《让机器人动起来》
教学分析
《让机器人动起来》是一节机器人编程的入门课，内容难度相对较高，但趣味性强，很实用。之前，学生已了解了VJC的特点，掌握了VJC1.5①和SVJC1.0②的安装与运行，并且熟悉了VJC1.0和SVJC1.0的流程图和程序编辑界面。本课将在此基础上进行学习，旨在培养学生的程序设计思想，理解程序的循环结构，使用SVJC1.0编程并调试程序等，为学生后续学习并完成机器人灭火等较复杂的实用程序打下坚实的基础。
教学目标
一、知识目标
1.学会使用执行器模块库中的常用模块。
2.熟悉机器人的编程环境和模块的基本操作。
3.学会用SVJC1.5系统编写程序和画流程图。
二、技能目标
1.熟练掌握机器人的开机启动、程序下载、程序运行等操作。
2.初步学会分析简单的任务和调试程序。
3.培养学生的协作学习能力。
三、情感目标
1.通过编写、下载、运行和调试程序，培养学生交流能力与合作精神。
教学重、难点和研究问题
1.教学重点：SVJC1.5系统的图形化编程方法。
2.教学难点：培养学生的程序设计思想。
3.研究问题：引导学生用SVJC1.5系统的仿真环境调试程序，使机器人走正方形。
教学对象及学情分析
通过前3课的学习，学生已了解了VJC语言和SVJC1.5系统，具备了一定的图形模块操作能力，急切希望手中的机器人能快些动起来。因此，学生对本节课具有浓厚的学习兴趣和强烈的求知欲望。
教学工具
极域电子教室教学系统、SVJC1.5软件、教学课件和视频资料。
教学安排
1课时。
教学过程
一、创设情境、导入新课
播放一段机器人灭火的小片段，激发学生的兴趣。
引入：同学们，你们想不想让自己手中的机器人动起来呢？好，别着急，从本节课开始我们就开始学习给机器人编程的知识，让它按照我们的指示来行动。
二、引领探索、获取新知
1.编程思路。
今天，我们的任务是让机器人走四边形。
提问：机器人走四边形需要经过哪几步？
引导学生回答：机器人走四边形就是让机器人完成“前进→转弯→前进→转弯→前进→转弯→前进→转弯”，也就是机器人需要完成四个“前进→转弯”。
教师提示（播放课件）：要让机器人完成一个“前进→转弯”，首先需要启动电机，使机器人能以一定的速度向前运行一段路程，然后停下，以左轮为中心旋转90°再停下，这样就能走完四边形的一边。
提问：要让机器人走四边形，需要重复上述步骤几次？
学生回答：4次。
教师总结（播放课件）：重复4次相同的步骤，有一个简单的方法，就是编程的基本结构之一——循环，本任务即循环重复4次。
2.程序编写（图形化方法编程）。
(1)根据编程思路，学生自主探索图形化编程方法。
(2)找学生演示自己的流程图，师生一起查找问题。
(3)教师给出标准的流程图，对主要模块进行讲解（播放课件）。
机器人走四边形流程图如图1所示，此程序的步骤如下：
①用鼠标点击图2“控制模块库”，从中选择“多次循环”。鼠标右击图3图标，在弹出的图4界面中，将循环次数由10改为4，这意味着要循环执行4次。
②点击图5“执行器模块库”，选择“直行”模块，在↑↓直行上点击鼠标右键；出现图6，按照文字的含义进行设置即可，如图6表示让机器人以速度80前进0.5秒。
③点击图5“执行器模块库”，选择“转向”模块，在转向上点击鼠标右键；出现图7，在“速度”和“时间”栏内分别填写适当的值，使机器人向右旋转90°。
三、互动协作、调试程序
程序编写完毕，我们将编好的程序在仿真环境中运行。结果发现，机器人可能走得不很规则，转弯的角度不正确，那么需要我们对机器人进行调试。
1.介绍SVJC1.5仿真系统的模拟环境。
点击图8的“仿真”按钮，进入图9的模拟运行环境，用鼠标将环境左下角的模拟机器人拖到场地上，点击鼠标左键，模拟机器人开始运动，反复执行修改图形模块参数，试运行，直到模拟机器人走正方形。
2.分组合作，调试程序。
3.小组派代表演示本组程序在模拟环境中的运行情况。
4.教师给出图形模块中“速度”和“时间”的一组参考参数，各小组进行比较，得出结论。
参考参数：
直行模块速度：80；时间：1.500
转向模块速度：78；时间：0.300
5.教师总结：经过反复修改图形模块参数，基本上各小组的机器人都能走出漂亮的正方形，并且我们发现各小组的参数各不相同，这说明机器人能够按照我们的设计走出大小各异的正方形。
四、拓展延伸、学以致用
课后，学生预习将程序下载到能力风暴机器人上的方法。下节课，大家将到机器人实验室来体会机器人在真实环境中的运行情况。
提问激趣：同学们先来猜测一下，在模拟环境中走正方形的程序在真实环境中还能走正方形吗？如果不能，会与哪些因素有关呢？
教学反思
1.简短的一节课包含了程序设计思路的展开、程序循环结构的运用、图形化编程方法的掌握和仿真环境的程序调试，这些内容既培养了学生的创新思维、探究学习能力，又培养了学生的动手实践能力。因此，可以说智能机器人教学是中小学科技活动的智能平台和创新平台。
2.教学模式的综合运用对教学活动的开展起到了至关重要的作用。自主学习模式培养了学生独立思考、获取信息的能力，探究学习模式培养了学生勇于探索、不断创新的能力，协作学习模式则培养了学生互帮互助的团队精神。
3.通过本节课的学习，使我更深刻地感受到兴趣是学生的最好老师。我们要从“我要学生学”转变成“学生渴望学”。在教学中，教师要以组织者的身份出现，把实践的主动权还给学生，在学生遇到困难的时候给予必要的帮助和指导。
4.在教学过程中，对学生的客观评价也是十分重要的。通过评价，学生的学习成果得到了肯定，从而达到了让学生乐于学习、勇于创新的目的。
5.有些学生的自主学习能力较差，跟不上其他学生的步伐。因此，教师要针对这些学生给予及时引领，确保自主学习更具实效。
第二篇：机器人教学
【机器人教学】 13.4 第四节左手法则的调试要点 作者：yexw 文章来源：网络 点击数： 90 更新时间：2009-11-1 16:06:01
（１）观察与思考
我们在调试机器人时要用秒表测量，用眼睛看，用鼻子闻，用耳朵听，用心去体会，最后达到人机合一的最高调试境界．例如：我们在前面的算法３基础上加下面的主程序，就可以调试机器人了．程序中while()循环是声控启动，下载程序后，我们把机器人放在场地的起点，拍一下后面的木板，按下秒表，通过对机器人的红外角度等硬件的调试，通过对马达参数，语法等软件的调试，找出速度快，稳定的软硬结构．
void main()
{
while( 1)
{
if (digital(9)==1)
break;
}
while(1)
{
migong_left();
}
}
（2）红外的角度和观察距离
对３个传感器的算法来说，45度角的角度大概40-45度，左边的传感器60-70度合适.先把３个红外的观察距离调试到都是１５厘米，然后根据机器人走迷宫时候的表现调试观察距离．调试方法参考第５章．最近１０厘米，最远２０厘米．
(3)常见错误的调试
如果机器人经常撞墙
如果机器人经常往墙壁上撞,那么多半是前面(角落)的红外传感器看得太近,需要把传感器的观察距离调远.用小一字螺丝刀在红外传感器的背部调节按钮上顺时针转可加大观察距离.但最远不得超过20厘米,否则会出现过家门而不入的错误.
如果机器人过家门而不入
如上图16M,机器人走左手法则,原计划要到达1号房间门口A,但现在由于前面的传感器看到2号房间外墙壁,机器人实际上走到了B处（因为有左手法则：前面看到右转）,这样一来,机器人就走错了路,灭火任务就很难完成了.这种情况多半是前面的红外传感器看得太远.转弯转得太慢也有可能.前红外最远不得超过20厘米,我们可以这样计算,走廊的宽度是46厘米,左手法则和右手法则各走半边,所以是23厘米,3厘米要考虑机器人的惯性,这样20厘米观察距离是红外的最大范围.
如上图16N，机器人走右手法则时，如果前面传感器看太远，也会出现过家门而不入的现象。
对一台运行速度很快的机器人来说,红外太近机器人要撞墙,红外太远机器人要走错,所以现在的红外+单片机结构的教学机器人的迷宫速度是有限的,大概每秒1-2米.大家不要以为马达速度增加了,迷宫速度就会增加,因为撞墙和走错这对矛盾很难处理.也就是说我们要设计一种能充分利用马达速度的左手法则是很难的,作者在调试时经常发现,有时候电量不足,机器人走迷宫反而快,因为这时候前进、 左转、右转三个微动作的配合很好，3个传感器对应的语句就象是400接力跑的运动员一样，配合好了，速度快。
如果转圈太大，或太小
有时候机器人转圈太大，到A这个地方出现错误。转圈太小，到B这个地方卡死。这也是一种经常发生的错误。在算法3中，当3个传感器都看不到墙壁时，机器人往左转弧线，如下，他由转动分量和前进分量组成，不同转动分量和前进分量的组合决定了圈子的太小和转速。
Else//看不到墙壁往左转弧线
{
Motor(0-60) // 左转，转动分量
Motor(1,60);
Motor(0,80); //前进，前进分量
Motor(1,80); }
如果转圈太大，我们可以增加转动分量如：
当然，也要注意调节45度角传感器的角度和观察距离。
Else//看不到墙壁往左转弧线
{
Motor(0-100) // 左转，增加转动分量
Motor(1,100);
Motor(0,80); //前进，前进分量
Motor(1,80); }
如果转圈太大，我们可以减少前进分量如：
Else//看不到墙壁往左转弧线
{
Motor(0-60) // 左转，转动分量
Motor(1,60);
Motor(0,40); //前进，减少前进分量
Motor(1,40);
}
也可同时使用上面2种方法，也可如下：
Else//看不到墙壁往左转弧线
{
Motor(0-100) // 左转，转动分量
Motor(1,100);
Motor(0,35); //前进，前进分量
Motor(1,100); }
如果转圈太小，我们可以减少转动分量或增加前进分量如： 当然，也要注意调节45度角传感器的角度和观察距离。
Else//看不到墙壁往左转弧线
{
Motor(0-40) // 左转，转动分量
Motor(1,40);
Motor(0,100); //前进，前进分量
Motor(1,100); }
总之，左手法则里面的马达参数是需要重点调试的。
如果在角落打滑或发抖
很可能的原因是轮子打滑，解决方法，在轮子外套上自行车内胎皮以增加摩擦力。
如果鼻子闻到了机器人发出很浓的臭味
这种气味是轮子和地面摩擦发出的，说明大量能量转化为热能，转化为动能的部分比较少，说明算法不太好，需要继续调试。
如果听到机器人的轮子发出很浑浊的声音
说明左手法则还不好，当机器人发出很流利的沙沙声或哒哒声时，说明算法比较好。红外的角度，观察距离，左手法则的语法结构，马达参数配合得好，可以达到流水不争先的迷宫行走最高境界。
如果看到某个红外传感器在前面没有任何障碍物也一闪一闪
这时候上面的好几个毛病会同时出现,原因可能是装配机器人不太好,如往机器人身体里转进了长螺丝,在机器人撞墙后主板或传感器短路,等等.这时候,先关闭机器人电源,把传感器连接到端口的插头拔出,等10-20秒以后插回,有时候要重复几次.如果还没有效果,调节观察距离,还没有效果,检查是否有短路可能.还是有问题,换传感器,但不要把换下的传感器丢弃,因为这个传感器多半还是好的,可以用在不是很重要的地方,如后红外.