智能灭火器-刘佳.doc

智能灭火机器人

【教学时段】2017-2018学年下期通用技术二阶段
【教学对象】高二
【授课教师】刘佳
【教材分析】
本堂课是高中通用技术选修3的一个综合实践项目，是综合机械技术、电子技术、控制技术、计算机技术等多项能力的整合型内容，要求学生理解机器人的基本构成，会组装、拆卸机器人，理解机器人的基本感知功能，根据机器人的功能要求选择、安装和调试传感器，熟练的进行程序设计和调试。本堂课以任务引领的项目教学为主，从生活实际出发，设计并运用提供的器才设计并制作一个智能灭火机器人，并通过调试使其达到预期的效果
【学情分析】
学生为高二年级学生，通过前期的学习掌握了结构的相关知识，掌握了结构的常见连接方式以及稳定性结构的内容，能够利用Mblock软件进行简单编程，具有较强的技术探究能力和小组合作沟通能力，在本堂课的教学中能够有效利用前期知识能力储备完成学习任务，能够有效的开展小组合作。
【教学设计思路】以“如果教室突然着火，你该怎么灭火？这一真实
情景出发，在了解燃烧的定义和条件的基础上，布置了难度递增的三个任务：智能灭火器就近灭火、智能灭火机器人赴远灭火、围绕灭火学生自拟的创意任务。帮助学生深化对人机关系的认识，体会机器人设计与制作中软硬件协调、系统控制、及路径规划的思想及方法，增强机械技术、电子技术、控制技术、计算机技术的综合运用能力。
【教学目标】
1、知识与技能：
(1)进一步熟悉机器人的结构和功能，尤其是根据机器人的功能选择、
安装与调试传感器。
(2)利用mBlock软件编程实现机器人简单的路径规划和运动控制。
(3) 体会机器人设计与制作中软硬件协调、系统控制及路径规划的思
想和方法，增强机械技术、电子技术、控制技术、计算机技术等的综
合运用能力。
2、过程与方法：以项目学习的方式进行问题解决与科技创新，使学生能综合运用多学科的知识、方法，系统地分析和解决现实中的科学、技术与工程问题，发展工程思维，提高创新能力，发展综合素养。
3、情感态度价值观：通过机器人项目的实施，培养学生的探索精神、团队意识和合作精神，同时还进行了消防教育。
【教学重难点】
重点 ：
1、根据机器人的功能选择、安装与调试传感器。
2、利用mBlock软件编程实现机器人简单的路径规划和运动控制。
难点：mBlock软件编程
【教法与学法】
教法：讲授法、任务引领、启发式教学
学法：项目学习、探究学习、合作学习
【课时安排】共四课时，第一课时完成任务1：智能灭火器；第二课时完成任务2：智能灭火机器人；第三、四课时完成任务3：围绕灭火学生自拟的创意任务。
【教学资源】机器人套件、mBlock软件
【教学过程】
第一课时
(创设问题情境，引入新课)
问题情境：如果教室突然着火，你该怎么灭火？
学生回答后教师总结：发现起火应首先断电。如果火势较小，可以用灭火器进行灭火，也可以用湿拖把扑打，窒息灭火，将火灾消灭在初起阶段；如果火势较大，自行扑救有困难或不能扑灭，应迅速跑出着火教室并关闭房门。
你看过《西游记》吗？你记得“三借芭蕉扇”这个故事吗？假的芭蕉扇越扇火越旺；真的芭蕉扇，能将火扑灭。在真实的生活中，你有没有扇风灭火的经历呢？你是否知道，风究竟是助火还是灭火呢？
(新课)
一、 知识点
1、燃烧的定义
燃烧是生活中常见的一种现象，燃烧俗称着火，指可燃物与氧化剂发生的放热反应，常伴有火焰、发光或发烟现象。
2、物质燃烧究竟需要满足什么条件呢？

二、 动手动脑，完成任务
发现火情自动灭火，同学们想一想要用哪些零件？
机械：各种梁、螺钉、螺母等
电子：主控板、火焰传感器、130电机模块（含风扇）、双电机驱动
引导学生利用mBlock软件体会火焰传感器的工作原理：远红外火焰探头将外界红外光的强弱变化转化为电流的变化，通过A/D转换器反映为数值的变化。外界红外光越强，数值越小；红外光越弱，数值越大。
任务1（单一）：
试一试，搭建自动灭火器，利用mBlock软件编程，实现就地灭火。比一比哪个小组最先完成任务。
先让学生思考“搭建智能灭火器，实现就近灭火”的工作流程是怎么样的？

掌握好全班的完成进度，如果过半的小组完成了任务，就请一个任务失败的小组展示他们的程序，注意接线与程序的配合，大家帮助他们找出失败的原因。
第二课时
校外突然着火，我们能不能出动我们的消防车？
任务2（综合）：
试一试，搭建自动灭火车，利用mBlock软件编程，实现奔赴远处灭火。比一比哪个小组最先完成任务。
请一个任务失败的小组展示他们的程序，注意接线与程序的配合，大家帮助他们找出失败的原因。
第三、四课时
任务3（拓展）：
n 当火灾发生时，智能灭火系统能否提醒人们赶快逃生？
n 前往失火建筑路况复杂，智能灭火系统如何顺利到达？
……
比一比哪个小组完成的任务更有创意，可以灵活选择各种零件。
三、交流提高
谈谈你在设计与制作智能灭火机器人过程中的体会。
【教学反思】
本堂课的内容设计贴近生活，学生兴趣度很高，特别是在演示火焰传感器原理时，学生都非常好奇，当学生通过程序设计使机器感应到火焰自动熄灭火焰时都非常开心，在进一步的赴远灭火任务中更加积极主动，但因为一个组4个同学做一套材料，往往会有部分同学参与度不高的情况。
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