［教學目的與要求］
1．學習學生機器人的“主要器官”。
2．能夠了解感測器的主要功能。
3．平等交流，掌握各“器官”的作用。
4．能夠建立正確的機器人整體概念。
5．學會正確對待感測器的工作方式。
6．激發對學生機器人這一資訊媒體的學習熱情。
7．嘗試用人的“器官”概念理解機器人的“器官”概念。
8．為感測器的學習建立合適的實踐渠道。
［課時安排］
建議安排2課時。
［教學重點與難點］
1．重點：學習學生機器人的“主要器官”。
2．難點：理解感測器的功能。
［教材分析與教法建議］
1．教材的地位與作用
本課是機器人部分內容中，感測器部分的重點章節，起到承上啟下的作用。感測器的學習在國小資訊科技階段有著重要的意義，是學生理解學生機器人原理、設計學生機器人運動的重要環節，對促發學生的整體概念形成有著舉足輕重的作用。
本課教學的重點內容在於讓學生了解感測器的原理和功能，促進學生的知識遷移。本課是前面知識的總結和提高，也是今後學習的基礎。
2．教學方法指導
（1）本課是練習學生創新能力的實踐課，要求學生儘可能多地使用本單元學習的技術。
（2）教師應該事先準備好學生製作機器人所需的素材、感測器實物等。
（3）本節課的關鍵是“評價與共享”，這既是指技術上的評價，也是指資源上的共享。全班交流，小組內研究。
（4）教師應合理安排好時間，交流部分是本節課的難點，既要運用準確的語言介紹作品，又要給予充分的時間讓學生接觸實物。
［參考資料］
感測器是機器人和現實世界之間的紐帶。一般根據感測器的工作特徵，可以分為：光學感測器（顧名思義就是對光產生反應的感測器，比如紅外感測器）、聲感測器（比如microphone）、力感測器（比如壓敏感測器）、位置感測器（比如陀螺儀）。
光感測器：
光感測器的範圍很廣，有最簡單的光敏電阻，就是光強度的大小改變電阻的阻值從而實現對光強度的感知，也有目前最複雜的攝像頭Camera。然而在我們機器人中，用得最多的是Infra-red紅外感測器，其中的`紅外接近感測器是機器人在運動過程中必不可少的感測器，通過它，目前我們可以獲得機器人的在移動過程中與前面障礙物之間的距離，當然這距離非常短。不過，對於我們的機器人來說，這也是目前唯一的可承受的選擇。
還有一種目前比較有用的紅外感測器是叫紅外探測器，它不同於上面的紅外接近感測器，它沒有紅外發射器，只有一個紅外接受單元，由被測物體發出紅外訊號。一般用來做熱感應用，比如人走近或者動物走進這樣的感測器時，它就會產生訊號。在生產安全領域用的比較多。對於我們嗎，最多就是有人走進的時候能夠作為一種感知手段來讓機器人獲得：“哇，有個發紅外線的傢伙衝我走過來了”這樣的資訊。
還有一種目前我們也能承受的是攝像頭，與之相配套的，能應用於機器人的識別軟體和硬體還相對比較少和昂貴，目前成熟的市場產品有美國卡耐基-梅隆大學開發的CMU-Camera套裝，但是價格較為昂貴。但是如果我們不用他們的套裝，自己開發的話，其它硬體投入相對少了，但是你要對計算機程式設計相當精通，而且難度相對很大。
力感測器：
力感測器是用來檢測碰撞或者接觸訊號的，比如機械手的應用，當你放一個東西到機械手的時候，機械手自動抓住它，它就需要力感測器檢測東西抓得緊不緊。典型的力感測器是微動開關和壓敏感測器。微動開關其實就是一個小開關，通過調節開關上的槓桿長短，能夠調節觸動開關的力的大小。用來做碰撞檢測這是最好不過了。但是這種感測器必須事先確定好力的閥值，也就是說只能實現硬體控制。而壓敏感測器是能根據受力大小，自動調節輸出電壓或者電流，從而可以實現軟體控制。
聲覺感測器：
目前最多的也就是麥克風了。主要的問題是如何處理聲音訊號。當前沒有一個比較好的聲音解決方案。超聲波感測器和紅外接近感測器很像，也屬於距離探測感測器，但是它能提供比紅外感測器更遠的探測範圍，而且還能提供一個範圍的探測而不是一條線的探測。也是目前用的最多的距離感測器之一了。
位置和姿態感測器：
機器人在移動或者動作的時候必須時時刻刻知道自己的姿態動作，否則就會產生控制中的一個開環問題，沒有反饋。位置感測器和姿態感測器就是這個用的。常用的有光電編碼器，由於機器人的執行機構一般是電機驅動，通過計算電機轉的圈數，可以得出電機帶動部件的大致位置，編碼器就是這樣一種感測器，它一般和電機
軸或者轉動部件直接連線，電機或者轉動部件轉了多少圈或者角度能夠通過編碼器讀出，控制軟體再根據讀出資料進行位置估計。還有一種是陀螺儀，這是利用陀螺原理製作的感測器，主要可以測得移動機器人的移動加速度，轉過的角度等資訊。
［參考教案］
1．引入
師：同學們，你們喜歡《機器貓》嗎？你最喜歡其中的哪個人物或一段故事情呢？
生：回答老師提問。
師：機器貓就是一種虛擬的機器人，它非常能幹，可以幫助小主人公完成很多心願。這些就是靠它靈巧的雙手完成的。今天，就讓我們來繼續學習學生機器人的小器官是怎麼樣變出“大神奇”的。
(板書課題)
設計意圖：以“有知”喚醒“無序”，從實物入手，幫助學生克服學習新知識的恐懼心理。
2．新授一：學習機器人的“主要器官”(第一課時)
師：機器貓非常靈活，它是小主人公的好朋友，請你觀察下它，看看它是怎麼樣讓小主人
知道它的喜怒哀樂的呢？
(播放機器貓的視訊片斷)
(學生討論)
師：請回答下面一組問題：
（1）機器人的“表情”部件有哪些？
（2）機器人的“感覺”部件有哪些？
（3）在機器貓的身上找一找，它們都藏在哪裡了呢？
(學生回答問題，接合課本內容，並討論)
(觀察多組學生機器人的照片，介紹機器人的主要器官組成，有條件的情況下，可讓學生動手觸控學生機器人)
設計意圖：用學生較為熟悉的實物作為切入口，幫助學生完成知識的遷移；在真實的環境中完成學習的環節。
３．新授二：瞭解感測器的主要功能(第二課時)
師：機器貓可以完成很多複雜的工作，神奇極了，在現實的學生機器人身上，也能有這樣的神奇。不過，它們運動的時候，可不是像我們人類一樣，用手腳來運動，而是通過一個特別重要的器官來實現的，它就是――感測器！讓我們一起來看看這個神奇的器官！
(學生看書，閱讀相關的章節)
(教師輔導巡視)
知識小問答：
（1）感測器相當於人類的什麼器官呢？
（2）感測器分為哪幾種類型呢？
（3）每種型別的工作動力是什麼呢？
（4）為什麼機器人一定要有感測器呢？
(學生分小組討論)
師：結合實物進行詳細的講解。
(學生觀察)
注意：此處學生適應有一定難度，教師可接合課件中的圖片進行詳細的講解，幫助學生適應過程。根據不同的生源特點，教師要採用不同的進度和頻率，保證學生的學習效果。
設計意圖：在理解、完成上個任務的基礎上，再次提升任務的難度，讓學生在此中領略知識的快感；將複雜的知識細化，幫助學生梳理已有的知識體系；用客觀形象來加深學生的理解；讓學生有機會和老師進行接觸，避免過於單調的學習交流。
4．總結與評價
師：今天我們學習了學生機器人的重要的器官感測器，在後面的學習中，我們要常常接觸到它們，今天的機器人之所以能這麼靈活，也和它有著密切的關係。除了教材中介紹的知識以外，感測器還有很多種類，請回家查詢資料。
設計意圖：幫助學生拓展知識面。
