森林救援先锋——综合应用

教学过程设计

学习任务

教师活动

学生活动

设计意图

环节一：创设情境，构建场景

1.播放《救援机器人》视频；

2.创设情境，构建森林救援任务的场景：梧桐山应急救援中心接到一个求救电话，一名游客在景区山林里迷路了。需要你为智能机器人设计程序：去从起点出发，最终到达发出求救信号灯的区域。

1. 观看视频，了解救援机器人的种类和作用；

2. 明确任务场景，初步分析任务，提出解决方案。

了解救援机器人的现实意义，提升信息意识。

初步分析问题，迁移知识。

环节二：分析任务，确定方案

任务一：分析任务，拟定方案

1. 引导学生进行场景分析，设计机器人营救步骤和方案。

2.挑选一组成员解说营救方案步骤。其他组补充优化。

3.引导学生根据流程梳理机器人功能和对应的传感器。

1.小组讨论交流，在任务单上填写营救步骤，完成任务一。

2. 介绍本组营救方案，评价和优化方案。
3. 确立机器人功能，选择传感器和程序。

对综合任务进行抽象、分解，确定算法形成解决方案。

有效促进学生的正迁移，总结程序设计的一般方法，突破教学难点，提升计算思维。

环节三：分步实施，编写程序

任务二：编程实现机器人沿轨迹找到景区入口

1. 第一步，机器人沿着轨迹行走，直到检测到磁场入口处。小组成员：编写轨迹识别程序并仿真测试

2.教师提问：（1）发现了什么问题？

（2）出现问题的原因？

3. 教师讲解新知：中止模块break的作用和使用方法

4.提问：机器人如何判断到达景区入口？

引出新知：磁敏传感器

5.教师引导学生借助微课等资源完善任务二

6. 教师展示对比：添加break的程序和没有添加break的程序运行效果

任务三：为机器人添加避障功能

1.第二步，在检测到磁场后，开始躲避障碍物并行驶

2. 引导学生发现两程序同时存在会出现的问题，分析原因：轨迹识别和躲避障碍物两个程序之间的逻辑关系？

3.微课自主探究：为机器人添加避障功能

4.邀请学生主讲程序原理

任务四：发现求救信号灯后机器人停止运行

1.教师：程序能实现预期的效果吗？如何优化？需要添加什么传感器？

2.师：小组成员分工，分别用光敏传感器、光感传感器检测光源

3.对比两个传感器不同的运行效果，引导学生总结两个传感器的区别

1. 小组成员分别编写轨迹识别程序和红外避障程序，仿真测试效果。

2.机器人到达景区入口后会继续寻找黑色轨迹并沿着黑色轨迹线返回。

思考：前面学习中，轨迹识别路线是没有终点的（闭合的曲线），机器人会永久循环寻迹，而现在轨迹有终点（非闭合曲线）

3.学习“break”模块的作用和使用方法。

4.回答：增加检测，学习磁敏传感器

5.借助微课资源修改调试程序，完善任务二

6.通过对比程序运行结果，理解break的作用

1.小组合作编写避障程序

2.运行程序：出现两个主程序机器人；

分析原因

解决方法：合并两个程序，轨迹识别程序结束后开始执行避障程序

3.学生梳理完程序逻辑后，借助微课修改后运行程序

4.学生讲解程序，梳理思路

1.运行后发现：机器人搜寻到光源后没有停止避障。添加光敏或光感传感器让。

2. 小组分工合作：分别用光敏和光感传感器调试程序

3.总结比较两个传感器的区别和使用方法。

基于任务分析，分步实施教学重点，实现预期效果。

根据实际需求不断调试和改进程序，通过仿真验证优化方案。

开展数字化资源自主学习。

完善和迭代学习作品。

认识到解决同一问题可能会有多种方法，优化解决方案。

环节四：总结收获，发散思维

1.让学生谈谈学完本课有什么收获？

回顾和总结知识

2.提出发散思考问题：在解救过程中，还会遇到什么困难？怎样改进机器人？请设计方案

1.谈学习收获

2.发散思维，迁移知识，提出解决方案。

总结知识和方法，迁移运用