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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