周次
课程名称
课时安排
教学地点
第一周
第1课：你好，机器人—机器人常识
1课时
学生机房
第二周
第2课：蹒跚学步—“直行”和“转向”模块
1课时
学生机房
第三周
第3课：关公巡城—“多次循环”和“显示”模块
1课时
学生机房
第四周
第4课：循规蹈矩—正多边形的规律和画法
1课时
学生机房
第五周
第5课：苹果圆圆—“启动电机”和“延时等待”模块
1课时
学生机房
第六周
第6课：引吭高歌—“永远循环”和“发音”模块
1课时
学生机房
第七周
第7课：赛场预演—“红外测障”模块
1课时
学生机房
第八周
第8课：强化训练—“条件判断”模块
1课时
学生机房
第九周
第9课：迷宫探险—带有条件判断的红外检测
1课时
学生机房
第十周
第10课：归心似箭—“亮度检测”模块
1课时
学生机房
第十一周
第11课：时装表演—“地面检测”模块
1课时
学生机房
第十二周
第12课：碰碰车（一）—“碰撞检测”模块
1课时
学生机房
第十三周
第13课：碰碰车（二）—带有条件判断的碰撞检测
1课时
学生机房
第十四周
第14课：载歌载舞—多任务程序
1课时
学生机房
第十五周
第15课：左齀右转—参数设置与调试
1课时
学生机房
第十六周
第16课：琴声悠悠—“碰撞检测”模块的应用
1课时
学生机房
第一单元 初出茅庐的机器人
第一课 你好，机器人
课时40分钟 教学用具：教师机、学生机
本课使用软件：能力暴风VJG1.5仿真版软件
一、教学要求：
1.了解当今种类繁多的机器人家族
2.认识机器人的本领
3.认识仿真机器人
4.了解真实的机器人
二、教学内容：
本课是学习智能机器人的第一课时，主要让学生了解智能机器人及其运行环境。
三、教学重点难点：
重点：认识机器人的本领
难点：认识仿真机器人
四、教学过程设计：
教学内容：
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课：
教学新内容
同学们，我们猜个谜语好吗？
早晨，我们吃过早点上学以后，它立即用吸尘器清扫房间，用洗衣机洗涤我们换下的衣服。电话铃响了，它马上拿起耳机，在一张便条上记下对话内容。门铃响了，它并不急于开门，而首先问来访者是谁，然后根据来访者的声音仔细辨别他是不是主人的客人，以此决定是否开门。做晚餐的铃声响了，它走进厨房，熟练地焖米饭、炒菜，为我们准备可口的饭菜。门铃又响了，一听那熟悉的声音，它就知道是主人下班回来了，马上开门迎接……你知道它是谁吗？生答，师总结。那么今天我们就来一起认识一下，我们的新朋友——智能机器人。
一、 了解当今种类繁多的机器人家族。
同学们，你们知道吗？机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一，自60年代初问世以来，经历40余年的发展已取得长足的进步。还有谁知道其他有关机器人的知识，说出来大家一起分享一下？生答。
二、认识机器人的本领
你想更多地了解机器人吗？你想探索机器人世界的秘密吗？让我们一起进入机器人世界，共同探索机器人世界的奥秘吧！老师给同学们几个网址大家一起去看看机器人到底有多神奇，let’s go！
机器人世界：
http://www.yc2z.com/sjdw/works/robot/In dex.asp
机器人博览：http://www.kepu.com.cn/gb/technology/robot/index.html
看到这么多有关机器人的资料，同学们你来想象一下机器人是什么样的呢！
学生通过预习，查找资料来回答问题。
学生自己看书认识。
举手回答
看书自学
交流自学成果
引起学生学习兴趣，诱导启发的方法。
培养课外自学能力及习惯的养成。
教 学 过 程 设 计
教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
学生练习，交流
课堂总结，学生操作。
下，未来机器人长什么样子？会干些什么？好在课本上写下自己的想象。
下面，我们就一起认识一下我们身边的机器人朋友“智能宝宝”（展示机器人）
三、认识仿真机器人
我们将要学习的是仿真机器人。SVJC就是机器人的仿真系统，它是为仿真机器人定制的编程工具。宇航员遨游太空之前，都是先在虚拟仿真的太空环境下进行练习的。许多大型工程在动工之前，也都是在虚拟仿真的环境中进行测试论证的。SVJC就拥有一个功能强大的系统仿真模块，可以创建和真实的机器人功能相当的虚拟智能机器人。
师：展示智能宝宝的本领
1． 单击 “打开”按钮。
2． 选择C:\SVJC\sample中的“自由行走”程序，单击“打开”按钮。
3． 单击 “仿真”按钮
4．双击“标准灭火场地”，进入系统仿真活动场地。
5．找到并单击智能宝宝，将它拖放到仿真活动场地中。
刚才我们学习了虚拟仿真机器人的一些知识，可能有些小朋友手中有真正的机器人，下面我们以“能力风暴”AS-MII型机器人为例向大家简单介绍一下。
四、了解真实的机器人
机器人的模样?
机器人各个部位?
同学们可以看书也可以看老师这里的机器人来观察分析一下。你能说出仿真机器人和真实机器人的相同和不同之处吗？
师总结：同学们今天我们认识了机器人及我们新朋友：“智能宝宝”，可算是收获不小。他的本领可大，这节课，你们先自己研究，下节课我们接学习他的本领。
自己动手试试。
各抒己见,小组讨论，学习成果。
完成课本上的练习，增强记忆。
学生展开丰富想象力，回答；完成课本练习。
练一练：下载程序，进行试验
看书自学，了解即可。在以后学习中灰进一步让学生掌握
声自己动手操作，练习
培养动手操作能力，复习上网的操作方法。
培养学生及及动脑思考的习惯。
培养动手操作能力。
培养动手操作能力
课后小结
课 题
第二课 蹒跚学步
课 型
新授
1课时
教学要求
1、学会用“执行器模块库”中的“直行”模块编写程序。
2、学会用“执行器模块库”中的“转向”模块编写程序。
3、学会保存程序。
教学内容
学习“直行”和“转向”。
教学重点难点
重点：学会“直行”和“转向”编写过程。
难点：学会保存程序
教 学 过 程 设 计
教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
教学新内容
师准备好机器人直行和转向的程序，上课时播放。（演示）
同学们，我们上节课一起认识了我们的新朋友机器人——“智能宝宝”。大家想不想看机器人动起来啊？（生答）
同学们你们想不想像老师那样也让你的“智能机器人”走起来啊？这节课我们就一起学习一下，怎样让“智能机器人”走起来。
一、认识仿真系统程序编辑界面和仿真环境演示界面
1．在“发音”模块上单击鼠标左键，出现发音模块；
2．将发音模块移到主程序图标下，单击鼠标左键；
3．主程序图标和“发音”模块之间用箭头连接起来，就表示成功了。
4．在“发音模块”上单击鼠标右键，就弹出了设置对话框。
这是智能宝宝发音的时间，二分之一音符代表发音0.5秒，四分之一音符代表发音0.25秒……
设置好了之后，我们单击“确定”按钮，看看原来的发音模块现在有什么变化？
5．布置任务：
自己设置一个音符，发音时间为0.5秒。
“智能宝宝”练发声，让“智能宝宝”发出声音，必须在它的活动场地中才行。
二、学会设置声音模块，让“智能宝宝”发出声音
1．单击工具栏中的仿真图标。
2．单击“新建环境”按钮，进入系统仿真模块。
3．将“智能宝宝”拖到活动场地中，单击鼠标左键，“智能宝宝”就停在鼠标所在的位置，然后就会按照设置的音符发出声音。
同学们，你听到声音了吗？好听吗？
引导学生提问：我想让“智能宝宝”发出多个音符，应该怎么办？
布置任务：
同学们让“智能宝宝”唱出“1、2、3、4、5、6、7、1（高音）”。
学生齐答
学生自己看书认识
自己看书进行操作
学生根据教师操作发现变化
自己动手进行实践
师根据学生操作情况进行辅导、讲解
生练习
完成课本上的练习，增强记忆。
试着动手操作一下，发出多个音
引起学生学习兴趣，诱导启发的方法。
培养课外自学能力及习惯的养成。
教 学 过 程 设 计
教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
学生练习交流
课堂总结，学生操作。
同学们，让“智能宝宝”发一个音、发多个音，我们都学会了，是不是很容易，那下面我们再来考虑一下，要删除没有用的“发音模块”，应该怎么做？
1．先用鼠标单击要删除的发音模块。
2．然后，把这个发音模块拖到垃圾箱里，就可以将它删除了。
小提示：
1、要删除连续的多个模块，可以从要删除的第一个模块起，将其下面的一串模块一并拖到垃圾箱中。
2、改变声音后，必须重新进入仿真环境中，“智能宝宝”才能发出新的声音。
删除了没有用的，但是我们已经设计好的程序怎么把它保存起来呢？同学们你们自己试着保存一下，根据咱们以前学习word保存的方法试一试。
三、学会保存程序
找到“保存”按钮，点击一下，保存完毕。也可以输上自己喜欢的名字，然后在保存，便于查找。
师总结：我们现在学的知识越来越有趣，这节课学习了，让“智能宝宝”发出声音，拿下节课我们研究什么呢？请同学们回去预习一下。
自己动手试试。
各抒己见,小组讨论，学习成果。
学生展开丰富想象力，回答；完成课本练习。
练一练：
看书自学，自己动手操作，练习。
试着做一下
培养动手操作能力，复习上网的操作方法。
培养学生及及动脑思考的习惯。
培养动手操作能力。
联系旧知识来学习新知识。
板书设计
第二课 智能朋友学唱歌
1、认识仿真系统程序编辑界面和仿真环境演示界面；
2、学会设置声音模块，让“智能宝宝”发出声音；
3、学会保存程序。
课后小结
第三课 关公巡城—“多次循环”和“显示”模块
一、课时安排
1课时
二、教学目标
1、了解什么是机器人
2、了解机器人的组成
三、教学重点
什么是机器人
四、教学难点
了解机器人的组成
五、教学过程
“机器人”是20世纪才出现的新名词。1920年，捷克剧作家卡雷尔·恰佩克在他的《罗萨姆万能机器人公司》剧本中，第一次提出了robot（中文译作：机器人）这个词，从此世界上有了机器人这个概念，robot被当成了机器人一词的起源。
1、什么是机器人？
所谓机器人，是指依靠自身动力、在电脑控制下实现一项或多项拟人功能的机器，如抓取功能、移动功能、感知功能、语音功能、服务功能乃至逻辑思维、判断功能等，从而在一定程度上代替人的工作。
2、机器人的发展及用途
机器人是20世纪人类的一项伟大发明，它作为人类的新型生产工具，在减轻劳动强度，提高生产率，改变生产模式，把人从危险、恶劣的工作环境下解放出来等方面，显示出极大的优越性。在原子能利用、海洋开发、宇宙探测及社会生活等方面也具有重要的应用价值。
（1）古代机器人
人们对机器人的幻想与追求古已有之，古今中外的许多历史资料中都有关于机器人的描述。
据《列子·汤问》记载，公元前21世纪，西周时期的能工巧匠偃师就造出了能歌善舞的伶人。另外，我国古代还制造出指南车、会飞的木鸟等（课本P59资料）。
公元前2世纪，亚历山大时代的古希腊人发明了以水、空气和蒸汽压力为动力的活动雕像，它可以自己开门，还可以借助蒸汽唱歌。1738年，法国天才技师杰克·戴·瓦克逊发明了一只机器鸭，它会叫，会游泳和喝水，还会进食和排泄。
（2）现代机器人
现代机器人的研究始于20世纪中期，这应归功于当时计算机和制造等相关技术的发展，为其提供了强大的技术和物质保证。
1959年，世界上第一台真正实用的工业机器人——尤尼梅特问世，开创了机器人发展的新纪元。
进入20世纪70年代后，微电子技术和新材料的发展，推动了传感技术的进步。许多传感器都在机器人系统中得到成功的应用，使机器人对外界环境具有了一定的感知能力（如听觉、视觉、触觉等功能）。
近20年来，随着计算机技术、人工智能技术的飞速发展，赋予了机器人技术广阔的发展空间，水下机器人、空中机器人、地面机器人、微型机器人等各种用途的机器人相继问世。它们能根据外界条件的变化，进行独立思维、识别、推理，并作出判断和决策。
3、机器人的组成
机器人不一定具有人的模样，但其组成却与人很相似。机器人由机械部分、传感器和电脑组成。
（1）机械部分包括机械手和移动机构。机械手相当于人的手，可以完成各种动作。移动机构相当于人的脚，机器人靠它来移动位置。
（2）传感器是机器人的感觉器官，相当于人的眼、耳、皮肤等，机器人工作时，电脑根据传感器获得的信息控制机器人的动作。
（3）电脑是机器人的指挥中心，相当于人的大脑，它能控制机器人各部位协调动作，是人与机器人沟通的工具，可根据外界的环境变化，灵活变更机器人的动作。
4、作业
通过因特网，进一步了解有关机器人的知识。
例：中国科普博览 http://www.kepu.net.cn/gb/technology/robot/index.html
中国科普网 http://www.kepu.gov.cn/kjsh/jiqiren/index.htm
课后小结：
第4课：循规蹈矩—正多边形的规律和画法
教学目标：
1、了解常见的机器人。
2、了解未来机器人及学术界开发机器人的准则。
3、查找资料，制作一个以机器人为专题的网页。
教学重点：1、机器人的分类及其用途。
2、开发机器人的准则。
教学难点：机器人的分类及其用途。
教学过程：
一、激趣导入
同学们，猜猜他是谁？
人们不敢做的事情他敢做，人们做不来的事情他能做；他既不要吃，也不要喝，更不用休息了。你知道他是谁吗？
他就是我们的新朋友——智能机器人。
二、自学课文
（一）机器人分类
1、自学课文63－65，完成下列作业
（1）根据机器人的应用领域可分为己类？
（2）每类机器人都是怎样开展工作的？
2、交流学习成果。
3、从网络上搜索资料，举例说明机器人工作特点及其应用范围。
如：自主式军用机器人车辆
自主式车辆不需要操作手，而是依靠自身的人工智能来完成预定的动作和任务，主要特征是采用了许多先进而可靠的传感器和高速计算机系统，需要复杂的人工智能/专家系统程序。在地面行驶时能选择最佳路线和地形到达目的地。自主式车辆的地面导向需要快速计算机处理系统，而其观察系统需要有高水平的图像识别能力。
虽然自主式车辆是机器人车辆的发展方向，但目前各种自主式车辆研制都未达到实用阶段，大都是半自主式，而且完成的车型也不多，自主式工作能力有限。
应用范围
军用机器人车辆的应用范围很广，而且还在不断地扩大。目前军用机器人车辆的主要应用有下列几个方面。
如：扫雷、排除爆炸物、哨兵站岗巡逻等。
（二）未来机器人
1、自学课文66－67，思考：
（1）未来机器人与现在机器人有何区别？
（2）机器人开发原则是什么？为什么要遵循这条原则？
2、学习交流
三、应用
查找相关资料进行分类整理，制作一个关于机器人的专题网页。
课后小结：
第5课：苹果圆圆—“启动电机”和“延时等待”模块
教学目的：
1、认识传感器的功能和在生活中的作用。
2、懂得传感器与人的感觉器官的不同作用。
教学重点：讲清是传感器的概念。
教学难点：传感器的各种功能与用途。
教学方法：讲解法
教学课时：共一课时
教学过程：
一、引入
我们在前面几节课里认识了机器人，他们的工作是靠传感器才能给人端茶，递物
你们知道什么是传感器吗？说说你知道的所谓的传感器。
二、新授
活动一：认识传感器的概念。
1、引导学生看课本68页的内容，教师讲解电子温度计。
2、传感器：就是能够替代人的感觉器官来完成某些功能的装置。
活动二：传感器的分类
1、光电传感器
举例《绝色神偷》里的故事
2、声电传感器
举例：手机送话筒就是传感器，卡拉OK的麦克风也是传感器
3、气电传感器
以前学校周围的垃圾场没有搬走，我们在傍晚就会会闻到空气中弥漫着臭味。用气电传感器就可以测出空气中的各种成分，有毒气体的含量。
4、力电传感器
举例拳击运动员测量拳头的力量；市场里称菜的电子称。
5、温度传感器
大家都熟悉体温计“水银体温计”，电子体温计。
活动三：传感器的应用
1、 普通小轿车（车速表，发动机转速表，油表，水温表等
2、 全自动洗衣机
3、 电饭煲
4、 电磁炉
5、 红外线夜视仪
请学生自己看书本70页到72页。
活动四：想一想
让学生自己说说你都知道那些传感器。
课后小结：
第6课：引吭高歌—“永远循环”和“发音”模块
学时数：1课时（40分钟）
教学内容：信息技术的概念、信息技术的发展、信息技术对我们生活的影响（有利的）。
教学重点：信息技术对我们生活的影响（有利的）；
教学难点：学生通过讨论体验信息技术对我们的生活的有利影响。
教学资源：计算机机房、多媒体教室、教学课件、教师搜集好的神七升空视频。
教学过程
一、激趣导入。
1、观看神州七号发射升空，体验使用到的技术；
网上下载视频—神州七号发射升空并演示整个升空过程；过程中要突出火箭发射升空原理：
倒计时结束前，导流槽已注满水，以减少火箭火焰对发射架的损害。在倒计时归零后，点火口令发出，火箭尾喷口喷出的燃料被点燃，火箭缓缓离开发射架。
火箭起飞后，在控制系统的作用下，火箭将完成程序转弯，由垂直飞行转为向东南方飞行。随着火箭的高度越来越高，可以抛掉已经用完燃料的箭体以减轻重量。四个捆绑式助推火箭最先被抛掉。然后第一级火箭发动关机，失去动力的火箭在惯性作用下继续上升，紧接着第二级火箭开机，火箭重新加速冲向太空。在这期间，火箭飞行轨迹下方的各个测控站都密切监视着火箭的运行轨迹，并与理论轨迹相比对。如有偏离，则将向火箭发出指令，做出姿态修正。
当火箭到达入轨点时，飞船与第二级火箭分离。飞船进入轨道。从这以后，发射场系统的工作就结束了，后续的工作交由测控通信系统和地面指挥控制中心来完成。
二、新课
1、什么是信息技术？
学生分组讨论、总结，导出信息技术的含义；
分析神七发射升空整个过程中如果应用信息技术的，得出：信息技术就是“获取、加工、存储、传递、利用信息的技术”；
2、信息技术的发展（游戏）
请一位同学上来，给他一张纸条写着“你吃饭了吗？”请他先用肢体语言表达，在用语言表达（第一次信息技术革命），在用文字表达（第二次信息技术革命），最后把复印好的纸条信息给所有学生（第三次信息技术革命），请学生分析各种表达方式的的利弊，导出信息技术的前3次革命；
播放多媒体教学课件认识第四次和第五次信息技术革命；最后提出信息技术还将继续发展并导出下一话题——信息技术对我们生活的影响；
3、请学生分组讨论信息技术对我们生活的影响（有利的）
根据学生汇报情况总结出：远程教育；电子商务；远程医疗；交通便捷；虚拟现实技术等。
三、拓展延伸：
调查信息技术对社会的作用。
课后小结：
第7课：赛场预演—“红外测障”模块
教学目标：
1、了解全球卫星定位及其组成。
2、了解遥感技术及其应用。
3、了解地理信息系统及其应用。
教学重难点：全球卫星定位、遥感技术、地理信息系统的基本应用、理解。
教学过程：
一、导入
空间信息技术包含了卫星通信、航天航空遥感、卫星定位技术和地理信息系统技术等专业领域，是当前人类快速获取大区域地球动态和定位信息的唯一手段。借助航天、航空对地观测平台人类开始实现对地球不间断的观测，通过信息处理快速再现和客观的反映地球表层的状况、现象、过程及其空间的分布和定位，服务于经济建设和社会发展。空间信息技术的应用改变人类观测地球的方式，大大开拓了人类的视野，极大增强了人类认识世界的能力，对21世纪人类的世界观和生活、生产以及信息交流方式将产生深远的影响。
二、学习课文
1、全球卫星定位。
（1）自学课文P79－82，了解全球卫星定位及其组成。
（2）交流反馈。
2、遥感技术。
（1）自学课文P81－82，知道什么是遥感技术。
（2）交流反馈。
（3）浏览相关网页，举例说明遥感技术的应用。
如：遥感技术的应用范围很广。
农业、林业方面的应用：在农业方面，利用遥感技术可以识别各类农作物，计算其种植面积，并根据作物生长情况估计产量。例如，美国利用卫星遥感资料对世界小麦产量进行估算，精度达90％。这种大面积的估产对于国际贸易、储运、加工等都有重要意义。在作物生长过程中，可以利用遥感技术分析其长势，及时进行灌溉、施肥和收割等。当农作物受灾时，可以实时监测。
在林业方面，利用遥感技术可以清查森林资源，监测森林火灾和病虫害。火灾是林业的大敌。利用航空红外遥感技术，不仅能发现已燃烧起来的烈火，而且可以探测到面积小于0.1～0.3平方米小火情，还能及时预报由于自燃尚未起火的隐伏火情。利用卫星遥感，一次就可探测到上千平方千米范围内所发生的林火现象。遥感技术在我国扑灭大兴安岭特大林火中起了很大的作用。
遥感技术在土地资源和土壤调查中也获得普遍应用。
（4）交流反馈。
3、地理信息系统。
可用同样的教学方法进行教学。
三、做一做。
1、登陆“超图地理信息系统”网站，感受电子地图的魅力。
2、登陆“福建地图网”体验其方便、快捷、直观、可视化的特色。
课后小结：
第8课：强化训练—“条件判断”模块
教学目的：
1、了解什么是计算机识别技术，知道其用途；
2、了解常用的计算机识别技术，知道常见计算机识别技术的使用方法；
3、培养学生学习计算机的兴趣。
教学重点：
了解常见计算机识别技术
教学难点：
什么是计算机的识别技术，会使常见的计算机识别技术
教学过程：
一、新课引入
我们平时操作电脑都是靠什么进行的呢？
其实计算机也听得懂我们人类的声音的，我们可以通过对话来操控计算机。
二、新课教学
任务一：什么是计算机识别技术
教师讲解计算机识别技术概念
任务二：语音识别技术
语音识别技术概念的讲解
语音识别技术的应用，举例说明：
手机中的语音控制
计算机中的语音控制，以OFFICE2003的语音录入、操作为例说明演示
任务三：文字识别技术
什么是文字识别技术？
手写字识别技术
我们平时的文字录入都是靠键盘，但键盘输入的学习过程比较长，且有一定的难度，手写笔（板）的出现解决了这个难题，只要会写字，就会操作。
手机中的手写输入原理也差不多。
光学字符识别技术
师用教室中的扫描仪演示光学字符识别技术
任务四：生物识别技术
生物识别技术主要应用在安全领域，主要有：手形识别、指纹识别、人脸识别、虹膜识别等。
1、指纹识别技术
指纹具有唯一性及恒定不变性，所以可以用来验证真实身份，一些电脑为了数据安全，引入了指纹识别技术进行保护。
2、虹膜识别技术
虹膜与我们的指纹一样，具有独一无二的特征，因此也可以作身份的签别。
3、有脸识别技术
有条件可以用摄像头及相应的软件演示人脸识别技术的使用。
三、巩固练习
有条件的同学可以在家中尝试一下用office2003中的语音输入进行文字录入，菜单控制等操作。
课后小结：
第9课：迷宫探险—带有条件判断的红外检测
［教学目的与要求］
1.学习“学生机器人平台”软件。
2.初步了解流程图的设置方式。
3.理解软件的概念。
4.能够运行“学生机器人平台”软件。
5.帮助学生建立软件与机器人之间的知识链接。
6.激发学生的学习热情。
7.尝试用已有的信息技术手段理解“编程”的意义。
8.尝试运行、设置编程软件。
［课时安排］
建议安排2 课时。
［教学重点与难点］
1.重点：学习“学生机器人平台”软件。
2.难点：流程图的设置方式。
［教材分析与教法建议］
1．教材的地位与作用
本课基于原有机器人知识的基础上，介入编程软件，让学生了解到“学生机器人平台”的重要意义。因此，本课的学习属于理论性与实践性相结合的环节。
在本课的教学中，学生接触到流程图的学习和设置，在今后的学习中起到了基础性的作用，显得尤为重要。在教师的教学中，要秉承打好基础的原则，为学生提供正确严谨的教学环节，为今后的学习提供便利。
2．教学方法指导
在学生机器人平台的学习中，教师要帮助学生学会利用资源学习、意义建构的学习、自主学习、进行非线性的跨越式学习、理解流程图利用流程图的学习。教师可以在教学中设置相应的问题，让学生带着问题思考，顺着问题学习，使得知识能够顺畅地进入学生的认知体系，为今后的实践提供保证。
［参考资料］
1.学生机器人编程软件一般采用流程图模式编程。流程图由基本模块来构建，基本模块包括输出执行模块、信号输入模块、流程控制模块三部分，每一个图形模块都可以完成一定的功能，只要按逻辑连接这些模块可以很快的完成一个程序的编写，通过画流程图的方式，实现对某一特定机器人的编程。从而使机器人根据周围的环境执行相应的动作，如：前进、后退、转弯、加速、减速等。流程图支持全局变量、简单表达式、复合条件判断、循环等。
软件采用了面向对象的程序设计方法，每种控件作为一个类对象，描述了此控件的类型、位置、连接属性、节点的设置属性等信息以及对各种属性改变的方法。利用这些方法，可以方便的对每个节点对象的属性更新和对象位置的移动等各种操作。
2.软件特点：
（1） 图形化编程，直观、易于学习和操作。
（2）编辑、编译、程序下载到主控芯片的集成开发环境。
（3）屏蔽软硬件接口部分，降低偏向于硬件的嵌入式系统开发难度。
（4）可扩展性强。
［参考教案］
1.展示与导入（第一课时）
师：同学们，我们经过了四节课的学习，你们了解了哪些机器人的知识啊？能给我们介绍一下你的感受吗？
学生：回忆自己的学习过程，并讨论自己的学习心得。
师：在上节课的讨论中，有的同学曾经提出，机器人的工作不但依赖传感器，也要依赖于计算机的编程，这样机器人才能“健康”地成长。今天就让我们来学习机器人编程。
(板书课题)
设计意图：此部分的学习难度较大，学生学习存在一定的障碍，因此在设计教学过程时，因降低部分的难度，使得学习过程顺畅。
2. 了解“学生机器人平台”软件
师：机器人的运动，不是在机器人本身所制定完成的，它必须要有强大的“后援团”，这个就是“学生机器人平台”软件
（打开相应的图片，介绍几种机器人平台）
生：了解新界面。
师：“学生机器人平台”软件和我们过去学习过的哪些软件有相似的地方呢？
（1）FrontPage中网页的编写。
（2）Word中的流程图。
师：它们有哪些相似的地方呢？
（1） 界面类似。
（2） 流程图的方式相似。
师：它们有哪些不同的地方呢？
（阅读课本，寻找答案）
（教师最后引导总结，帮助学生找到其中的关键词）
设计意图：全班合作讨论的形式，可以最大程度地激发学生合作学习的热情。
3. 运行编程软件（第二课时）
师：实战开始了，我们要为学生机器人编程了，首先得让它知道我们的意图，请观察以下得流程：
（学生观察教师操作并总结）
（1）打开软件
教师介绍主要的界面。
（2）新建程序
和原有软件类似之处。
（3）设置系统
讲解传感器和串口的设置方法。
（4）加载图形控件
讲解图形控件的概念。
（5）设置属性
以“计算”控件为例。
（6）修改程序
移动、删除、复制、粘贴等操作
（7）编译程序
先保存程序，再编译程序。
（8）下载程序
将机器人主板的接口与计算机接口相连，下载程序，注意“写入成功”的字样。
设计意图：学生学习的难度较大，应留给学生较多时间去适应，帮助学生完成过程；老师作为过程的参与者，以辅导学生为主，不能替代学习。
４. 尝试并交流
教师参与注意事项：
（1）讲解要详细，速度可调整，可以就共性的问题全班交流，也可以放手让学生互相交流。
（2）关注学生的反应，及时调整讲课的频率，保证教学效果。
有条件时，让学生参与到实际过程中去。
设计意图：此过程开放性较强，学生能够有足够的余地发挥自己的主观能动性。
课后小结：
第14课：载歌载舞—多任务程序
［教学目的与要求］
1.认识伺服电机，了解伺服电机的组成结构。
2.了解伺服电机的工作原理。
3.学会编写控制伺服电机的程序。
4.以学生自主探究、合作学习为主，逐步培养学生的创造性思维能力、探索精神。
5.让学生在解决问题的过程中体会成功的快乐。
6.利用所学的机器人知识解决现实生活中的应用问题。
［课时安排］
建议安排1课时。
［教学重点与难点］
1.重点：学会编写控制伺服电机的程序。
2.难点：计数循环控件的设置，学会编写控制伺服电机的程序。
［教材分析与教法建议］
1．教材的地位与作用
本课的重点是学习机器人的伺服电机的转角设置。可以先让学生观察伺服电机的物理结构，让学生了解伺服电机的工作原理，并比较与直流电机有什么不同之处。
本课介绍了计数循环控件，教师要向学生讲解计数循环控件的作用，并提醒学生注意它有两个图标，中间的程序会按照计数循环控件设置的次数重复执行。伺服电机是按照角度进行旋转的，最大的值为180度。
在新授内容之后，可以安排学生将前面所学的直流电机知识结合起来，让学生编写边行走边跳舞的机器人程序。
2．教学方法指导
本课可以采用自主学习探究法、任务驱动法，强调学生的合作学习。
［参考资料］
伺服电机是一种能根据指令到达特定位置的专用电机。伺服电机由一个直流电机、一个齿轮减速单元、一个轴位置传感器和一套控制电机运转的电路组成。“伺服”一词本身是指系统自身调节其行为能力，也就是说，系统在响应控制信号时，能够检测自身位置并补偿外加的负载。
word/media/image1.png
伺服电机
伺服电机主要用在定位控制方面，因此它们输出轴的行程往往限制在180°左右。伺服电机的输入信号是控制输出轴到达期望角位移的一串波形。伺服电路的功能是测量当前位置并确定它与期望位置的差异。如果有差异存在，伺服电路就会驱动伺服电机使输出轴达到期望位置。下图所示为伺服电机的工作原理。
word/media/image2.png伺服电机工作原理图
伺服电机接收一个代表输出轴期望位置的输入信号。伺服控制电路将输入信号与代表输出轴实际位置的反馈信号进行比较，并得到一个“误差”信号去控制电机驱动电路驱动电机。伺服电机上都有一个内置的齿轮减速器，它的输出才是电机的最终输出。位置传感器返回代表实际位置的反馈信号。
伺服控制信号
我们的伺服电机采用标准的三线接口，包括电源线、地线和控制线。控制线采用PWM机制对位置信号进行编码。伺服PWM不同于DC齿轮减速电机的速度控制PWM。在速度控制PWM方法中，占空比（即“ON时间”所占的百分比）决定了电机的速度。而在伺服PWM机制中，脉宽的宽度只代表一个特定的控制值。
下图所示为三种控制伺服电机的PWM波形。波形宽度范围从920us到2120us不等。每种脉冲的时间宽度对应于伺服电机将要达到的特定角位移。例如，中间波形的脉冲宽度为1520us，它代表伺服电机行程范围的中间位置。
word/media/image3.png伺服电机脉冲宽度定位波形
正脉冲的宽度决定了伺服电机的期望位置。对于我们使用的伺服电机有效的脉冲宽度范围从920us到2120us，行程中间位置对应的脉冲宽度为1520us。
课后小结：
第15课：左齀右转—参数设置与调试
［教学目的与要求］
1.了解沿线追踪比赛的规则。
2.了解灰度传感器的工作原理。
3.学会在系统设置中添加灰度传感器，学会设置灰度传感器。
4.学会设置单分支控制控件。
5.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。
6．逐步培养学生的创造性思维能力、探索精神。
7.让学生在解决问题的过程中体会成功的快乐。
8.利用所学的机器人知识解决现实生活中的应用问题。
［课时安排］
建议安排1课时。
［教学重点与难点］
学会在系统设置中添加灰度传感器，学会设置灰度传感器，学会编程机器人沿轨迹线行走的程序，学会设置单分支控制控件。
［教材分析与教法建议］
1．教材的地位与作用
本课涉的内容较多，难度较深，是一节综合性较强的课。首先让学生了解灰度传感器的工作原理，进而设计沿轨迹线行走的程序。让学生明白机器人是怎样知道自己是往左偏还是往右的偏的。当机器人偏左或偏右时，提醒学生解决的方法是控制直流电机的转弯程序。机器人在运行过程中由于惯性会冲出轨迹线，在程序中设置变量max来标志机器人是从左偏出还是从右偏出，然后强行让机器人左转弯或右转弯。
可以通过学生合作学习的方法，一起来讨论机器人在沿轨迹线行走时遇到问题的解决方案。在调试的过程中，让学生明白相同的程序对于不同的机器人，其执行的过程也不一样，要调试出符合自己需要的机器人程序。
教材中对“编写程序”中的第二步“测量场地和轨迹线的感光值”只是一笔带过，教师应说明测量场地和轨迹线的感光值的作用，并演示如何进行测量，使学生对于本课知识有更系统的认识。
2、教学方法指导
本课可以采用自主探究法、任务驱动法组织教学。
［参考资料］
word/media/image4.png灰度传感器主要用来检测地面的颜色深浅，根据光敏电阻对不同颜色的检测面对光的反射程度不同则其阻值变化的原理进行检测。它由一只发光二极管和一只光敏电阻安装在同一面上，在有效的检测距离内，发光二极管发出光照射在检测面上，通过检测面反射回来，落在光敏二极管上，由于照射在它上面的光线强弱的影响，在反射光线很弱（即检测面为深色）时，光敏二极管的阻值很大，一般为几KΩ～几百KΩ；在反射光线很强（即检测面颜色很浅）几乎全部反射时，光敏二极管的阻值很小，一般为几十Ω。
注意事项：
外界光线的强弱对灰度传感器的影响非常大，会直接影响到检测效果，因此要注意避免外界光的干扰。
反射面的材质不同也会引起返回值的差异。
测量的准确性与传感器到发射面的距离是有直接关系的。在机器人运动时机体的震荡同样会影响其测量精度。
课后小结：
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