邮发代码:82-418   刊号:ISSN1671-4350   定价:12.00

[教师也创客]充分利用现有软件资源实现硬件效果

王昌龙 周思言/科技学堂

2021-01/总第298期

阅读数6

编程是人工智能的核心,是当前社会运行的基石之一。如今,以编程学习为基础而延展开的思维学习覆盖了全年龄段的学生。简单来讲,编程包括软件编程和硬件编程。软件编程可以理解为纯粹使用编程实现某一个只需要在电脑当中实现的功能;硬件编程除了纯粹的编程以外,还涉及一些电路或者其他硬件知识,例如一些常见的传感器、蓝牙传输或Wi-Fi传输等模块。而把这些硬件综合在一起后,就是我们常说的机器人编程。

机器人编程结合了硬件内容及基础的编程知识,可以让学生更好地看到编程在实际中的用处。通过组装、搭建、编写程序运行机器人,能够激发学生的学习兴趣和热情,培养综合能力。然而在教学实践中,我们可能会遇到一些无法立刻解决的硬件问题,比如传感器失灵或主控数量不足的情况,这难免会降低教学效果,无法让学生很好地体验课程的核心内容。那么这时,我们就需要考虑如何充分利用现有软件资源实现硬件效果。

想要用软件实现硬件效果,就不得不提到一个词——模拟。那么,如何在软件中模拟出现实中硬件的工作方式呢?这就需要先理解相关硬件的工作原理、输入信号、输出信号等,结合这些原理先在软件中对硬件进行制作,随后再进行整体模拟。让我们通过下面这个教学案例进行具体说明。


课程名称:在Scratch中实现机器人巡线功能

教学目标:①了解光电传感器的工作原理;②完成机器人寻迹功能;③培养学生的观察、分析能力。

教学重点:使用光电传感器控制机器人不偏航。

教学难点:①在环境光不稳定的情况下演示机器人巡线;②模拟多路光电传感器的信息发送。

教学准备:①学生准备——熟悉Scratch已有的颜色触碰判断模块、画笔模块、运动模块、循环结构及分支结构;②教师准备——已经提前预装好的寻迹机器人、铺装好的巡线场地、教学多媒体设备。


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