寻光机器人PPT课件

06第06课《机器人循光》教学设计一、教学目标1. 知识目标：通过学习，学生了解机器人循光的原理和应用。

2. 能力目标：培养学生动手实践、观察和思考的能力，提高分析和解决问题的能力。

3. 情感目标：通过合作学习及自主探究，培养学生的创造力和团队合作精神。

二、教学重难点1. 教学重点：机器人循光的原理和应用。

2. 教学难点：设计与制作简单的机器人循光电路。

三、教学准备1. 实验器材准备：光敏电阻、电源线、导线、小电动机、面包板、电动机驱动芯片等。

2. 实验环境准备：保持教室足够明亮，确保机器人能够感受到光线。

四、教学过程1. 情境导入引导学生回顾上一节所学的关于电流和电路的知识，提出机器人循光的问题，激发学生学习的兴趣。

2. 知识讲解（1）介绍机器人循光的原理：机器人循光是利用光敏电阻对光的感应来实现控制，当光照导致光敏电阻的电阻值发生变化时，电路中的电流也会发生变化。

（2）讲解机器人循光的应用：机器人循光广泛应用于自动驾驶、智能家居以及工业生产线等领域。

通过感应光线，机器人能够实现自主导航和避障。

3. 电路实验（1）组织学生分组进行实验，每个小组分别完成一个机器人循光电路的设计与制作。

（2）指导学生使用面包板搭建电路，连接光敏电阻、电动机驱动芯片和电动机，并将电路与电源进行连接。

（3）调整光敏电阻的位置和角度，观察机器人循光效果。

（4）让学生通过修改电路或调整光敏电阻的位置和角度，改变机器人的循光方向，培养学生分析和解决问题的能力。

4. 思考讨论（1）带领学生进行思考讨论：为什么机器人能够感应光线并按照光线方向移动？（2）鼓励学生积极参与讨论，分享彼此的观点和思考，促进学生的合作学习和思维发展。

5. 学习总结请学生对本节课学到的内容进行总结归纳，梳理学习重点和难点，并做一些针对性的延伸思考。

6. 课堂作业要求学生根据所学知识，设计并制作一个能够在光线照射下自主转动的微型太阳能机器人。

五、教学反思通过本节课的教学设计与实施，我发现学生表现出了浓厚的兴趣，积极参与了教学活动。

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，它的参数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，已经能够执行基本的机器人命令了。

在这部分的学习中，可以针对不同的学习需要提供较为活跃的实验活动，让学生有更多的感性体验。

【教学目标与要求】1. 知识与技能（1）了解红外线传感器的工作原理。

（2）体验单分支结构语句的含义。

（3）能够在机器人平台中编写机器人循光运动的程序。

2. 过程与方法（1）依据流程图进行程序设计，通过设计任务让学生在探索中得到逻辑思维的培养；（2）充分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。

3. 情感、态度与价值观（1）培养规范的机器人运动编程步骤；（2）激发学生的多选择性的创新思维能力。

4. 行为与创新建立起以流程图的形式进行思维的习惯。

【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】实验法、主题活动。

【课时安排】安排1课时。

【教学准备】实验器材和主题活动单。

【教学过程】第一课时学习过程教师与学生活动设计意图激趣导入展示机器人沿线走的成果。

师：聪明的机器人已经能够前行了，但如果前方遇到了障碍，机器人就不能继续一路前进。

这时，我们是否可以通过其他方法让它躲避障碍呢？大家有哪些主意？师生讨论。

师：今天，老师就给大家介绍引导机器人前行的一种策略——循光。

从学生已有知识出发，在巩固旧知的同时引出新问题。

让学生想一想、说一说、议一议，激起头脑风暴，激发集体智慧。

红外传感器工作原理展示机器人循光的效果师：机器人能够跟着光行走，其实是利用了红外传感器在工作。

（展示蝙蝠图片）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。

智能寻光机器人设计与制作导语：随着时代进步，科技发展，自动化、智能化在工业、农业、军事领域都越发突出。

机器人在我的心目中，不仅仅是具有人的外形且在一定程度上能够帮助人类完成某些事情的机器，只要是能够具有一定判断思维，并且能够利用所判断到的数据进行分析从而完成一定的功能都可以叫做机器人。

鉴于当前做机器人的功底还有些不足，仅仅一些简单的项目做了一些研究和实践。

设计思想与总体方案简易智能寻光机器人的设计思想本机器人可以自动判断光照强度，然后自动向光照较强的一方行去，假若光照强度差异不大，机器人会在原地自动旋转后重新检测，如果仍旧检测到来自各方向的传感器相同的信号则自动停止运动，并且启动蜂鸣器报警。

设计方案与框图本设计基于STC89C52作为检测和控制核心，利用编程实现机器人转向、行走、定时、停止。

其中硬件结构采用单驱动模式，采用光敏电阻多方位采集光照强度，确定运行方向，利用电磁实现转向。

系统硬件组成及设计原理单片机单元本系统采用STC89C 51作为中央处理器，其主要任务是采集来自各方向上的传感器发出的信号，并将数据进行处理，通过分析确定机器人的具体转向，并通过相应的I/O口把信号送出去，进而控制相对应的转向设备。

若果采集到各方面的信号相同，则控制机器人在原地打转30秒后自动停止。

电机控制单元本机器人采用单电机双轮驱动，转向则采用电磁铁，通过改变电磁铁的电流方向，从而实现前轮的扭转。

设计原理图：传感器单元整个机器人利用三个光源传感器，分在机器人三个不同部位，见警报单元当机器人寻找不到合适的方形的时候，会自动报警。

其中报警器采用蜂鸣器。

单片机编程：#include <reg52.h>unsigned int i=0;sbit D1=P2^0; //定义三个传感器sbit D2=P2^1;sbit D3=P2^3;sbit turn1=P1^0; //定义两个转向sbit turn2=P1^1;sbit run1=P1^2; //定义主动电机转动sbit run2=P1^3;sbit beep=P3^5;void timer0_init() //定时器0初始化，12M晶振，定时20ms {TMOD|= 0x01;TH0 = 0xb1;TL0 = 0xe0;TR0 = 1;}void BEEP() //蜂鸣器{timer0_init();beep=1;while(1){if(TF0==1){TF0=0;TH0 = 0xb1;TL0 = 0xe0;TR0 = 1;i++;if(i==50){beep=~beep;}}}}void turn_l() {turn1=0;turn2=1;run1 =0;run2 =1; }void turn_r() {turn1=1;turn2=0;run1 =0;run2 =1; }void go_str() {turn1=0;turn2=0;run1 =0;run2 =1; }void stop(){turn1=0;turn2=0;run1 =0;run2 =0;BEEP(); //报警}void if_() //机器人通过传感器判断行走方向{if(!D1) //如果检测到传感器1方向光强，则控制机器人向左转，同时主电机正转{turn_l();timer0_init(); //向左转动一秒钟后，自动恢复方向if(TF0==1){TF0=0;TH0 = 0xb1;TL0 = 0xe0;TR0 = 1;i++;if(i==50){i=0;TR0=0;turn1=0;turn2=0;}}}if(!D3) //如果检测到传感器3方向光强，则控制机器人右转，同时主电机正传{turn_r();timer0_init(); //向右转动一秒钟后，自动恢复方向if(TF0==1){TF0=0;TH0 = 0xb1;TL0 = 0xe0;TR0 = 1;i++;if(i==50){i=0;TR0=0;turn1=0;turn2=0;}}}if(!D2) //传感器2光强，则机器人直走go_str();else //当机器人找不到合适方向是，停止运动stop();}void main(){if_();if(!D1|D3) //如果，同时检测到D1、D3均为强光，则机器人向左转圈1秒后重新检测{turn_l();timer0_init();if(TF0==1){TF0=0;TH0 = 0xb1;TL0 = 0xe0;TR0 = 1;i++;if(i==50){i=0;TR0=0;if_();}}}if(!D1|D2) //如果，同时检测到D1、D2均为强光，则机器人向左转圈1秒后重新检测{turn_l();timer0_init();if(TF0==1){TF0=0;TH0 = 0xb1;TL0 = 0xe0;TR0 = 1;i++;if(i==50){i=0;TR0=0;if_();}}}if(!D2|D3) //如果，同时检测到D2、D3均为强光，则机器人向左转圈1秒后重新检测{turn_l();timer0_init();if(TF0==1){TF0=0;TH0 = 0xb1;TL0 = 0xe0;TR0 = 1;i++;if(i==50){i=0;TR0=0;if_();}}}理想中的效果图：设计的缺陷与改进1)由于本机器人在采集光照的时候没有利用到模数转换，所以可能导致采集的数据没有误差较大。

•机器人世界简介•美术风格机器人欣赏•机器人创意绘画教程•儿童机器人美术作品展示•机器人主题手工制作活动•机器人美术课程总结与展望机器人世界简介机器人是一种能够自动执行任务的机器系统。

它们可以通过传感器、控制器和执行器等设备实现各种复杂功能。

机器人具有自主性、适应性、交互性和智能性等特点。

机器人定义与特点0102 03第一代机器人示教再现型机器人，通过人工操作进行示教，能记忆和再现操作过程。

第二代机器人感觉型机器人，具有视觉、听觉、触觉等感觉功能，能对环境变化做出反应。

第三代机器人智能型机器人，具有自主学习和决策能力，能适应各种复杂环境和任务。

机器人发展历程机器人应用领域工业制造自动化生产线、焊接、装配等。

医疗服务手术协助、康复训练、护理等。

军事应用侦察、排雷、作战等。

太空探索星球探测、空间站维护等。

美术风格机器人欣赏03在幼儿美术教育中的应用通过绘画、手工等艺术形式，培养幼儿的想象力和创造力，感受卡通风格机器人的魅力。

01特点造型简洁、色彩鲜艳、形象夸张02代表作品《铁臂阿童木》、《变形金刚》等特点形态逼真、细节丰富、科技感强代表作品电影《终结者》系列中的机器人形象在幼儿美术教育中的应用引导幼儿观察和理解机器人的结构和功能，通过绘画和手工制作培养幼儿的观察力和表现力。

抽象风格机器人特点造型抽象、线条流畅、富有创意代表作品艺术家创作的抽象机器人雕塑、画作等在幼儿美术教育中的应用激发幼儿的想象力和创造力，通过自由创作表现自己心目中的机器人形象，培养幼儿的审美能力和艺术素养。

机器人创意绘画教程选择一个圆形或方形作为机器人的头部，确定其大小和位置。

绘制机器人的头部绘制机器人的身体绘制机器人的四肢选择一个长方形或圆柱形作为机器人的身体，与头部相连接。

为机器人添加两条手臂和两条腿，可以选择直线或曲线形状，使其具有动态感。

030201绘制基本形状与结构在机器人头部绘制眼睛、嘴巴等面部特征，可以使用简单的几何形状或线条。

“做新时代的小小追光者”寻光机器人——寻光机器人一、教学内容分析本课先从认识光敏传感器开始，让学生从机器人能够从“自动寻光”的原理入手，首先理解硬件是如何工作的；以解决问题为任务驱动，引导学生设计好程序。

通过学习如何在仿真界面中设置传感源的方法，用电脑仿真来检验程序。

最后在现实环境中让学生搭建好寻光机器人进行调试，以达到成功寻找光源的效果，体验成功搭建的乐趣和成就感。

二、学情分析本课的学习对象是小学五年级的学生，他们通过前面五课内容的学习已经基本掌握了诺宝RC软件编写程序的基本方法，并且理解了“多次循环”“永久循环”和“条件判断”模块在程序中的基本用法。

学生已经能够体验到程序编写的乐趣和用程序来驱动机器人的成就感，他们对于新的传感器的学习充满着热情和学习兴趣，本课的内容对于学习对象来说，是对之前编写内容的巩固和深入练习。

三、教材目标（一）知识与技能1、了解光敏传感器的组成及工作原理。

2、掌握光敏传感器的应用。

3、能够在仿真界面中设置虚拟光源测试机器人程序。

4、能够搭建寻光机器人，并会在真实环境中调试机器人。

（二）教学过程与方法1、通过自主学习、小组合作探究，掌握带有光敏传感器的程序编写方法。

2、通过大胆尝试和不断反思，学会在仿真界面中设置虚拟光源的方法。

3、通过积极思考、动手实践，学会搭建和调试寻光机器人。

（三）情感、态度和价值观1、进一步体验程序设计的乐趣，激发学习的积极性。

2、善于探究和分享，在解决寻光机器人的设计过程中，学会与他人合作研究，体验共同解决问题的乐趣和成就感。

3、积极思考，在已经掌握的知识技能基础上拓展思路、大胆尝试，养成不怕困难、勇于创新的优秀品质。

四、教学重点和难点重点：认识光敏传感器的构造及工作原理，掌握寻光机器人程序的编写方法，学会在仿真界面设置虚拟光源，能够搭建并调试寻光机器人寻找光源。

难点：光敏变量表达式，寻光机器人程序的编写方法。

五、教学方法教法：情境教学法、讲授法、任务驱动法学法：自主探究、小组合作六、设计理念本课的设计理念是：一条主线，四重探索，一个总任务。

06第06课《机器人循光》教学设计教学设计：第06课《机器人循光》一、教学目标：1. 知识目标：了解机器人循光原理、结构和功能。

2. 技能目标：学会使用光电传感器和编程语言控制机器人实现循光行走。

3. 情感目标：培养学生的动手实践能力和创新思维，增强对科技的兴趣。

二、教学准备：1. 教具准备：机器人套件、光电传感器模块、编程软件等。

2. 实验环境：教室桌面或实验室空间。

3. 学生准备：提前学习与机器人编程相关的课程内容。

三、教学过程：本节课主要分为引入、实验、展示和反思四个环节。

具体流程如下：引入：1. 老师简要介绍机器人循光的背景，引起学生对主题的兴趣。

2. 老师提问：在生活中，我们经常接触到循光设备吗？有哪些常见的应用场景？实验：1. 老师将机器人套件分发给学生，让学生观察并了解其结构和功能。

2. 老师讲解光电传感器的原理和使用方法，并演示光电传感器实现循光功能。

3. 学生根据老师提供的实验指导，自行连接光电传感器模块，并编写程序控制机器人循光行走。

4. 学生进行实验操作，调试机器人的行走轨迹，通过修改程序实现更精准的循光效果。

展示：1. 学生展示自己调试完成的机器人，演示其循光行走的效果。

2. 学生可以自由发挥，添加额外的功能或进行扩展性实验。

反思：1. 学生和老师共同回顾实验过程，总结实验中遇到的问题和解决方法。

2. 学生发表个人感想，分享改进机器人性能的想法。

3. 老师对学生的表现进行评价，给予肯定和指导。

四、教学评价：1. 学生的实验报告：包括实验目的、步骤、结果及自我总结等。

2. 学生的实验操作和展示：观察学生是否能独立完成实验操作，机器人是否能准确地循光行走。

3. 学生的讨论和互动：观察学生对课题的兴趣程度、思维活跃度以及彼此之间的合作交流。

五、教学拓展：1. 给予学生更多探索和创新的机会，鼓励他们在原有实验基础上进行改进和深化。

2. 引导学生思考，探究如何将循光原理应用到实际生活中，从而促进他们对科技创新的思考。