对运动课程进行运动指标、消耗卡路里及心率的波动的整体实时监控，可以随时掌握学生身体是否可以承受、学生的运动目标是否达成等等，提供适合学生运动的个性化建议，逐渐帮助学生养成良好的运动习惯，提升身体素质。
交流：校园运动实时监测时，如何实现老师在第一时间获知学生运动心率异常？
要实现这个功能就要实现对数据的智能分析。这就是物联网智能化的优势。所以当学生运动时，数据采集终端会自动分析数据，当出现心率异常时就会自动报警。
课件出示：心率异常报警图。
【设计意图】这一环节让学生讨论在校园这个大环境中使用智能手环和个人使用智能手环有何区别，可能会遇到哪些技术问题。并且了解智能手环在学校运动课程中能进行运动指标、消耗卡路里及心率的波动的实时监测作用，从而帮助学生养成良好的运动习惯，提升学生的身体素质。
三、可穿戴健康医疗设备——体征数据监测
过渡：刚才我们通过智能手环，了解到它能获取人体的运动数据，并对数据进行智能统计、分析、跟踪等，从而提供给我们合理的健康建议。
我们每学期都要测量体重，那体重数据对于我们来说意味着什么呢？（健康）
怎么知道体重数据是否正常？
讲解：BMI指数
实践：
1. 学生计算自己的BMI指数，教师计时。
2. 选一位学生在智能电子秤上称重，通过手机APP查看BMI指数。
比较：哪个更快更方便？
讲解：随着物联网技术的发展，除了运动、体重、体温等数据可以实时监控分析外，还有许多健康数据可以采集、统计、分析。
出示：智能体脂秤对应的APP。
提问：在APP上有哪些人体数据？这些数据你能看得懂吗？
APP检测界面
小结：智能体脂秤能够检测人体多项生理数据，并对这些数据进行解读，让我们能够直观地理解数据的真正意义，针对自身身体状况提出合理的饮食或运动建议，起到自我了解和科学监护的作用。
实践：用智能血压仪采集心脉数据。
提问：通过这样一次的数据采集形成的报告你们认可吗？（需要连续监测）
讲述：还有许多数据能够反映人身体健康状况的，借助物联网智能健康监测产品能够快速获取这些数据，并且通过健康数据平台形成健康报告。
介绍：健康数据平台。（课件出示）
提问：健康数据平台对保障人体的健康体现在哪些方面？
学生交流讨论。
【设计意图】两组学生通过不同方法得到的BMI数据，感受到可穿戴健康医疗设备的方便性。学生在自主实践中了解到通过智能体脂秤，在相应的APP上可以监测多种健康数据，从而对人体健康起到科学的监护作用。
四、实践园
根据今天的学习结合配置的实验器材，搭建一个智能体温检测报警系统。
学生交流分析：温度设定的范围、方案的设计……
学生分组实验搭建模型，测试汇报。
【设计意图】通过现有的实验器材，学生自主设计与搭建，使学生进一步了解温度监测报警系统及其工作流程。学生在小组协作下提出自己的想法和解决遇到的实际问题，从而加深学生对所知识的理解，同时也培养学生解决问题的能力。
五、课堂总结，拓展延伸
今天我们认识了许多的物联网健康监测产品，这些产品一般多需要和手机、平板等一些智能终端或数据中心进行数据同步，通过对数据的分析、处理，对个人健康提出指导方案，并实时进行监测和健康管理。
第16课 家园安防
【教材分析】
教材以住房平面图为基础，让学生讨论不同区域可能存在的安全隐患，明确这些安全隐患的特征及类型。通过模拟布防，让学生了解常见的智能安防探测设备及其工作特点，认识家园安防的实施条件、依赖设备等，进而了解家居智能安防系统及其工作流程。最后结合实验器材，基于真实问题进行安防方案的初步设计，让学生根据自己的方案去搭建、体验、改进，进而获得成功，从而使每个学生都能得到适合自身的、最大限度地发展。
【学情分析】
学生对于住宅区域中的安全隐患和常见的智能安防探测设备有一定的认知和了解，但对许多的智能安防只是停留在“听说”的层面，没有体验过，对于它们的核心技术、实现原理并不清楚。通过前面的学习，学生具有一定的物联网实验传感器及相应的联动设备的设计、组装基础。
【教学目标与要求】
1. 基于家居不同区域，知道对应的安全隐患类型和探测设备。
2. 通过模拟防护体验，尝试建立安防系统模型，了解其工作流程。
3. 通过简易防护方案的设计，尝试利用学科的思维方式去解决问题和设计方案。
4. 通过实验模型的搭建与运行，提高团队合作意识，培养学生动手能力。【教学重点与难点】
重点：家园安防系统及工作流程。
难点：家园安防系统的安防策略。
【教学方法与手段】
在本课教学中主要采用讲授讨论、情景模拟、体验发现、实验设计、小组协作等。
【课时安排】
安排1课时。
【教学准备】
PPT演示文稿、各种家园防护设备、配套实验器材。
【教学过程】
一、情境引入
导入：2018年3月20日，某市一居民楼发生一起燃气安全事故，事发单元的楼顶被炸穿（课件播放燃气泄漏爆炸现场照片）。
交流：像这种由于燃气泄漏引发的家园安全事故在全社会是偶然发生吗？
明确：像这种由于燃气泄漏引发的家园安全事故在生活中并非少见（出示百度搜索截图），因此我们对家园居住的安全要警钟长鸣。
思考：除了燃气泄漏，还存在哪些主要的安全隐患呢？
【设计意图】通过燃气泄漏这个接近学生生活实际的安全事故，引发学生对家居安全的思考，带着问题进入课堂。
二、家园守护——安全隐患探测器
1. 活动一：安全隐患分析。
任务：了解家居中常见的安全隐患类型及主要分布区域。
课件出示：（1）卧室进水、房屋着火、家中被盗等事故。
（2）家居平面图。
家居平面图
交流：根据生活经验说说家居环境中除了燃气泄漏，还有哪些安全隐患的存在？这些安全隐患最容易发生在家里哪个区域？
教师根据学生交流情况小结。
【设计意图】根据学生的生活经验并结合现实生活中发生的各种家园安全事故，使学生了解家园中容易存在安全隐患的位置及特征类型，明确需要解决的关键问题。
2．活动二：安全隐患防范。
任务：了解不同安全隐患对应的探测器。
思考：对于这些安全隐患可以采取哪些防护措施来解决呢？
提问：假如要防止外部人员的入侵，我们可以采取怎样的防护措施？
生：防盗窗、智能摄像头、人体红外探测器、门窗磁感应器……
交流分析：
（1）人体红外探测器、摄像头在解决外部人员的入侵这个安全隐患时，与传统措施相比有什么优势？（实时、快速地采集到入侵信息）
（2）由此你认为其他的安全隐患可以采取什么措施解决？（各种探测器：燃气泄漏探测器、水浸探测器、烟雾探测器……）
明确：要杜绝安全隐患其实就需要能实时、快速地采集到安全隐患的信息。各种探测器具有这样的信息采集功能是因为它们内部都有相应的传感器。
【设计意图】通过对各种探测器与传统防护措施的对比，凸显其优势，了解智能安防的实现基础，借助物联传感技术实现实时、快速地采集到安全隐患的信息，了解传感器在家园安防中的价值。
三、智能安防——报警联动
1. 活动一：智能报警。
任务：了解智能处理中心的信息管控功能。
思考：当各种探测器依靠相应的传感器采集到安全隐患信息后，又是如何保障家园居住安全的呢？
学生体验：门窗磁感应器、烟雾探测器、燃气泄漏探测器的工作报警。
交流分析：
（1）烟雾探测器探测到烟雾但没有发出警报，为什么？
（2）谁在判别采集到的隐患信息是否满足报警条件？
小结：智能处理中心能够把探测器采集到的安全隐患信息与它里面预设的数据进行对比、分析，如果满足报警条件，就会传递信息给报警控制器进行报警。
【设计意图】通过报警控制设备的工作与否，了解智能安防中信息数据的分析与管理，初步渗透简单智能安防的工作流程。
2. 活动二：联动组网。
任务：了解家园智能安防系统及其工作流程。
提问：警报声起什么作用？（提醒在家的人采取相应防护措施）
思考：如果家里没人怎么办？
模拟体验：
（1）模拟燃气泄漏防护。
交流：燃气泄漏时防护的首要任务是什么？(关闭燃气、通风排气)
燃气报警器
学生体验：燃气泄漏防护设备工作情况。
讲解：在家里没人的情况下，燃气泄漏时智能处理中心不仅会让报警控制器进行报警，还会传递信息给排风扇、机械手(电磁阀)等控制设备进行联动防护，实现家园智能安防。
明确：要实现家园安防，除了探测器，联动控制设备也是必须的。
（2）模拟入侵防护。（小米人体探测器、多功能网关、摄像头、手机）
学生体验：外部人员入侵时防护设备工作情况。
交流：①哪些设备联动工作起来了？联动设备间的信息依靠什么传递？
②燃气泄漏探测器报警联动防护时，信息依靠什么传递？
明确：实现家园的智能防护时，信息传递的通信网络也是非常关键的，如果网络不畅就会导致智能防护失效。
总结：所以要使我们的家园更安全，除了各种探测器外，还需要通信网络、报警控制器、控制设备和智能处理中心联动工作，这就形成了一个以多种传感器为基础的立体家园智能安防系统。在这个系统中，多种探测器利用网络连接起来组成了一个探测网络，使防护更加有效，并减少防护漏洞的出现。
课件出示：
智能安防工作示意图
交流：根据这张图说说家园智能安防系统是如何工作的？
【设计意图】通过对燃气泄漏防护和入侵防护的体验，用“首要防护任务”的方式让学生思考家园安防系统中因安全隐患类型及使用环境等的差异会涉及不同的防护策略，包括不同的联动控制设备及通信网络，从而了解家园智能安防系统及其完整的工作流程。
四、动手制作——简易安防设计与搭建
任务：设计区域简易防护方案并搭建实验模型。
提问：家园智能安防系统中带有传感器的探测器是基础，它对家园安防有什么影响呢？
交流分析：
（1）红外传感器有哪些缺陷？
（2）摄像头是不是能布防在任何地方？
明确：红外传感器有探测角
第1课 认识机器人
【教材分析】
本课是《小学信息技术（6年级）》第一部分“机器人”中的第1课，也是起始课。本课从结构上承领整个机器人单元的教学内容，从内容安排上具有综合性的特点。本课教学内容以促进学生建立对机器人的初步印象为主，帮助学生在没有接触过机器人的前提下，形成一定的认知。教材突出机器人的历史、来源、分类、发展4个方向，并借助实物图等工具为学生提供感性知识。
【学情分析】
在学生对机器人没有任何概念的情况下，教师要做个有心人，从教材出发，在领会教材精神的基础上发挥主观能动性，从适应生源的角度来组织教学材料。例如找寻一定的视频资料播放给学生看，或者从网上收集相应的素材让学生进行归纳总结，帮助学生梳理知识。条件有限的学校，可以结合配套光盘里提供的素材，由老师集中演示，给予学生更丰富的感性认识。在本课教学中，可以采取教师演示与学生自主尝试相结合的方法进行教学。在设备有限的情况下，可以组织学生分小组讨论，进行相应的学习活动，弥补资源的不足。
【教学目标与要求】
能够初步了解机器人的概念，可以找出生活中的机器人，并能够描绘出生活中机器人的作用。在此过程中，通过了解机器人的历史和分类，掌握机器人的发展方向，培养学生对于新科技的学习兴趣，促发求知欲。
【教学重点与难点】
重点：机器人在生活中的运用实例。
难点：机器人的工作原理。?
【教学方法与手段】
演示教学法、探究学习法。
【课时安排】
安排1课时。
【教学准备】
多媒体网络教室、系统控制软件、教学课件。
【教学过程】
一、展示与引入
师：同学们，你们看过《变形金刚》吗？
（播放《变形金刚》片段）
（学生观看）
师：其中你印象最深刻的是哪位金刚啊？其实这些能变形的金刚就是以生活中的机器人为原型的，别以为它们离我们很遥远，其实就在我们身边哦！今天让我们一起走进机器人的世界。
(板书：第1课 认识机器人)
二、新授一：初识机器人
（首先了解机器人的概念）
师：介绍机器人的特点：
1.大脑：自动控制的程序。
2.身体：一定的结构形态。
3.动作：有能力完成一定的动作。
生：观察机器人的图片，听教师介绍。
师：看教材的相应内容，归纳机器人的历史、特征和起源。
三、新授二：机器人的发展
师：机器人的发展经历了复杂的过程。
（打开图片）
第一代机器人
示教再现型机器人。
（学生观察图片）
第二代机器人
感觉机器人——有一定的知觉能力。
（学生观看相应图片）
第三代机器人
智能机器人——最聪明的机器人
（学生看图，并举例）
师：讨论，你的身边有哪些机器人在工作呢？
生：展开思考和讨论。
四、新授三：机器人分类
师：刚才同学们介绍了那么多的机器人，可是我有点糊涂了，他们都是一家人吗？没有任何的区别吗？
（学生分小组讨论）
（教师播放相应的资料，引导学生探索）
师：按照功能的不同，我们可以给机器人来分类，让我们来汇报一下自己的研究成果。
（学生汇报）
五、巩固与思考
师：今天我们一起来研究了机器人的很多内容，这些看似简单的机器人，凝聚了很多高科技，在后面的学习中，我们将去深入研究。
师：请同学们为机器人做一份知识普及的小报吧！
第2课 机器人传动
【教材分析】
传动是机器人运动的方式。本节课需要学生掌握皮带传动、链传动和齿轮传动三种传动方式的概念和特点。此处的机械结构的问题在教材中初次被提及，教师应列举实例，让学生体验到传动的概念以及相关的知识背景，能够辨别出采用的是哪一种动力传动系统，采用该种传动方式的优点和缺点。
【学情分析】
1.在传动的讲解中，注重不同类型的传动的区别，帮助学生在实例中区分不同传动的优势和应用场合，让学习者在已有知识的基础上进行更多的体验。例如：在讲解到链传动的内容时，教师可以结合学生都熟悉的自行车运动来进行讲授，让学习者可以亲身感受传动的乐趣。
2.本课设计小实验：用橡皮筋带动两个瓶盖进行传动实验。教师在进行本课实验的过程中，可以安排以小组为实验单位，共同完成这个传动过程。实验小组以3～4人为宜，可以进行必要的分工。
【教学目标与要求】
学生学习皮带传动、链传动和齿轮传动的方法，掌握传动在机器人运动中的重要作用。通过皮带传动的学习，加强对机器人机械结构基本原理的理解，提升学习者的学习兴趣，培养学生探索意识。在不同的背景条件下，让学生可以通过实际应用情况判断传动的类型。
【教学重点与难点】
重点：传动的基本原理、传动的概念认知及常见传动方式。
难点：传动在实际中的运用及原理以及不同类别的传动的区别。
【教学方法与手段】
演示教学法、探究学习法、任务驱动教学法。
【课时安排】
安排1课时。
【教学准备】
多媒体网络教室、小木块、瓶盖若干、皮筋若干。
【教学过程】
一、展示与引入、提出问题
播放《缝纫机工作原理》动画。
师：同学们你们知道这是什么机器吗？
生：回答问题。
师：你们知道这个机器是用来干什么的吗？
生猜想缝纫机的作用。
师：其实我们身上的衣服、裤子就是通过缝纫机一针一线缝成的，缝纫机的运动方式就叫作“传动”。你能看出动画中的缝纫机是如何实现传动的吗？
生观察回答。
师：不仅仅是缝纫机上用到传动，在机器人的运动中，采用的也是传动的方式。今天，让我们一起来学习“机器人传动”。
（板书课题）
二、小组协作、合作探究“认识皮带传动”
师：在缝纫机中，脚踏为哪个轮子提供动力，带动哪个轮子呢？
师：皮带传动是通过主动轮和从动轮相互配合，并通过皮带进行动力的传递，让我们一起来认识一下它的基本原理：
生：通过观察课件，领会主动轮和
生通过观察动画，领会主动轮和从动轮的传动方式。
师：在生活中还有很多皮带传动的例子，它们悄悄地在为我们服务。
师展示例子，生补充。
三、皮带小实验
设置一组小实验，感受皮带传动的过程。（动手试一试，利用两个瓶盖和一根牛皮筋，自制一组皮带传动的实验，并和小组同伴分别找到不同过程中的主动轮和从动轮，做好实验记录）
思考下列问题：
1. 为什么有一个盖子在动？
2. 如果希望两个盖子朝着不同方向动，可以实现吗？
3. 在传动的过程中，如果出现了其中一个盖子变小的情况，会发生什么变化？
生完成实验并记录实验结果。
生分享实验成果。
四、认识链传动
师：了解了皮带传动的过程，我们再来认识在皮带传动基础之上发展起来的链传动，展示一辆儿童小自行车，演示链条传动的过程。
（引导学生观察，在链传动的过程中，哪个是主动轮，哪个是从动轮）
（集体讨论）
师：在你身边，还有哪些机械是利用链传动的方式运行的？它们在工作中主要应用在哪些地方？
生小组讨论。
师生共同分享。
五、认识齿轮传动
提出问题，引发学生思考：
如果是在像钟表这种内部比较小的范围内，使用链传动不能达到传动的目的，我们应该如何传动呢？
生思考。
（需要更加节省空间的方法，需要更加精密的传动过程……）
师：我们可以通过齿轮传动来达到这样的目的，让传动过程变得更加可靠。
介绍齿轮传动的概念。
六、小结
师：传动是机器人的运动方式，在机器人的身体里面，有很多传动装置，它们共同运动，让机器人自由地穿梭在运动场上。我们在后面的学习中，将会继续领略它们的风采！
学生总结。
【教学反思】
本课我设计了四个学习任务。通过展示引入——探究——归纳——应用——评价几个环节，根据学生喜欢操作的特点，以实验代替讲授、促学习，让学生在实践中学习、理解知识。本节课联系生活实际，采用皮带实验活动，激发学生学习兴趣，使学生乐于学习。课堂上我运用了演示、实验、讨论等教学方法，激励学生全面参与、主动学习，培养创新能力和实践操作能力，让学生通过实验去动手操作、掌握技能，让学生学会自己动手解决问题，发挥想象力，培养学生的发散思维能力、创新能力。
第3课 机器人平台
【教材分析】
本课是机器人模块中从理论概述到实践操作的过渡性环节，学生在本课中将尝试自主完成平台的操作，进而学习机器人运动的实践过程。因此，本课具有承上启下的作用。在本课的教学中，教师要能把握这一突出的特点，以帮助学生适应平台软件的使用为核心来完成教学任务。
【学情分析】
当教学进行到实践环节，教师往往面临这样的困惑：如何最大程度地演示机器人的运动过程，给以学生更多的实践经验。在此，我们可以这样理解这个过程：在机器人资源较为充裕的情况下，教师可以以分组演示的形式帮助学生学习，即采用教师给小组组长演示，小组组长给各组员演示，这样层次递进的关系来进行；当机器人资源比较匮乏的时候，可以采用教师大屏幕演示，学生分小组观摩的情况进行教学。这两种方式给以学生更多的自由，以供教师选择。
【教学目标与要求】
能够认识机器人平台软件的界面，能够掌握平台的一般使用方法，了解图标的意义。通过观察流程图明白编程的过程，通过简单编程了解平台的使用流程，掌握一般运动的过程。同时培养学生对机器人的学习兴趣，鼓励学生尝试使用软件编程，促进学习迁移能力的提高。
【教学重点与难点】
重点：学生机器人平台的使用方法。
难点：用图标来标的运动过程。
【教学方法与手段】
实验法、主题引领法。
【课时安排】
安排1课时。
【教学准备】
多媒体控制软件、机器人平台。
【教学过程】
一、展示与引入
（复习上节课内容）
（鼓励学生提出自己的疑问）
（全班同学帮助讨论解决问题）
师：通过前面的学习，很多同学已经掌握了机器人的一些基本特性。今天，我们就来亲密接触下机器人，让它按照我们的要求运动吧!
师：请你回答以下一些问题：
1. 什么是“机器人”？
2. 机器人和计算机之间有什么关系呢？
3. 机器人技术有哪些应用？
4. 生活中有机器人吗？请举例说明。
5. 各小组讨论，板书在黑板上。
（板书：第3课 机器人平台）
设计意图：
从巩固学习的角度出发，帮助学生回顾已有知识，从而引出既定的学习。
二、新授一：认识平台
（观看电影《终结者》中编程部分）
师：要能够让机器人明白你的要求，就要给它编写程序，也就要利用我们的机器人平台。
过程：
1. 打开“学生机器人平台”软件，请做以下几步操作：
（1）观察界面。
（2）认识图标。
（3）思考：和以前学过的哪个软件类似呢？
2. 新建程序。
（1）新建图标。
（2）新建以后原来图标的变化。
3. 系统设置。
（教师演示）参考教材中的过程，演示机器人鸣叫2声的全部程序和实验过程。
（学生观看）
设计意图：
在建构知识的基础上，进行较为复杂的程序的编写，这里让学生初步接触机器人的平台使用。
三、练习一：接触平台
请学生根据观察的结果，实践软件操作分小组，上机操作，新建一个文件。
观察：
（1）新建图标。
（2）任务进行中的变化。
（3）学生演示。
（学生观察实物）
（教师引导）
设计意图：
这是一个实践环节，目的是帮助学生们能够初步熟悉平台的界面。
第4课 机器人行走
【教材分析】
本课是机器人具体实践操作阶段的实验课，主要安排的是机器人行走的程序编写和运行，具体包括前进、转弯、后退、停止等运动，目的是让学生初步感受到机器人是可以用程序来控制的，体现学生机器人的智能性，与一般的电子玩具有所区别。本课的重点在于学生机器人具体活动的操作，通过设置“直流电机”控件的不同参数，理解机器人行走的过程。
【学情分析】
本课是学生尝试用程序控制学生机器人进行较为复杂的运动，因此，本课是后面章节学习的基础，具有非常重要的作用。在本课中，建议教师首先让学生回忆机器人知识，再进一步引入到怎样让学生机器人运动，指挥学生机器人完成指定的动作。也可以让学生欣赏机器人比赛的视频，再引入到本课的具体授课内容中。
通过观察让学生了解，直流电机的参数设置是影响学生机器人运动的重要数值。它的参数选择直接决定了机器人是如何运动的。在本课的演示环节中，教师要细致地将全部过程呈现给学生，特别是将程序下载到学生机器人上，并调试程序的过程。如果有可能的话，可以进行小组合作，帮助学生以团队的形式进行自我探索学习。
【教学目标与要求】
了解学生机器人中直流电机的工作原理，能够掌握机器人前进、后退、停止的程序。掌握机器人编写程序、运行机器人、调试程序的一般步骤，并且能够下载程序并运行机器人。在此过程中，培养学生的创新精神，在团队的氛围中愉快地学习。
【教学重点与难点】
重点：学生机器人行走的程序。
难点：“延时”控件与直流电机的配合。
【教学方法与手段】
实验法、任务驱动法。
【课时安排】
安排2课时。
【教学准备】
一、启发与导入
（观看机器人活动视频）
师：在刚才的视频中，机器人做了哪些动作啊？
生：前进、停止。
师：今天，就让我们来学习新的一课“机器人行走”。
(板书：第4课 机器人行走)
设计意图：
从巩固学习的角度出发，帮助学生回顾已有知识，从而引出既定的学习。
二、新授：
前进、停止 （观看视频中前进部分）
师：机器人要往前进，是哪些组件帮助它完成这个动作的呢？
生：两个轮子。
师：这两个轮子就是由两个直流电机控制的。
（出示直流电机，让学生观察）
过程：
1.机器人前进。
请做以下几步操作：
（1）新建一个流程图。
（2）设置：“直流电机1”“直流电机2”均为“0—正转”，速度为10。
（3）思考：参数意味着什么意思？
（4）加入“延时”控件。
2. 停止。
（1）思考：为什么机器人一直不停地往前冲？
（2）设置停止的程序：“直流电机1”“直流电机2”均为“1—停止”。
设计意图：
在建构知识的基础上进行较为复杂的程序的编写，这里让学生初步接触机器人的平台使用。
三、练习：
机器人在行动 根据演示情况，各小组实践机器人前进和停止的实验：
思考：
1. “延时”控件如何使用的？
2. 任务进行中的变化如何？
3. 为什么有时候机器人不是沿着直线前进的？
（学生实验）
（教师引导）
设计意图：
这是一个实践环节，目的是帮助学生们能够初步熟悉平台的界面。
第5课 机器人传感器
【教材分析】
本课承接前面部分的学习，在巩固旧知的基础上深入到具体操作中。在本课的学习中，通过传感器测光值这一具体操作，让学生领会传感器的工作方式和具体作用。学生在本课的学习中，应能够在实践层面理解知识，并建立相应的知识框架，为今后的学习打下坚实的基础。本课是整个机器人单元的核心课，本课的设计也具有综合性，考虑到学生的年龄特点和心理特征，应采用“玩中学、学中玩”的形式。?
【学情分析】
教师在本课的教学中，应注重理论与实践相结合，最大程度地让学生动手实践，可用分小组教学的组织形式，要保证每位学生都能够有机会动手，避免部分能力较强的学生总是占有了学习资料。分层教学的运用在本课也显得尤为重要，需要老师细心、耐心引导。
【教学目标与要求】
能够了解传感器的基本概念，掌握用光线传感器测光值的过程，理解传感器在机器人中的重要意义，由此培养学生处理、加工、应用信息的能力。
【教学重点与难点】
重点：了解传感器的工作原理。
难点：传感器是如何在机器人上发挥作用的。
【教学方法与手段】
实验法、主题活动。
【课时安排】
安排2课时。
【教学准备】
多媒体控制软件、学生机器人。
【教学过程】
第一课时
一、展示与引入
（机器人小组汇报上节课成果）
（小组提出自己的疑问）
（师生共同讨论解决）
师：在很多酒店的大门口，都有可以自动开关的门，当同学们走近它的时候，它就会开启，让你进去了。可是当你走进门以后，它就自动关闭了，你知道这是什么原理吗？
生猜测、探索。
师：这就是神奇的传感器在起作用呢。今天，就让我们学习这种奇妙的工具。
(板书：传感器)
二、新授一（认识传感器）
（观看电影《终结者》中编程部分）
师：传感器是机器人的重要组成部分，它是机器人的器官，和人类的器官的功能相似，机器人通过传感器，感受外界的信息，并作出相应的反应。
展示常见的传感器图片。
分类：
1. 光感——灰度、红外
2. 触碰——障碍物
3. 温度——感温
4. 声音——麦克
（演示实物）
三、新授二（传感器的工作方式）
师：人的感觉器官分很多类别，有的管理我们的触觉，有的管理我们的嗅觉，有的管理我们的听觉，有的管理我们的视觉。机器人的传感器也有很多种工作方式，我们来看看其中最重要的几种：
1.灰度传感器
2.红外线传感器
3.触碰传感器
（学生观察实物）
（教师引导学生观察外形的不同）
生以机器人小组为单位，分部参观实物，并探索其中的工作原理。
第二课时
一、新授三（测光值）
我们以测光值为例，来实践下传感器的具体工作过程吧！
1. “系统设置”——“传感受器设置”命令，设置通道0为“灰度传感器”。
2. 添加一个“条件循环”控件。
（1）添加一个“灰度传感器”控件：设置属性为“灰度传感器（1通道）”。
（2）添加“液晶显示”控件，选择“属性”，“第一行设置”的“显示变量”设置为“灰度传感器（0通道）”
（3）保存程序。
3. 下载程序。
（1）“编译”。
（2）下载线将计算机与学生机器人主板接口连接。
（3）将程序下载到学生机器人的主板芯片。
4. 启动机器人。
运行学生机器人。
（教师演示一遍）
（分各个学习小组，由小组组长演示第二遍）
（自我练习实践）
二、巩固与思考
师生讨论：
1. 通过传感器测光值的活动，你有什么收获？你还希望让机器人做哪些动作？
2. 你能画出机器人要能够运动的一般流程图，并给它一定的说明吗？
3. 如果请你设计，你会给机器人哪些传感器呢？它们各有哪些作用呢？
第6课 机器人循光
【教材分析】
在“学生机器人”中，红外传感器是重要的传感器之一，学习对它的参数进行设置也为“机器人沿线”等活动打下了基础。因此，本课属于承上启下的基础课程。在知识结构上介于简单程序和较为复杂的程序（如条件循环语句等）之间，需要教师细化教学内容，并帮助部分学生理解这个程序的流程。
【学情分析】
学生在前几课的学习中，已经学会如何让机器人执行基本的命令了。在这节课的学习中，可以通过实际遇到的各种情况理解分支结构的意义，让学生有更多的感性体验。
【教学目标与要求】
了解红外传感器的工作原理，通过体验单分支结构语句的含义，能够在“机器人平台”中编写机器人循光运动的程序。依据过程图进行程序设计，通过设计任务让学生在探索中得到思维的培养，发挥学生的自主学习能力，在小组合作中让学生自主探究、动手实践，并以学生已有知识为前提进行点拨与启发。培养规范的机器人运动编程步骤，激发学生的多选择性创新思维能力。
【教学重点与难点】
重点：单分支语句的理解与程序设置。
难点：多种情况下机器人的不同应对程序。
【教学方法与手段】
任务驱动、自主探究、分组协作、启发式教学。
【课时安排】
安排1课时。
【教学准备】
主题器材、学习单、教学课件。
【教学过程】
一、生活导入，提出问题
播放视频：《机器人清洁工》
猜一猜，为什么机器人能自动识别地面，并将地面清扫干净呢？
2. 学生畅所欲言。
3. 今天，老师就给大家介绍引导机器人前行的一种策略——循光。
板书：《机器人循光》
二、过程一：原理认知
1.机器人演示：
机器人遇到强光时发出鸣叫。
2．探索：机器人在什么情况下会叫？它怎么知道前方有情况呢？
交流讨论结果。
红外传感器
判断条件：是否有障碍。
执行动作：有障碍时，鸣叫。
3. 认识红外传感器的工作原理。
（红外传感器就像蝙蝠一样，从它的红外发光管中发出红外线，并用接收管来检测是否有反射光，判断是否有障碍物）
4.绘制程序流程图。
（同步填写学习单）
三、过程二：语言理解
1.认识单分支结构。
单分支是代表一种情况下，机器人如何活动……
2.教师示范如何按照流程图来编写机器人遇障碍后的程序。
3.发言学生尝试实践操作。
4.教师指导并组织交流。
如果选择“是”，机器人会如何运动？如果选择“否”，会有什么情况呢？
四、任务一：机器人循光
任务1：机器人IO6遇到强光时红灯亮，没光时灯灭。
1．小组讨论分析流程，填写学习单。
2．教师巡视辅导学生。
3. 组织学生交流学习成果。
在“执行模块”中，能够实现判断功能。右击图标，在“属性”选项中选择。IO6就是指机器人前方的红外传感器。
情况一：完成任务的小组演示。
没完成任务的小组修改方案。
情况二：对于编程有错误的小组，其他小组帮助共同分析寻找解决方法。
已完成任务的小组帮助解决问题。
情况三：不同的编程方法。
学有余力的小组深入探索。
五、任务二：机器人追光
任务2：机器人遇光停（IO6）
1.带领学生分析流程程。
2.小组讨论后汇报思路。
3.各小组实践尝试。
4.教师指导并收集有效资源。
5.组织学生讨论成果。
六、分层：四面八方
多维度的机器人循光技巧。
带领学生讨论如何实现？
有几种实现的方法？
七、总结与信息文化
1.反思：本节课解决了什么问题？你是如何解决的？
2. 文化：
从机器人的发展史中感受信息文化的气息，激发学生对学习的热情。
第7课 机器人沿线行走
【教材分析】
本课是机器人单元中难度较大的一课，综合性很强。本课涉及传感器的使用、电机的使用、变量的使用、条件循环程序设计和分支结构程序设计，是一节机器人知识综合运用课。由于本课容量较大，要讲透所有的知识点需要两课时。传感器和电机的使用、条件循环和分支结构程序设计作为第一课时，程序的完善和调试作为第二课时。具体而言，第一课时讲机器人沿线行走的前三种情况（直走、左偏、右偏）及变量的使用，第二课时讲机器人行走的后两种情况（完全左偏、完全右偏）。从整体上看，本课主要让学生理解机器人沿线行走的原理是通过灰度传感器来不断地判断自己行走时的状态，并通过修改电机参数来进行实时调整。
【学情分析】
本课的教学对象是小学六年级学生，我仔细分析学情后发现，本课的教学难度较大，所以在教学过程中应注重对学生进行科学的学习方法的培养和训练。结合本节课我设计了三个任务，明确要求，在较难的环节有自学提示卡帮助，注重培养学生的自主学习能力。在完成任务过程中，提倡邻近的同学互相帮助，培养孩子们的合作精神。
【教学目标与要求】
了解沿线追踪比赛规则、灰度传感器的工作原理，学会检测“学生机器人”向左偏、向右偏、完全左偏、完全右偏的情况，学会编写机器人沿轨迹线行走程序。以自主探究学习、合作学习的方式，掌握编写机器人沿轨迹线行走的程序，逐步培养学生的创造性思维能力，让学生在解决问题的过程中，体会成功的快乐。
【教学重点与难点】
重点：学会在系统设置中添加和设置灰度传感器，学会检测“学生机器人”向左偏、向右偏、完全左偏、完全右偏，学会编写机器人沿轨迹线行走程序。
难点：学会检测“学生机器人”向左偏、向右偏、完全左偏、完全右偏，理解max变量的含义，学会编写机器人沿轨迹线行走程序。
【教学方法与手段】
实验法、任务驱动法。
【课时安排】
安排2课时。
【教学准备】
学习者能够基本熟悉机器人的原理。
【教学过程】
第一课时
一、视频导入
播放“机器人沿线走比赛”视频。
师：机器人沿线走比赛就是沿着地图上的轨道竞速行走，让我们也来进行一场机器人沿线走比赛吧！
引出本课课题——《机器人沿线行走》
设计意图：
积累感性经验，让学生直观感受机器人沿线走的过程。
二、新授：机器人沿线走的原理
师：行走是机器人的基础动作之一，那它是如何识别地图上的轨迹线的呢？
生：交流讨论。
师：轨迹线和场地颜色的灰度值有较大的差异。机器人就是通过灰度传感器来判断行走时的位置，然后及时调整行走方式，保证始终沿着轨道行走。
师：我们在之前就已经学习过灰度值的概念，让我们一起来回顾一下。请同学们分组上来测试一下场地和轨迹线的灰度值分别是多少。
生：分组测试灰度值并记录。
师：通过刚才的机器人测灰度值，请结合“机器人沿线走比赛”视频，想想看在机器人沿线行走的运动过程中，机器人与黑线之间一共有哪几种情况？
生：交流讨论。
五种情况：机器人完全在线上，机器人向左偏，机器人向右偏，机器人完全左偏，机器人完全右偏。
师：我们需要依据机器人在运动过程中与黑线的位置关系，来编写相应程序。
设计意图：
回顾旧知识，消除学生对新知识的陌生感，为接下来的教学作铺垫。
三、编写程序
师：下面我们就开始编写机器人沿线行走的程序。
1.新建一个程序。
2.自定义两个变量black、max。black表示场地和轨迹线感光值的中间值，max表示机器人在运行中的状态。
师：black的值就是我们刚刚测试的场地和轨迹线的灰度值的中间数，同学们算算是多少。
生：计算black的值。
师：关于变量max，我们可以事先规定好，max=0表示机器人向左侧偏，max=1表示机器人向右侧偏，max=2表示机器人在轨迹线上。我们可设定max的初始值为“2”。
生：定义变量black、max，完成程序初始化操作。
师：下面我们需要设置灰度传感器。
1.单击“系统设置”菜单中的“传感器设置”命令，设置“通道1”和“通道2”都是“灰度传感器”。
2.在工作区添加两个“灰度传感器”控件，分别设置属性为“灰度传感器（1通道）”和“灰度传感器（2通道）”。
生：完成灰度传感器的设置操作。
设计意图：
万事开头难，详尽细致的演示过程帮助学生克服难点知识，引导学生一步步进行操作，以便开始程序部分的学习。
四、情况一：机器人在黑线上
师：下面我们先来编写机器人完全在线上时对应的程序。
1.添加一个“单分支”控件，设置其属性为“条件一：灰度传感器（1通道）的值≤black”与“条件二：灰度传感器（2通道）的值≤black”。
2. 在该“单分支”控件中添加一个“直流电机”控件，设置“直流电机1：正传 速度15”“直流电机2：正传 速度15”。
生：完成机器人在线上时的程序编写。
设计意图：
从最简单的情况入手，开始编写程序，树立学生对本课编程部分的信心。
五、情况二：机器人左偏
师：地图上的轨迹不总是直线，在遇到转弯或曲线时，机器人就会由于惯性而偏离黑线，这时我们就要对机器人的运动方向进行校正。我们先来思考一下，当机器人向左偏的时候，传感器会读到怎样的灰度值呢？
生：交流讨论。
师：当机器人向左偏时，左边的传感器就在地图的白色区域，而右边的传感器还是在黑色的轨迹线上。我们可以根据这个来编写机器人左偏时对应的程序。
1.添加一个“单分支”控件，设置其属性为“条件一：灰度传感器（1通道）的值﹥black”与“条件二：灰度传感器（2通道）的值≤black”。
2. 在该“单分支”控件中添加一个“直流电机”控件，设置“直流电机1：正传 速度15”“直流电机2：停止”。
生：完成机器人左偏时的程序编写。
设计意图：
过渡到较为复杂的情况，引导学生在实际环境中更好地理解该段程序的意义。
六、情况三：机器人右偏
师：机器人右偏的情况与左偏正好相反，我们该如何编写该段程序呢？
1.添加一个“单分支”控件，设置其属性为“条件一：灰度传感器（1通道）的值≤black”与“条件二：灰度传感器（2通道）的值﹥black”。
2.在该“单分支”控件中添加一个“直流电机”控件，设置“直流电机1：停止”“直流电机2：正传 速度15”。
生：完成机器人右偏时的程序编写。
设计意图：
该部分编程给了学生更多自主操作的机会，既检测学生之前的学习效果，又锻炼学生举一反三的能力。
第二课时
七、情况四：机器人完全左偏
师：在我们之前所考虑的左偏和右偏的情况下，机器人都是还有一半边在轨迹线上的。但当机器人完全脱离轨迹线时，情况就不同了，传感器又会读到怎样的灰度值呢？
生：交流讨论。
师：当机器人完全左偏时，左右边的传感器就都在地图的白色区域上了，这时max的值为0。我们可以根据这个来编写机器人完全左偏时对应的程序。
1.添加一个“单分支”控件，设置其属性为“条件一：灰度传感器（1通道）的值﹥black”，“条件二：灰度传感器（2通道）的值﹥black”以及“条件三：max=0”。
2.在该“单分支”控件中添加一个“直流电机”控件，设置“直流电机1：正传 速度15”“直流电机2：反转 速度2”。
生：完成机器人完全左偏时的程序编写。
设计意图：
引发迁移，在已有知识的基础上，让学生对机器人沿线走的另两种情况有更加深刻的理解，并得出解决问题的策略。
八、情况五：机器人完全右偏
师：机器人完全右偏时，左右两边的传感器也都在地图的白色区域上了，我们只能根据max的值来区分完全右偏和完全左偏。完全左偏时max的值为0，而完全右偏时max的值为1。请同学据此来编写机器人完全右偏时对应的程序。
1.添加一个“单分支”控件，设置其属性为“条件一：灰度传感器（1通道）的值﹥black”，“条件二：灰度传感器（2通道）的值﹥black”以及“条件三：max=1”。
2.在该“单分支”控件中添加一个“直流电机”控件，设置“直流电机1：反转 速度2”“直流电机2：正传 速度15”。
生：完成机器人完全右偏时的程序编写。
设计意图：
举一反三，完成机器人沿线走的完整程序的编写。
九、比赛体验
师：请同学们将编写好的完整程序保存并编译，然后来进行机器人沿线走比赛吧！
生：保存并编译程序，参与机器人沿线走比赛。
设计意图：
通过参与比赛，享受学习的成果，分享成功的喜悦。
第8课 认识开源机器人
【教材分析】
本课是开源机器人模块的第1课，既是开源机器人的起始课，又是机器人模块的进阶课。本课主要内容是了解开源机器人的概念，掌握开源机器人的工作方式，能够使用xDing编写简单程序，并下载至机器人运行。
【学情分析】
六年级的学生对机器人有自己的认知，教师备课时应认识到这一点。教师可收集整理生活中的机器人例子，既与学生已有的知识经验产生连接，又能帮助学生打破思维定势，从而更准确地理解机器人的本质特点。最好能有实物“开源机器人”展示给学生，让学生对开源机器人有直观的认识。在教学环节上，考虑到学生的年龄特点，已具备一定的动手能力，建议通过“看→拆→想→装”等环节的设置，引导学生了解开源机器人的一般结构，同时在操作之前教师应给出注意事项，养成良好规范的操作习惯。在学生初步了解硬件结构后，着重介绍部分常用传感器，并请学生想一想这些传感器可以帮助我们做些什么？通过与机器人软件的链接，实际搭建某一功能的小程序，让学生体验开源机器人运行的完整流程。
【教学目标与要求】
能够初步了解开源机器人的概念，了解开源机器人的硬件结构及工作方式，能够使用xDing编写简单程序，并下载至机器人运行。活动过程中，能够根据需求，选择合适的传感器，编写程序，完成简单任务。面对开放性任务，自己能够独立思考，并且乐于动手，具有积极探求的工匠精神。
【教学重点与难点】
重点：能够使用xDing编写简单程序，并下载至机器人运行。
难点：开源机器人的工作方式。
【教学方法与手段】
任务驱动法、探究学习法。
【课时安排】
安排1课时。
【教学准备】
极域网络教室、教学课件、OSTD开源机器人。
【教学过程】
一、激趣导入
师：同学们你们见过机器人吗？
生回答，描述脑海中的机器人的模样。
师：其实，除了大家说的这些具有“人形”模样的机器人外，在我们生活中就有很多为我们服务的机器人：扫地机器人、无人机、摘草莓机器人、机械手等都是机器人。你能说说这些机器人有什么共同特点吗？
生思考并回答。
师：机器人就是一种可以靠自身动力和控制能力来实现某种功能的机器。
（出示开源机器人）今天老师还给大家带来了一款机器人，这款机器人虽然和我们想象中的有些不同，它最大的特点是可以根据我们的需求，进行二次开发或组装，来达到我们需要的功能。
（揭示课题：认识开源机器人）
设计意图：
1.从想象到具体，破除思维定势，归纳出机器人的一般特点。
2. 通过实物展示，消除对开源机器人的陌生感，说明特点，激发学习兴趣，揭示课题。
二、了解硬件结构
师：仔细观察每组的“开源机器人”，说说看它有几层结构？
生观察回答。
师：那我们试着来拆一拆，看一看。
（师提醒：仔细观察板与板之间的接口，小心拆卸）
生：拆卸“开源机器人”。
师：阅读教材，说说每一层板的名称与大致功能。
生：阅读，回答。
师：从大家的回答中，你发现每层板上都有的部件是什么？
生：传感器。
师：对了，传感器是机器人获取外界信息的“器官”，把获取到的信息转换成机器人能理解的电信号，再做传递、处理、存储、显示等。
小游戏：任务对对碰。选择合适任务的传感器。
触碰传感器 走迷宫机器人
人体红外传感器 灭火机器人
光线传感器 防盗报警器
火焰传感器 智能电风扇
上菜机器人
自动开关路灯
设计意图：
1.通过“看→拆→想→装”四个环节设置，了解“开源机器人”的一般结构。
2. 提醒机器人操作中的细节，养成正确的操作规范。
3. 讲解传感器的作用，了解常用的传感器种类。
4. 开放性任务，一题多解，培养发散性思维。
三、熟悉软件界面
师：机器人为什么会这么聪明？
生：装有程序。
师：下面就请大家打开桌面上“xDing”，观察一下它的界面和我们以前学过的Scratch 2.0有什么异同？
生观察后回答。
师：这么多相同的地方，说明它们之间一定关系密切，我们很容易就能掌握它的编写方式。不同的地方就是它的特别之处——机器人模块。通过这个模块，我们能够和实体机器人进行通信。
师演示如何连接开源机器人。
生连接开源机器人。
设计意图：
1. 通过对比，正向迁移，快速熟悉编写方式。
2. 发现不同，突出新软件的特点。
3. 了解开源机器人与软件的通讯连接方式。
三、编写小程序
师：连接好后，大家是不是都跃跃欲试了。
生：小组讨论，利用本小组有的传感器，完成一个小功能。
各小组汇报讨论方案，师选择合适的板书。
一小组演示程序搭建，师辅导。
设计意图：
1. 发散思维，技术为思想服务。
2. 正确示范，先扶后放。
五、拓展与总结
选择自己感兴趣的功能，尝试探究。
师：请你说说自己探究的功能？有什么成果？可以如何用在何处？
设计意图：
从生活中来，到生活中去，用技术改变生活。
第9课 机器人机械手
【教材分析】
本课将舵机原理加入到教学内容中，拓展了学生机器人的应用范围，帮助学生了解学生机器人的“拓展积木”和“辅助设备”。流程图的设计对学生学习机器人起到重要作用，学生能根据流程图选用合适的拓展模块来搭建需要的机器人结构，并进行必要的调试和整合。
【学情分析】
舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。本课首次把舵机运用到机器人机械手的搭建中，学生不了解舵机的作用，在教学时教师要把舵机的特点和作用讲解清楚，学生要能知道如何控制舵机。
【教学目标与要求】
了解机器人机械手活动以及舵机和红外传感器的工作原理，学会检测学生机器人机械手抓取、搬运、推动等活动，能够编写学生机器人机械手检测物体、处理物体的程序。体验学生机器人机械手程序实验过程，感受机器人模块的互动特点。
【教学重点与难点】
重点：
1. 机器人机械手程序的搭建。
2. 舵机的组合方式。
难点：
1. 学会设置舵机参数。
2. 设置学生机器人机械手抓取、搬运、推动的程序。
【教学方法与手段】
实验法、自主探究法、任务驱动法。
【课时安排】
安排2课时。
【教学准备】
舵机、部分拓展积木。
【教学过程】
第一课时
一、导入
出示车间里搬运车抓取物品、运送物品的视频。（观看视频）
师：同学们，刚才你观察到搬运车是怎样抓取物品、运送物品的了吗？
生：搬运车运动到物品前，张开手臂，将物品夹住，然后转向，将物品运送到指定地点，遇到远一点的，还将手臂伸长，再抓住物品，进行运送。
师：观察得真仔细，今天我们也可以搭建这样一个有手臂的小车来运送物品，它就是机器人机械手。（出示课题）
设计意图：
机器人机械手是机器人教学单元中运用拓展模块（舵机）进行搭建的内容之一，从观看视频出发，从而引出机械手的概念，也帮助学生了解机械手的作用。
二、认识舵机
师：在刚才同学们观看的视频中，机器人实行的动作是搬运车，搬运车在日常生活中很常见，你们见过吗？
生：汽车生产车间装配汽车零件、啤酒厂装配酒瓶盖等。（生举例说明）
师：学生机器人可以增加舵机和模块积件来完成搬运车的基本动作。这项实验是利用车前端的红外传感器和舵机来完成的。
介绍舵机：舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。舵机可以控制角度变化的速度，位置精度非常准确，可完成机器人的某些动作。
舵机有两种类型：一种是往复柱塞式舵机，其原理是通过高低压油的转换而做功产生直线运动，并通过舵柄转换成旋转运动。另一种是转叶式舵机，其原理是高低压油直接作用于转子，体积小而高效，但成本较高。
设计意图：
相对直流电机而言，舵机具有一些特性。从实际生活经验入手，让学生掌握舵机的使用方式。
三、设置舵机
师：讲解舵机的定义（操作演示）。
选中“执行控件”，选择舵机，可以对舵机进行设置。
设计意图：
理解舵机的控件模块，领略设置方式。
四、认识机械手
师：机器人搬运货物的运动主要通过机械手来完成，机械手的主要是使用两个舵机控制机械手臂，从而完成搬运、推动等动作。
学生根据要求，动手搭建机械手拓展结构模块。
（教师巡视辅导）
设计意图：
搭建机械手拓展结构模块是本课教学的重点，需要教师和学生共同认真、仔细地完成。
五、本课小结
这节课我们主要了解机器人机械手的工作原理及所需模块，也尝试动手搭建了机械手拓展结构模块，同时学习了简单设置舵机，下节课我们将对搭建好的机械手进行程序编写。
第二课时
一、编写机器人机械手流程图
师：搭建一个简单搬运夹，再利用机器人前端的红外传感器来检测前方是否有物体，如果有物体就将其搬走，如果没有物体则继续前进。
（学生自行搭建）
师：机械手由3个舵机、若干个结构模块、2～3个舵机链接等组成。
设计意图：
通过设计流程图，让学生理解机器人机械手运动的基本原理，为后面的学习打下基础。
二、机器人机械手程序编写
1. 新建一个程序。
2. 设置第一个舵机。
加入一个重复执行语句，在机器人模块中选择“设置舵机接口1 红色5V 橘色信号 棕色GND 输出角度为90°”模块，加入重复语句中，设置输出角度为45°，等待1秒后，设置输出角度为0°，再等待1秒。
3. 设置第二个舵机。
继续设置第二个舵机的输出角度，设置舵机接口4的输出角度为135°，等待1秒后，将第二个舵机的输出角度设置为45°，再等待1.5秒。
4. 设置第三个舵机。
继续设置第三个舵机的输出角度，设置舵机接口5的输出角度为30°，此时，机械手夹具打开，等待1.5秒后，设置舵机的输出角度为105°，此时，机械手夹具闭合，再等待1.5秒。
5. 设置机械手抓取的动作程序。
继续加入“设置舵机接口1 红色5V 橘色信号 棕色GND 输出角度为90°”模块，分别设置舵机接口为4的输出角度为45°、等待1.5秒后，再设置第二舵机的输出角度为135°。等待1.5秒后，舵机接口1的输出角度为45°，等待1秒后，设置它的输出角度为90°，再等待1秒。此时，机械手完成先回收再旋转90°的动作。
6. 设置机械手搬运动作的程序。
设置舵机接口4 红色5V 橘色信号 棕色GND 输出角度为45°，等待1.5秒后，再设置舵机接口5的输出角度为30°。等待1.5秒后，舵机接口5的输出角度为105°，等待1.5秒。
舵机接口4的输出角度为90°，等待1.5秒后，设置舵机接口4的输出角度为135°，再等待1.5秒。此时，机械手完成先向前伸，再将夹具打开，再闭合夹具，回收机械手的动作。
7. 上传程序。
保存完整程序，上传Arduino程序至Arduino主板上，下载到机器人机身上，进行活动实验。
设计意图：
教师将程序的详细过程编写出来，并且及时上传Arduino程序至Arduino主板上，下载到机器人机身上进行实践活动，让学生感受程序由文字变为机械手的实际运动。
三、学生机器人机械手实验
生：根据教师的指导，修改机械手的结构，编写机械手的程序，尝试实验。
（学生动手操作，教师巡视辅导）
设计意图：
给予学生充分的练习时间和实验机会，让学生感受机械手的乐趣。
四、总结与展示
学生按组轮流展示实验情况，并进行小组间评价，再进行修改展示。
教师及时总结，鼓励创新。
设计意图：
总结实验情况，查漏补缺，为参加机器人比赛奠定基础。
【教学反思】
本课通过教学让学生了解到机械手搭建中，舵机的运用与直流电机的区别，以及舵机的特殊的功能。学生在设置舵机参数和设计学生机器人机械手抓取、搬运、推动的程序时感到难度较大，但是由于事先提供了流程图，也让学生在程序编写时有条不紊，体现了流程图的重要性。
第10课 扫地机器人
【教材分析】
基于传感器的机器人的学习和应用是随着信息技术应运而生的教学内容。本课从生活出发，将扫地机器人作为教学内容，综合应用传感器和舵机的相关知识，设计能实现避障和清扫操作的扫地机器人。教学内容主要分为任务分析、模块搭建和程序编写与运行。教师在教学时可以先让学生观察扫地机器人，引导学生分析设计扫地机器人的任务，再展开教学。扫地机器人的学习是在超声波传感器实践应用的基础上展开的，主要要求学生学习拼搭舵机，再结合已学的避障程序进行舵机程序的添加，因此建议通过迁移应用实践于课堂。
【学情分析】
根据皮亚杰的认知发展规律可知，六年级的学生已经具备了一定的逻辑思维能力，能通过任务的铺垫分析扫地机器人的工作任务。学生在本课之前的学习中，已经接触了实体机器人的应用，编写扫地机器人的脚本尚在学生的实践能力范围内。但本课加入了舵机的拼搭和使用，这对学生的操作能力又提高了一个要求，可以结合学生的实践探究和教师的搭建分享展开学习。
【教学目标与要求】
理解“如果 那么 否则”语句的含义，学会拼搭扫地机器人，理解超声波测距传感器的应用原理，完成避障程序搭建。通过分析扫地机器人的任务，体验思维和分析的过程，初步掌握问题分析的基本方法。通过扫地机器人功能的实现，感受机器人的可实践性，感受信息技术发展的变化，形成乐学的学习态度，产生了解技术发展的愿望。
【教学重点与难点】
重点：理解“如果 那么 否则”语句。
难点：理解避障程序和清扫程序的顺序关系。
【教学方法与手段】
本课采用任务驱动法，让学生在有引导的教学环境中围绕任务进行分解，在小组讨论的过程中进行知识迁移，运用已有知识不断优化分解的各个任务，最终整合实现扫地机器人的任务效果。
【课时安排】
安排1课时。
【教学准备】
教学课件、教师用演示文稿和学生用演示文稿。
【教学过程】
一、情景导入
师：同学们，今天老师到家看到了这样的场景！（出示图片）怎么办？工作一天已经很累了，我想偷个懒，能有个机器人帮帮我吗？
生提出让机器人来清洁。
师：对呀！有扫地机器人，商场里看到过很多呢！其实我们也能自己来设计扫地机器人，今天跟着老师一起来学习扫地机器人！（板书：扫地机器人）
设计意图：
通过提出生活实践中的问题，让学生初步形成解决问题的意识，并揭示主题“扫地机器人”的搭建。
二、实践探究
1. 项目分析。
师：扫地机器人要有些什么功能？
（学生回答，提出需要有避障和清扫的功能）
师：那你能说说有这样功能的机器人是怎么运作的吗？
生：测距—距离大—前进—清扫，距离小—后退—转弯。
（教师结合分析列出流程图）
师：按这样的过程我们就可以实现扫地机器人了！
2.搭建扫地机器人模块。
师：我们接着就要拼搭扫地机器人！我们用小车控制前进，再把测距的超声波传感器安装上，那用什么清扫呢？（演示部分拼搭，提出清扫工具的选择）
师：我们就把清扫工具用舵机连接起来，这样当舵机左右转动的时候，就可以实现清扫的功能了。
（教师演示机器的搭建，学生模仿操作，完成扫地机器人的搭建）
设计意图：
1.通过项目分析将扫地机器人的任务具体化、直观化，让操作任务更简单。
2. 通过教师的演示，规范模块拼搭的方法，减少因搭建造成的任务困难。
三、操作实练
1. 编写机器人避障程序。
师：扫地机器人前进的过程中还有哪两部分运动？
生：机器人在前进的过程中的避障和清扫。
师：那我们就把两个分开看。我们先看避障。避障怎么做？提示，联系超声波传感器的测速功能，谁能对照流程图说说避障的过程？
（老师提前测值并填在流程图）
生：机器人测距，当它值小于20 cm的时候，机器人左转转速200，当值大于等于20 cm的时候，机器人前进，转速为100。
师：很好，那在这里，老师可不可以换个说法，如果小于20 cm，那么机器人转动，否则机器人前进？
生：可以。
师：老师用到了一个新的语句“如果 那么 否则”，你能在软件中找到吗？请你试试将避障程序搭建成功。
（学生指出控件，并搭建初步脚本）
2.编写机器人扫地动作。
师：机器人还有一个运动是什么？
生：扫地。
师：扫地的时候，小扫把是左右转动着扫的，这里我们就用舵机（演示一半程序），设置“舵机接口1红色5v 橘色信号 棕色GND 输出角度为0”，清扫时要这样扫，那么输出角度还要变化为多少？
生：180度。
师：中间我们添加一个停顿，才能实现清扫。
3.组合并优化扫地机器人程序。
师：现在你能根据流程图将机器人的两个主程序结合了吗？
生：能！
（学生演示程序混合，教师解决问题）
（1）添加停顿时间。
（2）两个主程序无需再嵌套。
（3）“重复执行”控件必须添加。
4. 下载并调试执行。
师：程序觉得没问题，请你下载到小车试一试吧！
（学生操作调试运行，反馈问题）
设计意图：
1.任务化整为零，分段分析降低任务难度。
2. 引导学生对照流程图思考程序，掌握基本的逻辑思维方法。
3.通过语言表达的转变，提出教学重点“如果 那么 否则”语句。
4. 通过演示法，明确“舵机”控件的使用方法，在演示中触发学生的思维，突出舵机的运动方式。
5. 化零为整的程序体验让学生轻松完成任务，体验不断调试和优化带来的改善。
四、小结拓展
今天这节课，我们成功地实现了扫地机器人的搭建和程序的编写，学会了一个新的控件叫作……
（生答：“如果 那么 否则”）
学会看流程图，根据流程图写程序，看来同学们的逻辑思维棒棒的！更可贵的是，同学们今天把复杂的任务分成了两个小任务再合成，我们在生活中也可以用这样化整为零，再化零为整的方法处理问题。
设计意图：
1.复习巩固，加深学对本课知识点的掌握。
2.学习机器人的搭建和程序的编写，更将逻辑思维和操作方法作为教学的重点。
第11课 机器人灭火
【教材分析】
本课是机器人单元中综合性较强的一课，主要的学习内容是火焰传感器。通过硬件与软件的结合，利用强风灭火的原理来实现机器人灭火，是本课的主要教学过程，这对于培养学生的想象力、创造力和动手能力都有很好地促进作用。
【学情分析】
本课的教学对象是小学六年级学生。对他们来说，本课的程序编写难度不大，但考虑到机器人灭火实验的成功率不高，因此要重点讲解火焰传感器的工作原理和强风灭火的原理，这样有助于学生在搭建灭火机器人时，能更加仔细地思考选择火焰传感器和风扇的搭载位置，提高实验成功率。另外，本课实验需要用到火，所以还是存在一定的安全隐患，为了确保实验能够安全有序地进行，在教学过程中要跟学生强调试验规则，提高学生安全意识。
【教学目标与要求】
认识火焰传感器，了解火焰传感器侦测火源的原理和应用方式及强风灭火的原理。以自主探究学习、合作学习的方式掌握编写机器人检测火源并灭火的程序。学会搭建灭火机器人小车和编写机器人检测火源并灭火的程序。帮助学生了解机器人功能的多样性，进而提升机器人创作编程的兴趣。
【教学重点与难点】
重点：了解火焰传感器侦测火源的原理和应用方式，了解机器人灭火的工作流程，学会搭建灭火机器人小车。
难点：学会编写机器人检测火源并灭火的程序。
【教学方法与手段】
自主探究法，合作学习发，任务驱动法。
【课时安排】
安排1课时。
【教学准备】
学习者能够熟悉机器人的基本部件搭建和行走的程序编写。
【教学过程】
一、情境导入
播放“家用灭火机器人”视频，引出本课课题——《机器人灭火》，同时给出问题“视频中的灭火机器人是如何工作的”，引导学生探索灭火机器人的基本功能。
功能一：侦测火源。
功能二：熄灭火焰。
设计意图：
从生活需要出发，引出认知需求，为本课的教学提供学习需求；同时体现出火焰传感器的实践应用意义。
二、新授：
灭火机器人工作原理 基于灭火机器人的两项功能，教师指出，侦测火源的传感器为火焰传感器，可以灭火的机械装置为风扇，并给出相应的思考问题，供学生对认知过程进行反思。
问题一：火焰传感器是如何侦测火源的？（使用特制的红外线接收管，接收火焰发出的特殊波长的红外线）
问题二：风扇为何能够灭火？（将空气高速吹向火焰，使燃烧的物体表面温度迅速降至燃点以下，即强风灭火）
设计意图：
通过问题引导学生思考，让学生了解火焰传感器工作原理和强风灭火的原理。
三、任务一：搭建灭火机器人
在了解了灭火机器人中火焰传感器和风扇的作用之后，尝试将它们搭建到机器人上。（选择合适位置进行搭建，注意灭火机器人结构的合理性）
搭载火焰传感器：
搭载风扇：
设计意图：
学生分小组合作完成。 学生通过动手搭建灭火机器人，将对其结构更加清楚。
四、任务二：编写灭火机器人程序
在搭建好灭火机器人之后，出示一组语句的文字表述——“如果火焰传感器侦测到火焰，那么机器人停止、风扇启动，否则风扇停止、机器人前进”，以此让学生了解火焰传感器语句的实际含义。
学生明晰了灭火机器人程序的逻辑结构之后，教师分步演示程序的编写过程，在演示过程中再次帮助学生树立程序逻辑。基于“如果 那么 否则”的条件语句，搭建灭火机器人程序。
1.新建程序并设置火焰传感器的接口。
2.设置检测火源的程序。
3.设置风扇的转动和机器人行走程序。
学生分小组，合作完成灭火机器人程序。
设计意图：
在程序编写前，先让学生了解灭火逻辑框架，再进行灭火逻辑语句的分析，让学生深入地理解机器人灭火的原理，为后续的程序编写建构起有效的支架。
五、评价总结
学生完成灭火机器人程序并下载到机器人主板后，教师引导学生进行实验，强调实验规则：
1.规范操作：实验时有序排队，完成后尽快取走小车，不要用手直接触碰蜡烛，以免烫伤！
2.距离适当：火焰传感器与火焰的距离要适当，太远侦测不到火焰，太近则易被火焰损坏。
3.车速合适：智能灭火巡逻小车的车速要合适，以免撞上蜡烛或冲出场地。
学生分组在实验场地上进行实验，根据实验场地的实际环境，调试机器人的各项参数，通过反复调试，最终完成智能灭火巡逻小车的制作，并进行组间竞赛。（场地路线上放置了3个蜡烛，比比哪组灭得多）
设计意图：
在保障安全的前提下让学生参与体验，切实感受智能灭火巡逻小车的工作流程，并通过小组竞赛的形式，检测学生的课堂学习效果，让学生进一步体会机器人的魅力。
课堂板书
第12课 声控机器人
【教材分析】
本部分内容的学习是在学生已经认识机器人的基础上进行的。学生对于机器人已经有了一定的了解，在此基础上本节课将声音传感器引入课堂，通过设置声音传感器接受声音的域值来控制程序。
【学情分析】
学生在学习这一课时有着较为强烈的实践需要，本课可操控的范围较大，属于实践性的内容。因此，在本课的教学中，教师要安排适宜的课时比例，并能配备充足的实验器材，保证实验的有效性。
【教学目标与要求】
了解声音传感器的工作原理，掌握编写声控机器人的程序。在团队的氛围中，进行一次有意义的机器人活动，培养学生的逻辑思维能力、自主探索学习的能力和遇到问题想办法解决的能力。
【教学重点与难点】
重点：理解和掌握声控机器人程序的编写。
难点：搭建声控机器人的过程。
【教学方法与手段】
讲授法、任务驱动法、辅导矫正法。
【课时安排】
安排2课时。
【教学准备】
声音传感器及程序编写软件。
【教学过程】
第一课时
一、生活引入，揭示课题
展示与微软机器人“小冰”的对话。
师：聪明的机器人“小冰”已经能够和人类对话了，但它是一个虚拟的对象，那怎么让机器人能听懂我们的话呢？大家有哪些主意？
师生讨论。
设计意图：
从学生生活出发，同时引出新问题。
师：今天，老师就给大家介绍声音传感器来控制机器人的运动。
设计意图：
头脑风暴，激发集体智慧。
二、初识声音传感器
生看书自学，了解什么是声音传感器，教师再加以讲解。
1. 声音传感器：由一个小型驻极体麦克风和运算放大器构成的。它可以将捕获的微小电压变化放大100倍左右，放大后的电压能够被微控制器轻松地识别，并进行AD转换，输出模拟电压值，通过采集模拟量电压就可以读出声音的幅值，判断声音的大小。
2. 主要功能：检测周围环境是否有声音，当外部有声音的时候，传感器会把接收到的声音转化为电信号，并传输给机器人。
师：我们要以信息技术的方式来描述它工作的过程，就要用到之前学习过的流程图的知识描述它，现在大家看黑板。（PPT出示流程图）
设计意图：
看着这样的流程设计，机器人好像能够听懂我们的指令，并根据指令运动了，那我们赶紧来搭个机器人来实验实验吧。
三、巩固：搭建机器人
搭建声控机器人：
先搭建一个灭火机器人，然后将声音传感器与数据线相连。
最后将连接好的声音传感器连接到开源机器人的物联网扩展板的5号端口上。
声音传感器与物联网板连接图
声控机器人的完整工作图
PPT展示完成图。
设计意图：
搭建机器人，让学生可以在实际的环境中去编写程序和理解程序。
第二课时
一、编写程序
师：机器人搭好了，想要运行，仅仅有流程图是不够的，我们还需要将它转化成程序，那么我们今天学习声控机器人的程序该如何编写呢？
【想一想】对照流程图想一想，我们需要哪些模块？我们如何去读取传感器的数值？（设置变量）
教师演示如何设置声音变量，强调变量名称一般用字母来命名，不能使用中文和数字。
【试一试】根据流程图尝试自己搭建通过声音传感器控制机器人前进的脚本。
展示学生的脚本程序，若遇问题，解决问题。
设计意图：
上传程序，进行声控机器人活动实验。
二、拓展
想一想，除了控制机器人行走，声音传感器还可以做哪些活动？
小组合作设计程序，进行实验。
设计意图：
小组合作拓展。
三、总结与回归
声音传感器加上编程还可以实现很多功能，让机器更智能。你们看，（视频展示）声音传感器控制的盲人避障设备，帮助盲人上街行走。
设计意图：
回归生活中应用。
第13课 物联网就在身边
【教材分析】
本课是《小学信息技术（6年级）》教材的教学内容，目的是要让学生通过这节课走近物联网、认识物联网。它是学生以后深入物联网的一个前奏，所以要从学生身边的物联网应用入手，通过启发与发现、观察与思考、讨论与体验，学生逐步了解物联网应用的当今与展望。
【学情分析】
本课教学对象是小学六年级学生，他们已经对互联网技术的应用有了一定的了解，而对于物联网技术的了解更多的是来自于生活中的应用，但对“概念”的理解还是比较模糊的，所以要让学生亲身体验物联网技术的应用给我们的生活带来的方便，并尽量通过讨论、实践与想象进行设计，发挥学生的能动性，让全体学生都能自主探索并获取新知。
【教学目标与要求】
1. 体验生活智能应用案例，知道物联网的基本概念。
2. 在体验与实践相结合的过程中感受物联网的应用，激发学生的好奇心和探究欲望。
3. 通过对实验器材的实践，了解传感器的作用，并设计相关的物联网实际应用。
4. 通过分组讨论、小组合作等方式开展多种形式的团队合作，培养学生的动手能力、解决实际问题的能力，并提高团队协作能力。
5. 通过视频展示、亲自实践、创意设计等环节，提高对物联网及其应用的认识。
6. 能辩证地认识物联网技术对社会发展、科技进步和日常生活产生的影响。
【教学重点与难点】
重点：物联网的应用与特征。
难点：物联网的基本概念。
【教学方法与手段】
学生体验，大胆猜测；信息交流，总结提炼。
【课时安排】
安排1课时。
【教学准备】
多媒体机房，实验器材，教学课件等。
【教学过程】
（暖场视频）
师：同学们，在上课前老师想跟大家一起来分享一段奇妙的视频。
播放视频，学生观看。
师：同学们，上课。
过渡：刚才大家看到的“百度神灯”在不久的将来就能成为现实，而老师这里也有一盏“神灯”，大家想来体验一下它的神奇吗？
一、魔法激趣，情境导入
师：老师可以用魔力来控制它，“开”“关” 演示，神奇吧？
师：猜一猜，老师用了什么魔力？
生：声音、遥控……
师：遥控？嗯，有点接近答案了。
师：声音？你来试试。
师：那么到底是什么呢？秘密就在这部手机里。
师：你们再来猜一猜，老师用了什么魔法？
生：（短信、网络、微信……）
小结：刚才利用手机通过网络控制了灯的开关。
师：除了手机，还可以用什么设备？
（相机板书：手机（电脑）…… 网络 灯）
【设计意图】课堂初始利用小米的智能家居设备表演小魔术，以鲜活的例子抓住学生探究的心，激发了学生的学习兴趣，让学生发现物联网技术的特殊性，从而产生强烈的好奇心，由此为后续的学习埋下伏笔。
二、学思践悟，走近物联
1. 变一变——网络无处不在
师：老师再表演几个魔术，想看吗？请看，这是老师的办公室（摄像头），可以给电水壶烧水（演示），这是空气净化器（演示开、关）。
师：大家思考一下，你家的电灯、电水壶有这种魔力吗？和老师的有什么不同？
生：没有这样的魔力。要达到这种魔力必须要有网络。
师：是的，这些电水壶、空气净化器等电器+网络就成为一种智能电器，这就是一种加法发明法。同学们要是掌握了这种方法，也能成为一名伟大的发明家。
（相机板书：电水壶 空气净化器……）
2. 猜一猜——传感器妙趣多多
师：（打开手机的控制界面）刚才老师就是用这个控制电器的。哪位同学想来体验一下？
生：上台学习演示开关电器。
师：其实啊，老师不但能开关空气净化器，还能了解办公室的空气质量。（让学生观看手机控制界面上的PM值）大家来猜猜，手机怎么会知道的？
生：手机上装了个东西……
师：老师告诉大家，空气净化器里有一个部件，它能像我们的鼻子一样，感受到空气的质量，这种部件我们给它取一个名字——传感器。
（相机板书：传感器）
师：这些传感器非常厉害，它就像我们的感觉器官一样，有的像耳朵能听到，有的像眼睛能看见，有的像鼻子能闻到，还有的像皮肤能感觉到，它们都是智能电器的一个重要组成部分。
【设计意图】传感器是物联网技术的一个重点，也是课堂教学中的一个难点，通过让学生猜一猜，将传感器与人体感觉器官类比，从而化抽象为形象，帮助学生深刻理解传感器的作用，为后面物联网的创意设计做铺垫。这样的设计既活跃了课堂气氛，同时也让生活实践更好地融入到课堂教学。
3. 试一试——传感器神奇无比
师：传感器有这么大的作用，大家想不想来体验一下？
根据课前分组，请组长带领组员一起来体验，PPT出示体验要求：
（1）组长至老师处领取体验器材。
（2）仔细阅读器材使用说明，并按要求实验。
（3）说一说实验过程，谈一谈自己的发现，想一想传感器的作用。
（4）实验结束后请小组长拿着实验器材和使用说明汇报结果。
学生实验，老师相机指导，和学生一起探讨。
学生上台交流。
PPT出示，提醒回答的要求：我们做的实验的名称是（ ），我们是这样做实验的（ ），知道了传感器像人体上的（ ）发挥了作用。
4. 取一取——物联网顾名思义
师：刚才同学们体验了传感器的神奇。我们知道通过传感器等设备我们能感知周围的信息，通过网络可以传输信息，最终使得普通的物体有了魔力，应用更加智能。
相机板书：感知（信息） 传输（信息） 应用（智能）
师：像这些物与这些物（板书两个大圈、物）通过网络技术联结在一起，形成的一种新型的网络，你能试着给它取个合适的名字吗？
生：互联网、网络。
师：这种网络是物与物的相连，我们就叫它物联网吧。
板书揭题：物联网
【设计思路】用任务驱动和合作探究的方式让学生去亲自实践，体会传感器的神奇作用。利用思维导图概括物联网概念及其特征，将学生对物联网的认识由感性层面提升至理性层面。
三、展望未来，创意无限
1. 自学探究，漫谈应用
师：刚才我们已经初步认识了物联网，物联网不但在家居生活中为我们提供了方便，而且在其他领域也同样发挥着巨大的作用，下面请大家通过上网浏览的方式了解一些物联网的应用。
师：（PPT出示）边看边思考，你了解的是物联网应用于哪一个领域？它是怎样实现智能应用的？
请大家注意，每个组浏览一个物联网应用专题。（分配任务）
师：请你来说一说：你刚才了解了物联网在哪一领域的应用？它是怎样实现的？
过渡：老师从物联网的应用中找了一个案例，大家来看看到它是如何描述的？（PPT出示案例）
2. 创意无限，设计应用
师：通过刚才的自学研究，我们了解了物联网在其他领域的应用，看来我们的生活真的离不开物联网了。
（PPT出示）你想不想来设计自己需要的一种物联网应用呢？可以用文字或者图画的形式完成创意。（老师有个小提示：这种应用可以是较实际的，也可以是未来才能实现的）
师：大家可以开始讨论，一组至少完成一个创意。
展示并读出自己的创意。
师生评价。（贴在黑板上）
师：学生说学生评，师可以适当补充。这位同学的设计有哪些优点，你觉得如果再加上些什么创意会不会更好？
过渡：同学们的想象力非常丰富，相信在不久的将来，你们的设计将通过你们的巧手实现。
【设计意图】先浏览网页再漫谈你的收获，最后再设计自己的物联网应用，其目的是为了巩固学生对物联网的理解，同时拓展学生的思维空间，将理论与实际联系。利用分组讨论、小组合作等方式培养学生的团队合作意识，再通过对创意设计的交流与展示，提高学生的创新能力与语言表达能力。
四、总结提升，憧憬未来
师：今天我们通过观看视频、动手实践、创意设计等方式认识了一种新的技术叫物联网，并开始走近了物联网。（相机板书：走近）你能说说这节课有哪些收获吗？
生：物联网就是物与物的相连。通过传感器我们能感知周围的信息，通过网络可以传输信息，最终使得普通的物体有了魔力，应用更加智能。
师：如果你想更深入地了解它，那么下一节课老师将带领大家真正走进物联网，（相机板书：走进）去探索其中的奥秘。
五、板书设计
物联网就在身边
第14课 生活好帮手
【教材分析】
本课内容分为三部分。第一部分以生活中的红外感应开关为例，通过对智能红外感应门铃的探究，认识红外传感器的探测特点及作用形式（被动式）。第二部分通过扫地机器人使学生认识超声波传感器及其作用形式（主动式），了解仿生超声波雷达侦测系统。通过以上两部分的学习让学生了解物联网从感知信息到智能管控的实现途径，了解物联网设备对生活的影响。最后设计“实践园”的目的是让学生通过智能楼道灯的组建明确需要解决的关键问题，能够尝试运用适当的方法设计解决问题的方案，进一步认识物联网感知、管控的特点。
【学情分析】
学生此前已经学习过机器人，对红外传感器有一定的了解，在此基础上学习超声波传感器难度有所降低，学生对机器人编程也已经有一些基础，所以智能楼道灯方案的设计与搭建应该没太大困难。
【教学目标与要求】
1. 认识红外传感器、超声波传感器并知道其作用特点。
2. 了解常见传感器在生活中的应用。
3. 通过生活实例认识传感器是物联网中感知信息的重要设备。
4. 通过实践认识、感知“物”的信息，并实现对“物”的智能管控。
5. 通过实践操作认识传感器对生活的影响，引发学生对物联网技术在生活中应用的关注。
6. 通过创造性地解决生活中的具体问题，尝试问题建模，体验成功的乐趣。
【教学重点与难点】
重点：红外传感器、超声波传感器在生活中的智能应用。
难点：常见传感器在物联网中的作用形式。
【教学方法与手段】
本课采用教师引导、学生探讨、实验、小组合作等教学方法。
【课时安排】
安排1课时。
【教学准备】
PPT演示文稿，红外感应开关应用视频、智能红外感应门铃、扫地机器人、物联网实验器材。
【教学过程】
一、导入
在前面课上我们初步认识了物联网，那在物联网中“物”是如何感知“物”的信息，并最终实现对“物”的管控的呢？大家请看视频。
播放视频：红外水龙头、自动门、智能红外感应门铃……
提问：这些装置能够自动工作对我们生活有什么影响？它们是怎么实现的呢？
揭示：这些装置能够自动工作是因为它们的设备里面有一个红外感应开关，红外感应开关与普通开关相比有何特别之处？
【设计意图】结合学生日常生活实际，创设有效的教学情境，能很好地激发学生的学习兴趣，充分调动学生学习的内驱力，为深入理解红外传感器这一内容做好铺垫。
二、认识红外传感器
探究：老师这有个智能红外感应门铃，大家试试看，它是如何工作的？
学生探究、交流、汇报。
讨论：什么情况下它是不工作的。
讲解：在智能红外感应门铃中装有探测人体红外线的器件，若有人进入红外探测范围内，感应门铃自动报出欢迎语音，起到了礼貌问候，从而做到提醒店员有人进店和迎宾的作用。
明确：能够探测红外线并转化成电信号的电子器件叫作红外传感器。
出示：红外传感器。
提问：红外传感器是如何感知人的？
学生：讨论、交流。
出示：红外传感器作用方式图。
讲解：一般物体都在发出红外线，红外线是一种肉眼看不见的光。正常人体能发出特定波长的红外线。当人体发出的红外线进入红外传感器的感知范围内，人就被探测到了。
提问：现在你能够说说红外感应开关与普通开关相比有何特别之处？
小结：红外感应开关无须直接接触，且具有灵敏度高、反应快等优点，但红外传感器的探测范围具有一定的距离和角度限制。
【设计意图】通过讲解、讨论、汇报等形式，再通过学生自己的独立思考，解决了认识红外传感器应用这一重点，也提高学生自主分析问题、解决问题的能力。
三、认识超声波传感器
演示：在智能红外感应门铃前放置一块玻璃，移动玻璃，门铃什么反应。（没有原来灵敏）
揭示：红外传感器在探测透明物体时探测能力较弱。
视频：扫地机器人避开透明障碍物。
提问：扫地机器人在工作时是如何避开障碍物的呢？
揭示：超声波传感器。
讲解：超声波传感器是将超声波信号转换成电信号传感器。超声波是声波的一部分，是人耳听不见的声波。仿生超声波雷达侦测运用类似海豚和蝙蝠的声波探测功能，利用超声波在空气中的传播速度为已知的特点，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。
出示：超声波传感器作用方式图。
追问：超声波传感器和与红外传感器有什么异同点？
学生讨论、交流。
小结：超声波传感器和与红外传感器在作用形式上一个是主动式，另一个是被动式。
【设计意图】采用对比方式，通过讲解，形象说明了被动与主动这两个概念，更深刻理解两者工作的相同点与不同点。
四、身边的智能生活
提问：装有红外传感器和超声波传感器的设备设施，使我们的生活产生了怎样的变化？
学生交流、汇报。
小结：实现了对物的智能管控，使我们的生活更加便捷。
讲解：物联网设备依靠各种传感器实现了智能化控制，使我们的生活发生了巨大的变化。
提问：你知道生活中有哪些智能化设备使我们的生活更加便捷吗？
介绍：物联网中的与衣食住行有关的物体设备及其传感器。
小结：各种功能的传感器融入到了我们生活中的衣食住行中，并且深深地影响着我们。
五、搭建智能楼道灯系统
讲述：智能楼道灯系统就是这样一个融入到了我们生活中的物联网设备，接下来我们就用物联网实验器材来搭建一个。
讨论：要用到哪些器材？如何设计程序？
学生小组合作，搭建系统。
展示作品。
交流：在制作中遇到什么问题？怎么解决的？
【设计意图】形象、直观的机器人编程搭建教学环节为学生营造了一个生动的学习氛围，使学生有了最佳的求知态度，能积极主动把兴趣、注意力投入到学习中，并为后面类似内容的学习起到了促进作用。
第15课 智能健康设备
【教材分析】
本课内容主要分为三部分。第一部分以智能手环为例，通过对其基础功能的探讨，引出本课的核心内容——物联网中信息数据的采集、传输、呈现与解读应用，认识蓝牙通信技术。同时结合校园运动实时监测，进一步了解运动数据对形成良好运动习惯、实现健康体魄的促进作用。第二部分是在了解运动数据采集的基础上认识人体体征数据的获取、存储、分析。了解到健康类智能产品对健康数据的管理已经迈入了智能化。智能体脂秤、智能血压仪对获取体重、体脂、血压等健康数据能够进行快速获取，并科学地解读、反馈，反映身体健康状况，形成变化趋势，起到自我了解和科学监护的作用，进而改变生活中不良的作息、饮食、运动习惯等，最终达到保障健康的目的。第三部分是搭建一个智能体温检测报警系统。
【学情分析】
随着物联网健康设备及手机的智能终端的普及，许多学生已经佩戴上了运动手环，家里面也有了一些健康监测智能设备，对通过蓝牙进行数据连接方式也有一定的了解。但对一些技术细节还不太熟悉，如蓝牙的传输距离，BMI指数的检测等。
六年级学生有一定的动手能力，可以通过小组合作来搭建智能体温检测报警系统，并在体验中不断调整和完善自己的作品。
【教学目标与要求】
1. 通过智能手环、智能体脂秤、智能血压仪等健康设备，了解对健康数据的智能化获取和管理。
2. 通过智能手机与智能手环等的通信，了解蓝牙通信技术及其特点。
3. 通过对体征数据的智能化分析，知道身体数据对健康的价值意义。
4. 通过可穿戴智能健康设备，帮助学生建立良好而科学的生活及运动习惯的意识。
5. 通过对智能健康设备的体验，感受科技正在逐步影响或改变着我们的日常生活。
【教学重点与难点】
重点：了解智能健康设备对健康生活的指导与保障作用。
难点：蓝牙通信技术的连接特点。
【教学方法与手段】
体验和实验、方案设计与搭建等。
【课时安排】
安排1课时。
【教学准备】
智能手环、智能体脂秤、智能血压仪、手机或平板。
手机安装与手环、电子秤等同步的APP。
【教学过程】
一、导入：认识智能手环。
实物、课件出示：各种智能手环。
交流：这些东西是什么？有什么功能？
学生根据自己的生活经验回答。
讲述：智能手环是一种穿戴式智能设备。2011年Jawbone UP一代面世，初步定型智能手环基础功能，那就是记录人的运动情况。智能手环对日常生活中的健身锻炼、睡眠等行为进行实时监测，现在有更多的个性化手环，可以实现更多的功能，老年人紧急情况呼救功能、刷卡等。
【设计意图】实物和课件的展示，使学生对智能手环的认识更加深刻。通过介绍智能手环的历史、功能和在生活中的广泛应用，有利于学生产生浓厚的学习兴趣。
二、智能手环——运动监测
1. 感知运动数据——运动传感器。
智能手环都有计步的功能，那这个基础功能如何实现的？你们能够根据所学的知识猜测一下吗？
【设计意图】通过列举智能手环中常见的计步功能，引导学生用物联网的知识来解释，达到复习旧知的目的。
2. 传输运动数据——蓝牙。
我们是怎么知道智能手环感知的信息？（智能手环屏幕）
通过手环屏幕，可以看到计步数据。
没有屏幕的怎么办？（通过手机APP或者平板等智能终端）
直接打开APP就可以了吗？
讲解：要通过手机APP查看智能手环中的数据，首先要设置好手机与智能手环，实现蓝牙连接。蓝牙是一种支持设备短距离通信的无线电技术，能在包括移动智能终端、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙是一种支持设备短距离通信的无线电技术。
探究：
（1）智能手环与智能手机之间蓝牙通信的连接距离。
（2）智能手环可以同时与几台智能手机连接。
小结：一般而言，手机与蓝牙设备的传输距离如果中间没有大的障碍物，在7 m之内传输质量都很好，超过8 m将出现断点，超过10 m蓝牙设备之间将失去连接。蓝牙设备与手机是一对一的连接，但一台手机可以同时连接多个蓝牙设备。
【设计意图】设疑：让学生联系生活实际，了解智能手环是通过蓝牙来传输运动数据的，并且能知道蓝牙技术的传输距离比较短的特点。
3. 实践：通过手机APP查看智能手环运动数据。
在智能手环上，除计步数据外，我们还能看到那些信息？（心率、睡眠、卡路里）
刚才同学们说到的这些功能，其实都是对运动等一些数据的监测功能。
学生交流讨论：这些数据有什么用？
明确：帮助我们养成良好而科学的运动习惯，进而提升身体素质。
【设计意图】学生通过实践活动，了解到智能手环除计步功能外，还能采集心率、睡眠、卡路里等数据信息，感受到智能手环的强大功能，并了解到除了能采集数据外，智能手环还可以对数据进行监测，从而指导人们健康地生活。
4. 校园课堂运动监测系统。
介绍：随着智能手环的发展逐渐成熟，智能手环不但应用于个人，还开始进入校园，为教育保驾护航。
思考：智能手环是通过蓝牙技术近距离传输数据的。在校园这样的大环境里，蓝牙技术是否会接收到挑战呢？（会，需要传输距离更远的技术来代替）
交流：智能手环在学校运动中起什么作用？
通过对运动课程进行运动指标、消耗卡路里及心率的波动的整体实时监控，可以随时掌握学生身体是否可以承受、学生的运动目标是否达成等等，提供适合学生运动的个性化建议，逐渐帮助学生养成良好的运动习惯，提升身体素质。
交流：校园运动实时监测时，如何实现老师在第一时间获知学生运动心率异常？
要实现这个功能就要实现对数据的智能分析。这就是物联网智能化的优势。所以当学生运动时，数据采集终端会自动分析数据，当出现心率异常时就会自动报警。
课件出示：心率异常报警图。
【设计意图】这一环节让学生讨论在校园这个大环境中使用智能手环和个人使用智能手环有何区别，可能会遇到哪些技术问题。并且了解智能手环在学校运动课程中能进行运动指标、消耗卡路里及心率的波动的实时监测作用，从而帮助学生养成良好的运动习惯，提升学生的身体素质。
三、可穿戴健康医疗设备——体征数据监测
过渡：刚才我们通过智能手环，了解到它能获取人体的运动数据，并对数据进行智能统计、分析、跟踪等，从而提供给我们合理的健康建议。
我们每学期都要测量体重，那体重数据对于我们来说意味着什么呢？（健康）
怎么知道体重数据是否正常？
讲解：BMI指数
实践：
1. 学生计算自己的BMI指数，教师计时。
2. 选一位学生在智能电子秤上称重，通过手机APP查看BMI指数。
比较：哪个更快更方便？
讲解：随着物联网技术的发展，除了运动、体重、体温等数据可以实时监控分析外，还有许多健康数据可以采集、统计、分析。
出示：智能体脂秤对应的APP。
提问：在APP上有哪些人体数据？这些数据你能看得懂吗？
APP检测界面
小结：智能体脂秤能够检测人体多项生理数据，并对这些数据进行解读，让我们能够直观地理解数据的真正意义，针对自身身体状况提出合理的饮食或运动建议，起到自我了解和科学监护的作用。
实践：用智能血压仪采集心脉数据。
提问：通过这样一次的数据采集形成的报告你们认可吗？（需要连续监测）
讲述：还有许多数据能够反映人身体健康状况的，借助物联网智能健康监测产品能够快速获取这些数据，并且通过健康数据平台形成健康报告。
介绍：健康数据平台。（课件出示）
提问：健康数据平台对保障人体的健康体现在哪些方面？
学生交流讨论。
【设计意图】两组学生通过不同方法得到的BMI数据，感受到可穿戴健康医疗设备的方便性。学生在自主实践中了解到通过智能体脂秤，在相应的APP上可以监测多种健康数据，从而对人体健康起到科学的监护作用。
四、实践园
根据今天的学习结合配置的实验器材，搭建一个智能体温检测报警系统。
学生交流分析：温度设定的范围、方案的设计……
学生分组实验搭建模型，测试汇报。
【设计意图】通过现有的实验器材，学生自主设计与搭建，使学生进一步了解温度监测报警系统及其工作流程。学生在小组协作下提出自己的想法和解决遇到的实际问题，从而加深学生对所知识的理解，同时也培养学生解决问题的能力。
五、课堂总结，拓展延伸
今天我们认识了许多的物联网健康监测产品，这些产品一般多需要和手机、平板等一些智能终端或数据中心进行数据同步，通过对数据的分析、处理，对个人健康提出指导方案，并实时进行监测和健康管理。
第16课 家园安防
【教材分析】
教材以住房平面图为基础，让学生讨论不同区域可能存在的安全隐患，明确这些安全隐患的特征及类型。通过模拟布防，让学生了解常见的智能安防探测设备及其工作特点，认识家园安防的实施条件、依赖设备等，进而了解家居智能安防系统及其工作流程。最后结合实验器材，基于真实问题进行安防方案的初步设计，让学生根据自己的方案去搭建、体验、改进，进而获得成功，从而使每个学生都能得到适合自身的、最大限度地发展。
【学情分析】
学生对于住宅区域中的安全隐患和常见的智能安防探测设备有一定的认知和了解，但对许多的智能安防只是停留在“听说”的层面，没有体验过，对于它们的核心技术、实现原理并不清楚。通过前面的学习，学生具有一定的物联网实验传感器及相应的联动设备的设计、组装基础。
【教学目标与要求】
1. 基于家居不同区域，知道对应的安全隐患类型和探测设备。
2. 通过模拟防护体验，尝试建立安防系统模型，了解其工作流程。
3. 通过简易防护方案的设计，尝试利用学科的思维方式去解决问题和设计方案。
4. 通过实验模型的搭建与运行，提高团队合作意识，培养学生动手能力。【教学重点与难点】
重点：家园安防系统及工作流程。
难点：家园安防系统的安防策略。
【教学方法与手段】
在本课教学中主要采用讲授讨论、情景模拟、体验发现、实验设计、小组协作等。
【课时安排】
安排1课时。
【教学准备】
PPT演示文稿、各种家园防护设备、配套实验器材。
【教学过程】
一、情境引入
导入：2018年3月20日，某市一居民楼发生一起燃气安全事故，事发单元的楼顶被炸穿（课件播放燃气泄漏爆炸现场照片）。
交流：像这种由于燃气泄漏引发的家园安全事故在全社会是偶然发生吗？
明确：像这种由于燃气泄漏引发的家园安全事故在生活中并非少见（出示百度搜索截图），因此我们对家园居住的安全要警钟长鸣。
思考：除了燃气泄漏，还存在哪些主要的安全隐患呢？
【设计意图】通过燃气泄漏这个接近学生生活实际的安全事故，引发学生对家居安全的思考，带着问题进入课堂。
二、家园守护——安全隐患探测器
1. 活动一：安全隐患分析。
任务：了解家居中常见的安全隐患类型及主要分布区域。
课件出示：（1）卧室进水、房屋着火、家中被盗等事故。
（2）家居平面图。
家居平面图
交流：根据生活经验说说家居环境中除了燃气泄漏，还有哪些安全隐患的存在？这些安全隐患最容易发生在家里哪个区域？
教师根据学生交流情况小结。
【设计意图】根据学生的生活经验并结合现实生活中发生的各种家园安全事故，使学生了解家园中容易存在安全隐患的位置及特征类型，明确需要解决的关键问题。
2．活动二：安全隐患防范。
任务：了解不同安全隐患对应的探测器。
思考：对于这些安全隐患可以采取哪些防护措施来解决呢？
提问：假如要防止外部人员的入侵，我们可以采取怎样的防护措施？
生：防盗窗、智能摄像头、人体红外探测器、门窗磁感应器……
交流分析：
（1）人体红外探测器、摄像头在解决外部人员的入侵这个安全隐患时，与传统措施相比有什么优势？（实时、快速地采集到入侵信息）
（2）由此你认为其他的安全隐患可以采取什么措施解决？（各种探测器：燃气泄漏探测器、水浸探测器、烟雾探测器……）
明确：要杜绝安全隐患其实就需要能实时、快速地采集到安全隐患的信息。各种探测器具有这样的信息采集功能是因为它们内部都有相应的传感器。
【设计意图】通过对各种探测器与传统防护措施的对比，凸显其优势，了解智能安防的实现基础，借助物联传感技术实现实时、快速地采集到安全隐患的信息，了解传感器在家园安防中的价值。
三、智能安防——报警联动
1. 活动一：智能报警。
任务：了解智能处理中心的信息管控功能。
思考：当各种探测器依靠相应的传感器采集到安全隐患信息后，又是如何保障家园居住安全的呢？
学生体验：门窗磁感应器、烟雾探测器、燃气泄漏探测器的工作报警。
交流分析：
（1）烟雾探测器探测到烟雾但没有发出警报，为什么？
（2）谁在判别采集到的隐患信息是否满足报警条件？
小结：智能处理中心能够把探测器采集到的安全隐患信息与它里面预设的数据进行对比、分析，如果满足报警条件，就会传递信息给报警控制器进行报警。
【设计意图】通过报警控制设备的工作与否，了解智能安防中信息数据的分析与管理，初步渗透简单智能安防的工作流程。
2. 活动二：联动组网。
任务：了解家园智能安防系统及其工作流程。
提问：警报声起什么作用？（提醒在家的人采取相应防护措施）
思考：如果家里没人怎么办？
模拟体验：
（1）模拟燃气泄漏防护。
交流：燃气泄漏时防护的首要任务是什么？(关闭燃气、通风排气)
燃气报警器
学生体验：燃气泄漏防护设备工作情况。
讲解：在家里没人的情况下，燃气泄漏时智能处理中心不仅会让报警控制器进行报警，还会传递信息给排风扇、机械手(电磁阀)等控制设备进行联动防护，实现家园智能安防。
明确：要实现家园安防，除了探测器，联动控制设备也是必须的。
（2）模拟入侵防护。（小米人体探测器、多功能网关、摄像头、手机）
学生体验：外部人员入侵时防护设备工作情况。
交流：①哪些设备联动工作起来了？联动设备间的信息依靠什么传递？
②燃气泄漏探测器报警联动防护时，信息依靠什么传递？
明确：实现家园的智能防护时，信息传递的通信网络也是非常关键的，如果网络不畅就会导致智能防护失效。
总结：所以要使我们的家园更安全，除了各种探测器外，还需要通信网络、报警控制器、控制设备和智能处理中心联动工作，这就形成了一个以多种传感器为基础的立体家园智能安防系统。在这个系统中，多种探测器利用网络连接起来组成了一个探测网络，使防护更加有效，并减少防护漏洞的出现。
课件出示：
智能安防工作示意图
交流：根据这张图说说家园智能安防系统是如何工作的？
【设计意图】通过对燃气泄漏防护和入侵防护的体验，用“首要防护任务”的方式让学生思考家园安防系统中因安全隐患类型及使用环境等的差异会涉及不同的防护策略，包括不同的联动控制设备及通信网络，从而了解家园智能安防系统及其完整的工作流程。
四、动手制作——简易安防设计与搭建
任务：设计区域简易防护方案并搭建实验模型。
提问：家园智能安防系统中带有传感器的探测器是基础，它对家园安防有什么影响呢？
交流分析：
（1）红外传感器有哪些缺陷？
（2）摄像头是不是能布防在任何地方？
明确：红外传感器有探测角