《机器人灭火――迷宫灭火》教学设计

灭火机器人教学设计一、教学目标1、知识目标：①了解机器人灭火任务。

②知道简单Pascal的程序算法。

③掌握通过机器人识别白线、机器人检测火焰等方法灭火的方法。

2、能力目标：①简易灭火机器人的搭建。

②火焰传感器的使用。

③教会机器人寻找火源完成简单灭火任务。

3、情感目标：①培养学生的观察能力、动手能力、创造能力，养成良好的思维习惯。

②通过对光学、计算机科学、机械原理以及美学等的综合运用，提高学生的综合运用。

③通过竞赛机制，提高学生的竞争和合作意识，锻炼学生比赛时的灵活性。

二、教学重点、难点重点：灭火机器人的搭建。

难点：①火焰传感器的使用；②通过PASCAL的程序算法为机器人编写程序；③下载程序到你的机器人内存中，进行实际轨迹场地调试。

三、教学方法以学生直接实践体验为主，辅以教师演示、启发、引导。

四、教学准备纳英特机器人套装、电脑、网络教室，机器人调试场地或模拟平台环境。

五、教学过程1、引入：火灾是当今人类社会普遍关注的问题，它不仅威胁着人类的生命和财产安全，更影响到一个社会的稳定和发展。

图12-1是我国研制的第一代灭火机器人。

这类消防机器人适用于石油化工、油罐区、大型仓库等高温、强热辐射、易坍塌的危险场所，可避免人员伤亡。

在这几课里，我们将利用教学机器人，模拟灭火过程。

2、新课：灭火实验及场地简介中小学机器人灭火实验是模拟现实家庭中机器人处理火警的过程，它要求制作一个由计算机程序控制的机器人，在一间模拟平面结构的房间里运动，找到一根代表房间里火灾点的正在燃烧的蜡烛并尽快将它扑灭。

3、简易灭火机器人的制作为使问题简单化，我们假定一个简单任务：任务1 机器人从房间门口启动，对准火焰方向，直线前进，进入火焰前的警戒线，停止前进，扑灭火焰。

这个任务非常简单，对机器人的要求是当“看见”地面白线时，停止运动，开起风扇扑灭火焰。

为了让机器人能“看见”火焰前的白色警戒线，我们需要给机器人安装一个地面灰度传感器。

灰度传感器可以用来检测物体表面的黑白程度，浅色物体灰度小，深色物体灰度大。

“机器人设计与制作”课程设计报告机器人灭火实验专业：测控技术与仪器班级：测控081设计人及学号：指导教师：完成日期：一、设计目的：通过本课程的学习和训练，应了解有关机器人技术方面的基本知识，掌握机器人学所涉及的技术的基本原理和方法，得到机器人技术开发的实践技能训练。

1、巩固相关理论知识，了解机器人技术的基本概念以及有关电工电子学、单片机、传感器等技术。

2、通过使用机器人模型，编程处理机器人运动过程，分析机器人的控制原理。

通过对其具体结构的了解，利用开发工具实现行走控制，并可以按预定的轨迹行走。

3、培养自学能力和独立解决问题的能力二、设计任务：机器人自主绕迷宫，发现火源报警。

编写程序，使机器人完成给定的任务。

三、设计要求：机器人灭火：通过机器人的I/O口控制机器人在迷宫内自主行走，并且能够自主寻找火源并实施灭火。

编写程序，使机器人完成给定的任务。

四、系统设计：1、介绍所使用的硬件情况及工作原理。

MT-UROBOT概述MT-UROBOT是上海英集斯自动化技术有限公司设计制作的大学版机器人，它是专门为大学进行课程教学、工程训练、科技创新以及研究服务的新型移动智能机器人。

MT-UROBOT结构开关按钮控制 MT-UROBOT 电源开关的按钮，按此按钮可以打开或关闭机器人电源。

“电源”指示灯按下 MT-UROBOT 的开关后，这个灯会发绿光，这时可以与机器人进行交流了！“充电”指示灯当你给机器人充电时，“充电”指示灯发红光。

“充电口”将充电器的相应端插入此口，再将另一端插到电源上即可对机器人充电。

“下载口”“充电口”旁边的“下载口”用于下载程序到机器人主板上，使用时只需将串口连接线的相应端插入下载口，另一端与计算机连接好，这样机器人与计算机就连接起来了。

“复位/MTOS”按钮这是个复合按钮，用于下载操作系统和复位。

当串口通信线接插在下载口上时，按击此按钮，机器人系统默认为此操作为下载操作系统；如果你想使用其复位功能则需要将通信线拔下，按击此按钮，机器人系统认为此操作为系统复位。

苏科版六年级信息技术11《机器人灭火》教案一. 教材分析《机器人灭火》这一课旨在让学生了解和掌握机器人编程的基本知识，培养学生利用编程解决实际问题的能力。

通过本节课的学习，学生将能够了解机器人的基本概念、了解机器人编程的基本方法，并能够利用编程实现简单的机器人控制。

二. 学情分析六年级的学生已经具备了一定的逻辑思维能力和问题解决能力，他们对新鲜事物充满好奇，具有较强的学习兴趣。

但同时，他们也存在一定的知识储备不足，对于一些较为复杂的编程概念和操作可能需要较多的时间和耐心来理解和掌握。

三. 教学目标1.了解机器人的基本概念和应用领域。

2.掌握机器人编程的基本方法。

3.能够利用编程实现简单的机器人控制。

4.培养学生的创新思维和问题解决能力。

四. 教学重难点1.机器人编程的基本方法。

2.利用编程实现机器人控制。

五. 教学方法采用问题驱动的教学方法，通过引导学生解决实际问题，让学生理解和掌握机器人编程的基本方法。

同时，结合分组讨论、合作学习等方式，培养学生的团队协作能力和创新思维。

六. 教学准备1.准备相关的教学素材，如机器人编程软件、机器人设备等。

2.提前让学生了解机器人的基本概念和应用领域。

七. 教学过程1.导入（5分钟）通过展示一些机器人的应用场景，引起学生的兴趣，然后提出本节课的学习目标，引导学生进入学习状态。

2.呈现（15分钟）介绍机器人的基本概念和分类，让学生了解机器人的基本情况。

然后介绍机器人编程的基本方法，让学生初步了解编程的基本操作。

3.操练（20分钟）让学生分组进行讨论，每组选择一个机器人编程项目进行实践。

在实践过程中，教师巡回指导，解答学生的问题。

4.巩固（10分钟）让学生展示自己的编程成果，其他学生进行评价，教师进行总结。

通过这种方式，巩固学生对机器人编程的理解和掌握。

5.拓展（10分钟）引导学生思考如何利用机器人编程解决实际问题，让学生进行头脑风暴，培养学生的创新思维。

6.小结（5分钟）对本节课的学习内容进行总结，强调重点知识点。

第七节设计灭火机器人一、教学目标1．知识与技能（1）掌握火焰传感器的使用方法。

（2）了解机器人灭火的工作原理。

（3）掌握子程序的新建、修改、删除及保存，了解“break”模块的作用。

2．过程与方法（1）通过对机器人灭火任务的需求分析与讨论，明确灭火机器人应该具备的功能与硬件组成，并重点掌握火焰传感器的功能、特性及使用方法。

（2）通过对机器人灭火任务的分解，掌握子程序的概念，并在此基础上了解“自上而下、逐步细化”的程序设计原则。

3．情感态度与价值观（1）培养学生的动手能力、创新能力，使学生养成良好的思维习惯。

（2）培养学生的团队合作精神，让学生体会学习和探究的乐趣。

二、教材分析1．本节的作用和地位本节是在循迹机器人和走迷宫机器人基础上增加了火焰传感器应用的一节综合应用课，主要让学生掌握火焰传感器使用方法、“自上而下、逐步细化”的程序设计原则以及子程序的概念。

2．本节主要内容介绍本节主要任务是设计一个能在模拟火灾现场中灭火的机器人。

首先，通过对任务的分析，明确灭火机器人应该具备的功能及硬件组成，并重点介绍新硬件—火焰传感器的功能特性及使用方法；随后，对灭火过程进行分解，并引入子程序的概念，介绍子程序的新建、修改、删除及保存方法，在此基础上进行程序编写，尝试采用“自上而下、逐步细化”的设计原则；最终，在虚拟环境下完成灭火程序的仿真运行。

3．重点和难点分析教学重点：（1）火焰传感器的使用方法。

（2）灭火的工作原理及子程序的编写。

教学难点：（1）“自上而下、逐步细化”的编程原则。

（2）灭火程序的编写及优化。

三、教学建议1．学情分析在本节课之前，学生已经掌握了顺序、选择、循环结构，本节引入了“主程序”和“子程序”概念，虽然程序比较复杂，但除了“break”模块，没有新的语法；硬件方面，涉及到红外避障传感器、轨迹识别传感器、火焰识别传感器和风扇等，其中只有火焰传感器是新学硬件。

新知识点并不多，主要是对以前所学知识加以综合运用。

浙教版信息技术九年级第十七课时教学设计（教师总结）机器人由现在所在的位置走到迷宫的入口是一条黑线，我们的机器人需要什么来识别黑线；从迷宫的入口到寻找火焰的过程，相当于一个走迷宫的过程，我们的机器人需要什么传感器；我们的机器人怎么才能找到火源呢？我们通过火焰传感器，火焰传感器我们前面提到过，我们一起来认识它。

火焰传感器用于检测机器人周围是否有火焰，采用紫外光敏管作为元件，具有很强的抗干扰能力，火焰发出的红外线被火焰传感器接收后产生检测到的信号，传给微电脑。

微电脑分析判断做出反应。

火焰传感器是机器人专门用来搜寻火焰的传感器，它能检测到火焰发出的波长在700—1000纳米范围内的红外线。

二、总体来说，我们对这个问题的分析：根据场景，机器人需要从起点出发，沿着路线前行到建筑群，然后再建筑物中寻找火源，发现火源后后立即启动灭火。

路线由一条黑线表示，因此，机器人需要具有循迹能力并在建筑物种寻找火源，需要机器人能避障行走。

完成灭火任务的思路如下：1、从起点出发，沿黑线走到建筑群。

2、利用走迷宫的方法在建筑群中避障行走寻找火源，当检测到火源时机器人停止前进。

3、启动电机灭火。

下面我们来分析机器人灭火的过程：（教师总结）思考：哪些程序是重复的？灰度传感器红外传感器。

分析灭火的过程的综合认识火焰传感器进一步熟悉灭火的过程利于后续编程（迷宫）（循迹）由此我们可以设计机器人灭火的流程图：由流程图里的子程序是什么呢？子程序：设计程序时，可以把功能相同的程序段单独编成子程序，根据需要，主程序在执行过程中可以反复调用子程序，子程序执行结束后又能返回到主程序，继续执行后面的程序段。

子程序可以反复调用，可以简化程序。

由流程图我们可以按下表进行项目的实施：通过过程的分析，以流程加深理解理解子程序概念通过流程图和子程序的概念初步理解子程序简化程序的作用下面请同学们小组合作完成机器人灭火程序的编写：我们需要将程序分解成几个子程序任务小组内分三组，一组完成一个程序的编写，最后将他们进行整合。

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）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：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。

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。

机器人灭火一、教学目标1.知识与技能：（1）了解机器人灭火任务。

（2）知道简单Pascal的程序算法。

（3）掌握通过机器人识别白线、机器人检测火焰等方法灭火的方法。

2过程与方法：（1）简易灭火机器人的搭建。

（2）教会机器人寻找火源完成简单灭火任务。

（3）火焰传感器的使用。

3.情感态度与价值观：（1）通过对光学、计算机科学、机械原理以及美学等的综合运用，提高学生的综合运用。

（2）通过竞赛机制，提高学生的竞争和合作意识，锻炼学生比赛时的灵活性。

4.行为与创新：培养学生的观察能力、动手能力、创造能力，养成良好的思维习惯。

二、学情分析六年级的学生有自主完成学习任务的能力,能通过教材提示掌握对应的知识和技能。

三、教学重点难点重点：灭火机器人的搭建。

难点：灭火程序得问编写过程。

（1）火焰传感器的使用。

（2）通过PASCAL的程序算法为机器人编写程序。

（3）下载程序到你的机器人内存中，进行实际轨迹场地调试。

四、教学过程1.引入：火灾是当今人类社会普遍关注的问题，它不仅威胁着人类的生命和财产安全，更影响到一个社会的稳定和发展。

图12-1是我国研制的第一代灭火机器人。

这类消防机器人适用于石油化工、28油罐区、大型仓库等高温、强热辐射、易坍塌的危险场所，可避免人员伤亡。

在这几课里，我们将利用教学机器人，模拟灭火过程。

图 12-1 我国第一代灭火机器人2.新课：灭火实验及场地简介：中小学机器人灭火实验是模拟现实家庭中机器人处理火警的过程，它要求制作一个由计算机程序控制的机器人，在一间模拟平面结构的房间里运动，找到一根代表房间里火灾点的正在燃烧的蜡烛并尽快将它扑灭。

图12-2是机器人模拟灭火场地示意图 (单位:cm)。

图12-2 机器人模拟灭火场地示意图图中红色为火焰，蓝色为家具，黄色为搜救对象所在位置。

3.简易灭火机器人的制作为使问题简单化，我们假定一个简单任务：任务1：机器人从房间门口启动，对准火焰方向，直线前进，进入火焰前的警戒线，停止前进，扑灭火焰。

机器人灭火教案教案标题：机器人灭火教案教案目标：1. 了解火灾的危害和灭火的重要性。

2. 了解机器人在灭火中的应用。

3. 学习如何操作机器人进行灭火。

教案步骤：引入活动：1. 引入火灾话题，提问学生对火灾的了解和看法。

2. 引入机器人话题，询问学生对机器人的了解和应用领域。

知识讲解：3. 讲解火灾的危害和灭火的重要性，包括火灾可能带来的人员伤亡、财产损失和环境破坏等。

4. 讲解机器人在灭火中的应用，包括机器人可以进入危险区域、执行灭火任务、减少人员伤亡等优势。

案例分析：5. 分析一起火灾案例，让学生思考如何利用机器人进行灭火，引导学生讨论机器人的优势和可能遇到的挑战。

操作实践：6. 分发机器人操作指南，让学生根据指南进行机器人操作实践。

指南应包括机器人的启动、遥控操作、火源定位、灭火器具使用等步骤。

小组合作：7. 将学生分成小组，每个小组配备一台机器人。

让学生在小组内进行机器人操作实践，并通过小组合作的方式完成灭火任务。

总结反思：8. 结束实践活动后，组织学生进行总结反思。

让学生分享他们在操作机器人过程中的体会和收获，并讨论机器人在灭火中的潜力和限制。

拓展活动：9. 鼓励学生进行拓展活动，如设计更高效的机器人灭火方案、了解其他机器人在灭火领域的应用等。

评估方式：10. 通过观察学生在操作机器人时的表现、小组讨论的参与程度以及总结反思的内容来评估学生对机器人灭火教案的理解和掌握程度。

教学资源：- 火灾案例分析材料- 机器人操作指南- 机器人灭火器具- 小组合作评估表教案扩展：1. 可以邀请消防员或机器人专家来学校进行讲座，向学生介绍更多关于火灾和机器人灭火的知识。

2. 可以组织学生参观消防局或机器人研究机构，让学生亲身体验消防训练或观察最新的机器人灭火技术。

注意事项：1. 在操作机器人时，要确保学生的安全，提前做好安全预防措施，并由教师和其他专业人员进行监督和指导。

2. 确保机器人操作指南简明清晰，易于学生理解和操作。

小学信息技术《机器人灭火比赛》教学设计本课是一个综合活动，是在前一课的基础上学习，也是对前面所学知识的检测和巩固。

二、教学目标1、知识和技能目标了解有关机器人灭火比赛的知识，了解子程序的概念。

2、过程与方法目标（1）学会动手组装灭火机器人。

（2）学会编写机器人灭火程序。

3、情感性目标培养学生之间的相互交流与合作精神，使他们共同克服困难和分享成功。

三、教学准备将本课的图片和文字资料下发到学生机上，机器人、灭火装置、蜡烛、打火机。

四、教学法重、难点1、教学重点组装机器人和编写灭火机器人的控制程序。

2、教学难点理解走迷宫程序流程图。

五、课时安排：2课时。

六、教学过程1、导入教师：发生火灾时，消防员叔叔都会奋不顾身地跃身火海救人，但是，这样的危险性太大了，同学们能不能设计一种帮助消防员叔叔找到火源，并把把火扑灭的办法呢？学生回答。

教师：如果机器人能走入楼房找到火源，并用灭火剂把火扑灭，那该多好啊！其实这些在不久的将来都会实现，今天我们就来设计一个机器人，让它在一个模拟的房间里完成灭火任务。

2、学习新课（1）规划和搭建机器人。

观看教师演示机器人灭火，了解灭火程序流程图和场地。

永远循环灭火检查火源走迷宫教师讲解安装火焰传感器和红外传感器的方法及步骤，搭建灭火机器人，学生跟着练习。

（2）探测火焰、寻找火焰，编写迷宫（migong）子程序。

A、看图思考机器人如何走迷宫的。

前方或45度方向的传感器检测是否有障碍左侧传感器检测是否有障碍前进有向左传向左转无无有屏幕展示走迷宫流程图，学生观看、思考。

[1][2]。

苏科版六年级信息技术11《机器人灭火》教学设计一. 教材分析《机器人灭火》是苏科版六年级信息技术第11课的内容。

本节课主要让学生了解和掌握机器人编程的基本知识，培养学生运用编程解决实际问题的能力。

通过学习本节课，学生将能够了解机器人的基本组成和编程原理，掌握使用编程语言控制机器人进行灭火的基本方法。

二. 学情分析六年级的学生已经具备了一定的信息技术基础，对机器人有一定的好奇心和兴趣。

但他们在编程方面可能还存在一定的困难，因此需要在教学过程中给予他们足够的引导和帮助。

此外，学生之间的学习能力差异较大，因此在教学设计时需要考虑如何兼顾不同层次的学生。

三. 教学目标1.了解机器人的基本组成和编程原理。

2.掌握使用编程语言控制机器人进行灭火的方法。

3.培养学生的动手操作能力和团队协作能力。

4.激发学生对信息技术和机器人的兴趣，提高他们解决实际问题的能力。

四. 教学重难点1.重点：了解机器人的基本组成和编程原理，掌握使用编程语言控制机器人进行灭火的方法。

2.难点：编程语言的使用和机器人操作技巧。

五. 教学方法1.任务驱动法：通过完成具体的任务，引导学生学习和掌握相关知识。

2.合作学习法：鼓励学生分组合作，共同完成任务，培养团队协作能力。

3.实践教学法：注重学生的动手操作，让学生在实践中掌握知识。

六. 教学准备1.准备机器人设备和编程软件。

2.准备相关教学资源和素材。

3.划分学习小组，分配任务。

七. 教学过程1.导入（5分钟）利用趣味动画或者故事引入机器人灭火的场景，激发学生的兴趣，引导学生思考如何利用机器人进行灭火。

2.呈现（10分钟）展示机器人灭火的案例，让学生了解机器人在灭火领域的应用。

同时，简要介绍机器人的基本组成和编程原理。

3.操练（10分钟）学生分组进行机器人操作，尝试使用编程语言控制机器人进行灭火。

教师在这个过程中给予学生必要的指导和支持。

4.巩固（10分钟）学生通过完成一系列有关机器人灭火的编程任务，巩固所学知识。