4.1.3 认识程序中的基本元素优质课教案推荐

走近教育机器人-制作自动报警器

教学设计

牟定县第一高级中学

杨庆彪

【背景指导思想】

本节课的核心还是程序设计，教育机器人主要是培养学生的创新精神，团队合作以及动手能力。在VJC程序设计的过程中，还必须运用到两个重要的组建，就是磁敏传感器和控制器，要知道磁敏传感器的简单原理，同时还要会适当的操作控制器，才可以完成程序的运行调试，一节40分钟的课堂，内容量还是有点大，虽然程序设计本身只有小小的一部分。程序设计重在了解分支结构的运用，通过磁敏传感器0和1的不同状态完成程序的控制，实现自动报警器的报警功能。总体的思想还是任务驱动，认识磁敏传感器，写出程序，然后通过控制器来完成测试再回到VJC程序中调试，最终实现自动报警器的报警功能。同学们的基础各不相同，作为程序的循环结构，不要求全部的学生掌握，作为分层教学的另一个层次来完成。作为教育机器人的C系列的一个小作品，自动报警器只是非常小的一部分，课堂的最后会给学生播放一个教育机器人的比赛小视频，从而唤起学生对教育机器人的更多遐想，培养学生的信息素养，增强学生对教育机器人的兴趣，整个过程，不仅仅要动脑，还要充分发挥学生的创新思维，动手能力，团队协作能力。程序设计是中学生最有潜力，最有挑战的一个模块，但是居于各种限制，我们学校长期都没有开展过任何一课程序设计课，应该有10年以上了，应该说这一节课还是挑战非常大。

【教学目标】

1、了解磁敏传感器的工作特性

，并利用这一特征来控制自动报警器。

2、初识编程软件VJC4.3，掌握条件判断、分支结构程序的编写。

3、认识控制器并利用控制器完成程序的写入和运行。

4、通过程序设计与调试，理解报警器的控制过程和原理

。

5、适当培养学生对教育机器人的兴趣，对神秘编程的一点向往和一丝丝冲动。

【教学重点】

条件判断、分支结构程序的理解和编写调试

【教学难点】

理解报警器的控制过程和原理

【教学方法】

采用任务驱动、讲解演示的方法。确定目标，设计分层任务，自主探索，积极协作，归纳总结，评价成果，通过独立操作完成任务，从而完成自动报警器的制作。

【教学过程】

课程导入（5分钟）

同学们，今天我们来编写程序实现一个生活中非常重要的个设备。老师用自己想法把这个设备模拟搭建出来，接下来老师跟大家展示一下，请同学们观察一下，它可能是什么？它是如何做工作的？它有什么功能？并且猜猜看，它里面安装了什么秘密武器帮他实现这些功能的？

【教师演示自动报警器】

请同学来回答你观察到了什么？

对了，这个是一个自动报警器。【教师配合实物展示】它有传感器，我手上拿着一个小组件，靠近它就发出声音报警，远离它就不反应。

大家知不知道我手上拿的是什么吗？它用到什么秘密武器啊？这个就是我们首先要认识的一种新传感器，它叫做磁敏传感器，与之配合使用的是磁铁。

学生活动：观察并回答问题：

1它会发出声音

2靠近就会发出声音

3远离时，就没有反应

4它应该是自动报警器

……

讨论：生活中哪里需要报警器？（分组讨论并打分）1分钟

认识磁敏传感器

（5分钟）

今天我们就来一起认识这个磁敏传感器。首先，请从同学们根据老师ppt中给出的图片，结合老师提供下发各小组的磁敏实物，来了解这个磁敏传感器。

介绍磁敏传感器的工作原理

磁敏传感器内部是一个类似开关的电子零件，这个电子零件里面装有两个薄薄的金属片，当附近有磁场时，这两个金属片就会吸在一起，就像开关接通一样，电线就接通了，就返回给控制器1的信号，如果没有磁场，则电线没有接通，就是0信号。

程序设计与编写（25分钟）

编写程序任务一

接下来，我们就利用这个磁敏传感器来实现自动报警的程序，任务描述是这样的：如果磁敏传感器附近有磁铁时，控制器则发出声音提醒，否则控制器就不做出任何反应。

认识VJC4.3（3分钟）

针对教育机器人的图形编程软件，拥有标准流程图与标准C语言双重编程功能，两种界面相互转换，针对课堂使用设计，非常适合学生使用和教师课堂教学。

认识控制器并利用控制器完成程序的写入和运行（3分钟）

控制器作为技术教育套件的控制部分，它的作用就相当于人类的“大脑”，它可以在各种感觉器官——传感器的帮助下，获取外界的信息，并进行思考、判断，然后通过肢体——马达、灯等输出设备对外界做出反应。

它的上下、左右两侧有开放出很多接口，通过这些接口与各种传感器和执行器进行连接，与外界进行交互，使得创新项目成为一个有“大脑”、能“思考”的“智能体”。

程序的编写的调试（8分钟）

给大家8钟时间编程完成这个程序。写好的同学下载程序试试看成功了没有。

大家第一个任务完成得很好，但是老师也发现一些小问题，在磁敏检测模块判断条件时，这里的条件是选择>、<还是=啊？为什么？请同学们来回答一下。（磁敏只会有两个状态，不是0，就是1，所以选择==1，或者>0也是对的，或者！=0也是对的。>=0，<0都是错的。最容易理解的就是==1）

各组完成程序的编写，同时讨论，为什么大家的报警器和老师的不太相同？你们的报警器响了吗？如果要让报警器多次报警怎么办？

请同学们增加自己创意，完善你们的程序。讨论（3分钟）

我们在搭建时遇到什么问题？

我们在编程时遇到什么问题？

我们还想改进什么？

编写程序任务二(分层任务，不要求所有学生掌握)（3分钟）

通过循环，实现报警器的多次报警

作品展示（5分钟）

请同学们来展示一些他们写的程序。

课堂小结（2分钟）

今天同学们编写了很有意思的程序，实现自动报警器的功能了。通过一个小小的分支结构，大家就可以制作出一个属于自己的报警器。教育机器人不仅仅可以做报警器，还有其它好多功能，请同学们先思考一下，或者课后去查找一些资料，我们下节课就来一起讨论并实践一下。

下课（请同学们把程序命名并保存到D盘中。）

（播放WER普及赛视频）3分钟

【教学反思】

教育机器人的图形编程软件，拥有标准流程图与标准C语言双重编程功能，其核心部分还是C语言，但是通过图形编程功能，大大简化了程序设计的难度，对学生认识了解程序设计有一个非常大的帮助。通过程序设计，动手搭建，程序的调试，以及对自动报警器的制作，把枯燥的程序变得有趣，让同学们喜欢编写程序，喜欢动手，充分发挥自己的创新精神，通过团队协作完成作品制作，应该就是我选择这一节内容的一个目的。