儿童编程scratch桌面机器人教参魔琴教案.docx

少儿编程教学资料，需要可下载并修改后使用！第十课魔琴陵学习目标.了解桌面机器人身上的感知系统有哪些传感器及其作用。1 .学习使用这些传感器用到了哪些模块，并了解如何使用它们。2 .综合这些传感器的功能，设计一台具有多功能的神奇魔琴。重点知识感知系统: 感知系统是机器人能够实现自主化的必须局部。这一节课，将介绍一下移动机器人中所采用 的传感器。根据传感器的作用分，一般传感器分为：内部传感器（体内传感器）：主要测量机器人内部系统，比方温度，电机速度，电机载荷， 电池电压等。外部传感器（外界传感器）：主要测量外界环境，比方距离测量，声音，光线，颜色。根据传感器的运行方式，可以分为：被动式传感器：传感器本身不发出能量，比方CCD, CMOS摄像头传感器，靠捕获外界光线 来获得信息。主动式传感器：传感器会发出探测信号。比方超声波，红外，激光。但是此类传感器的反射 信号会受到很多物质的影响，从而影响准确的信号获得。同时，信号还狠容易受到干扰，比 如相邻两个机器人都发出超声波，这些信号就会产生干扰。三角测量法：三角测量法（Triangulation-based）:就是把发射器和接受器按照一定距离安装，然后与被探测的 点形成一个三角形的三个顶点，由于发射器和接收器的距离，发射角度，反射角度 也可以被检测到。因此检测点到发射器的距离就可以求出。利用此方法的实际应用 跟踪目标移动：借助红外线的发射与接受回路来检测被跟踪物体的存在。躲避障碍物：借助红外线的发射与接受回路来检测障碍物的存在。演奏乐曲：当传感器检测到靠近中的物体时，一旦检测到就弹奏一个音符。不同的位置的传 感器就像钢琴的不同按键一样。限教学过程课程导入（20分钟）.设计一个魔琴机器人，具体程序如下:Arduino主程序此程序教师需在课前编写并烧录进机器人。演示操作方法：用物体挡住左前方的传感器，每次挡住拿开后会发出一个音节，总共会发出七个音节。1 .演示完毕，老师提出问题。魔琴机器人用到的哪个传感器？上述程序用到了哪几程序模块?防撞传感器左前的值O在上述O在上述左前 右前 左后 右后答：桌面机器人一共有前后左右四个防撞传感器当作音键，分别是防控传感器左前 的值为阻塞当左前传感器检那么到有物 体时。演示程序当中，用到了.让音键变化成不同的音符应该用哪个模块?新建变量变量名：music适用于所有角色 O仅适用于当前角色确定 取消答：需要添加变量模块,4.为什么添加变量模块中变量名字需要用英文命名，不能单独使用数字或中文？（因为机器人无法将中文 转化成源代码）。动手编程（30分钟）.什么是变量？如何新建变量，涉及到哪些模块？在类别为数据和指令中，找到新建变量图标，注意新建的变量必须使用英文命名，不然无法使用。每次新建的每个变量都会有4个模块使用，分别是隐藏变里music,本节课只会使用前两个模块。1 .学会编写单个防撞传感器成音键，具体程序如下:Arduino主程序当左前防撞传感器检测到有物体阻塞时，机器人播放音符，音符为新建的自定义变量。当每次遇到阻塞时，变量都会自动增加1,这就可以让单个的防撞传感器发出不止一个音符。将变里music £的值增加 机器人播放音符music 等待秒.学会用多个防撞传感器配合且控制发出声音。II6Arduino主程序重复执行将 music 设定为将music2 设定为 卜或 music2 >如果工防撞传感器左前 的值为阻塞那么重复执行直到 music >将变里music的值增加 机器人播放音符music 等待O秒如果 防撞传感器右前 的值为阻塞 】那么2将变里music2 的值增加机器人错放音符music2等待。秒两个传感器配合需要使用2个变量，一一对应，但是第二个变量初始的值需要自定义设置,2 .条件语句的使用。重复执行直到music > Q 或 music2 >如果 防撞传感器左前 的值为阻塞 那么如果 防撞传感器右前 的值为阻塞 那么如果 防撞传感器右前 的值为阻塞 那么上述条件语句的意思是当满足变量music或者变量music2的数值大于6后，重复执行下面的两个条件语句, 这个模块的优先级要比其他高。上述程序是通过调整变量的值来实现无键盘多音琴的，同样的可以使用最多四个防撞传感器的程序，也可 以做到，具体程序如下：Arduino主程序 重复执行 I如果防捶传感器左前 的值力阻塞 那如果防撞传感器的值为阻塞那么如果防捶传感器右后的值力阻塞那么 机器人播砂音苻 s如果 防撞传感器左前 的值为阻塞 且 防捶传感器左后 的值为阻塞那么机器播放音符& Mrf如果 防撞传感器右前 的值为阻塞 且 防撞传感器右后 的值为阻塞那么机器人播放音生&如果防撞传感器左前的值为阻塞 且防撞传感器右前的值为阻塞 那么 机器人播放音符 G拓 展 活 动 一 一 魔 琴 机 器 人让学生思考如何利用这节课学习的知识点用机器人身上的其他传感器设计一个魔琴机器人。建议使用颜色传感器。同一个传感器检测到不同的数值时演奏出不同的音乐， 教师课前准备需要一些色卡，要求学生让桌面机器人在色卡上以固定的速度移动，每到一个 色卡时发出一个特定的音符，利用这个原理演奏出预设的乐曲。例如程序如下:那么如果颜色传感器的值为绿 机器人播放音符& 那么Aduino主程序如果颜色传感器的值为红），机器,人播曲音符设置机器人led灯的颜色为红设置机器人LED灯的颜色为红P绿如果颜色传感器的值为蓝机器人播放音符8 如果颜色传感器的值为蓝机器人播放音符8 那么设置机器人LED灯的颜色为红8绿复习与总结:（15分钟）复习本节课所学习的知识点，以及对本节课学生出现的一些学习问题与错误编程进行分析总 结。让学生知道问题出在哪？以后要怎么注意与改正？陵课堂展示（15分钟）本环节尽量让学生自主讲解演示为主，讲解本节课所学知识点以及讲解演示自主编写的程序, 老师在学生忘记或者讲解错误的时候进行引导与指正。问题：1 .我们是如何使让单个传感器发出7种声音的，用的哪一条命令?答案提示:需要使用新建变量模块将变里music的值熠加 机器人播放音符music 等待秒.我们是如何应用多个传感器配合发声的？其他的传感器呢?重亘执,行直到music >Q或 music2 >如果 防撞传感器右前 的值为阻塞 那么产里nnusu二的值增加答案提示:,等待。秒.我们是如何让桌面机器人通过色卡识别不同颜色来演奏音乐的? 请学生依据拓展活动中的程序边演示边解说。1 .根据学生的课堂表现与家长进行沟通，比方学生在课堂中纪律如何，回答下列问题积极性如何, 对于速度的理解与掌握如何，以及有所缺乏需要提升的地方，缺乏之处可以怎么家校配合引 导提升。学生在我们这里学习本课程会有金钥匙的大赛及比赛结果带给学生的益处。2 .跟家长沟通这些的时候要注意先表扬再指正，注意保护学生的自尊心，在跟家长谈及学生 缺乏之处时要防止学生听见。