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第六课 程序设计流程图 教材分析: 1教材概况 本节课是人如何控制机器人进行工作、交流的一节基础课程;学习后便于学生理清思路、严密思考、分析问题,并以相应的框图来形象、直观的表示问题,从而找到解决问题的算法,为程序设计做好关键的一步。 教学目标 知识与技能: 学会用流程图来分析问题。 过程与方法:通过分析、举例画出流程图。 通过动手练习,发现这样做会让问题更简单,思路更清晰,思考问题更严密。 情感态度与价值观:通过本节学习让学生体会到这样做会把复杂问题简单化,学好、会用、爱用流程图来分析问题并解决问题;成功调试一个程序,从而树立他们学习的信心,找到成功感。 2 教学重难点 重点: 了解程序设计的一般步骤及流程图,学会用流程图来表示问题,为其编好程式打下基础。 难点: 分析问题,正确的画出流程图写出程序并调试。 3学生分析: 通过上几节的学习,学生巳经掌握和了解了机器人的相关知识,并对之产生浓厚的兴趣;学习本节后学生能更好的与ROBOT交流,控制它来完成一定任务。 4教法与学法: 1 教法:例证分析 任务驱动 主题研究 2 学法:观察,分析,模仿,任务驱动,评价 5课 时:1节 教学过程: 一、引入课题(3分钟) 前面的课程中我们学习了如何搭建一个机器人,并有目的搭建了走正方形和送餐机器人,并了解和使用了用BASIC语言来编程控制我们的机器人,但我们都是直接拿来用的,今天我们就与同学们一起学习、分析如何进行程序设计,要经过哪些步骤、了解什么是算法?算法与流程图有什么关系?它的作用是什么?如何画流程图,并根据流程图来进行程序设计。 二、程序设计的一般步骤(15分钟) 要为机器人设计一个好的程序,一般需要以下几个步骤:分析问题-设计算法-画出框图-编写程序-调试程序,共5个步骤。 1.分析问题 首先明确机器人要干什么,有些什么已知条件,未知条件,最终要达到什么目标,要完成这些还需要哪些条件。 2.设计算法 从已知的条件出发,到达目标需要经过一系列的处理过程,通常把这种解决问题的方法步骤称为“算法”。 注,它不是数学中“计算方法”,而是解决问题的方法步骤。 如,前边我们讲到的让机器人走正方形的算法见书P32页倒数第四行开始。 3.画出流程图 前边我们进行了算法设计,对于机器人走正方形的算法是相对来说很简单的,但一般情况我们面对的问题都是比较复杂的,故人们喜欢用一种框图来描述算法,这样让我们把解决问题的思路更加清晰、形象、直观地表现出来,为下一步的程序编制打下基础。 现在我们就以机器人走正方形的算法来画出流程图: 师: 与学生一起分析机器人走正方形的算法,画一个正方形推导机器人运动过程,找出共同点,如前进-转弯要做同样的事4次才能形成一个正方形,分析时看到书上的流程图6-1所示。 流程图中各框图的意思见书上图6-2 4. 编写程序 根据流程图我们可以用相应的指令、命令语句来编制出程序了。如前面的走正形的程序为: FOR I=1 TO 4 STEP 1 MOTOR 0,50 MOTOR 1,50 SLEEP 2.0 MOTOR 0,-50 MOTOR 1,50 SLEEP 0.6 NEXT I STOP 任务1:现在分析并画出一个机器人原地转4个圆圈的流程图,并写出程序。(仿照图6-1)时间5分钟 小帖示:此题在于只要任何一个轮子不动,另一个以一定的速度转动,这样就形成了一个同心圆。 5.调试程序 前面我画好了流程图,编好了程序,是不是就大工告成了呢?不是这样的,还要将编制好程序下载到我们的机器人中去执行,对比与我们的目标是否一至,不对的就去修改程序,再下载,再调试了,可能个需要多次才能成功哦,大家快去调试吧,享受其中的快乐吧。 三、应用举例:前方有障碍,STOP!(20分钟) 完成此任务的步骤: 1.任务描述 机器人在前进的过程中,遇到障碍物,即停止,否则继续前进。 2.分析任务 机器人运动中最重要的是检测有无障碍物,无继续前进,这样一直下去直到检测到障碍物机器人停止。 流程图(见P35图6-5) 要完成这个任务必需要一个检测设备,它就是红外线传感器。 3.红外线传感器 检测障碍物的纳英特的红外线传感器见书图6-3(实物出示),它检测到障碍物灯亮,否则灯为不亮。 调节设置方法为:前边有一障碍物,若指示灯亮,则逆时针旋转直到不亮;相反,则顺时针调节传感器的调节钮,直到调亮;这样的距离为为其检测范围。 (演示示例)如,10CM距离有手前后移动时,指示灯会在移近时产生一个高电平灯亮,移开时会是低电平灯处于灭的状态。 学生动手自己测一下 4.生搭建一个两轮的机器人,用上红外线传感器,如书上图所示将传感器连在第10输入端口上。 5.编程 因为要一直检测下去,只当传感器检测到障碍物下停下,所以要使用条件循环,在BASIC中其语句和语法格式为: WHILE 条件为真 语句组 WEND 所以,上面的任务的程序应如下: WHILE DIGITAL(10)=0 MOTOR 0,50 MOTOR 1,50 WEND STOP 表示10号端口的传感器没检测到障碍物时状态为0,反之为1;若一直为0就一直前进,反之就停止。 6.调试 注意其值和传感器可检测范围的调整。 四、学生作品展示、评价(5分钟) 从活动组中抽取几个组的作品来展示,有成功的,有还存在问题的,引导学生从下表内来点评,老师总结。 评 价 表 作品完成任务 情 况很好好一般 创造、创新情况活动过程中的交流 情 况一 般较 多 总结,第一本活动课重在前边的用流程图分析,并写出程序调试,要完成任务必需会用,用好红外线传感器;第二对于传感器的使用关键在于障碍物可视范围参数设置;第三本活动重在动手实践,从问题分析-搭建-编程-调试的动手做、做中学的思想中感受成功。 五、各组归纳整理设备(2分钟) 各组按分类盒的要求归纳整理好自己使用的设备,检查后离开。 目标行为习惯的养成,做事有条不紊,爱护设备。 六,教学反思 教学流程畅通吗? 学生参予度? 绘流程图的情况,编写程序,进行调试情况? 从学生作品评价后发现了些什么问题?
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