训练营 3：巡线行驶

1.课前准备

• 浏览 LEGO^® Education SPIKE^™ App 应用程序中的学生学习材料。
• 在这节课上，你需要在白色或浅色平面上制作一条较粗的黑线：

  ▷ 在白纸上绘制黑线
  ▷ 在浅色表面上使用电工胶带
  ▷ 打印 “Line ideas” PDF 文件
  ▷ 使用 LEGO^® SPIKE^™ 科创套装核心套装的备用黑色轴元素

2.参与（5 分钟）

• 结合下文发起一次讨论部分的提示，组织学生围绕本节课程展开讨论。
• 播放视频介绍本节课程。

3.探索（20 分钟）

• 学生两人一组合作，使用颜色传感器搭建驱动底座模型。
• 要求他们运行第一个程序栈，使练习驱动底座向前行驶并垂直停止在黑线处。
• 要求他们尝试第二个程序栈，并描述发生了什么。

4.解释（5 分钟）

• 组织学生讨论颜色传感器如何探测黑线。

5.拓展（15 分钟）

• 让学生完成下一段程序，使他们的驱动底座沿黑线前进。
• 要求他们优化当前代码，编制一个更高效的巡线程序。

6. 评估

• 对每位学生的课堂表现给予反馈。
• 可借助所提供的评价准则来简化此环节。

使用下列办法组织学生讨论比赛场地及其常规组成部分——线的应用。

• 向学生提问：他们如何利用这些线条优化自己的驱动底座程序，使其更高效。
• 解释不同类型的线和交点：

  ▷ 细线
  ▷ 直角
  ▷ T 形线
  ▷ 非连续线
  ▷ 被彩线截断的黑线

让学生观看这段视频以了解他们的后续任务。

配有颜色传感器的简易驱动底座
使用配有颜色传感器的简易驱动底座模型。请记得使用线缆夹。

使用颜色传感器
可在两种不同模式下使用颜色传感器来完成这项任务（即：颜色模式或反射光线强度模式）。

颜色传感器的反射光线强度模式能够提供最高精度。沿线前进是通过 2 种颜色或 2 种反射光线强度的交替探测。花一些时间，与你的学生一起探究传感器读取数值的方式。例如：

在功率模式下使用电机
当使用速度调节模式打开电机时，无论驱动底座是在平坦的表面上还是在斜坡上行驶，智能集线器都会逐渐调节电机的功率（电压），以达到设想的速度并使其保持恒定。

在功率模式下打开电机时，智能集线器会立即向电机提供所需的功率（电压）。

进行巡线运动时，由于驱动底座需要进行小幅快速的移动（很可能在白色和黑色区域之间来回摆动不到 10 度），故使用功率模式进行编程会反应更灵敏，使巡线运动更准确。

可从“更多电机”扩展部分找到此模块。

主程序

可行方案

其它程序

可通过如下方式简化本节课：

• 讲解颜色传感器的反射光线强度模式

  ▷ 请查看 SPIKE App 应用程序的帮助部分，了解更多关于颜色传感器的信息。

可通过如下方式提高学生的学习水平：

• 给学生挑战性任务，让他们修改自己的程序，实现沿不同粗细、颜色和形状的线行驶。

观察检查清单
可根据教学需要设定等级，例如：

1.部分完成
2.全部完成
3.超额完成

请使用下列成功完成任务的标准来评估学生的进度：

• 学生能够对他们的驱动底座进行编程，并使颜色传感器对线条做出反应。
• 学生能够将 “IF ELSE” 语句应用于自己的程序中，使巡线程序更简易。
• 学生能够优化自己的巡线程序，使其更精确。

自我评估
让每位学生选择一块最能代表自己当前水平的积木。

• 蓝色：能够使驱动底座停止在垂直直线处。
• 黄色：学生对驱动底座进行编程，并能够使其沿线前进。
• 紫色：学生对巡线程序进行修改，以更快更有效地移动驱动底座。

同伴互评
鼓励学生通过下列方式向同伴提供反馈：

• 让一位学生根据上述彩色积木评价标准对另一位学生的表现进行评分。
• 要求学生相互提供建设性反馈，以提高他们团队在下一堂课中的表现。

引入语言艺术能力培养环节：

• 展示一段称作“差异化巡线”的程序（请参看下文“编程要诀”部分），然后让学生尝试探究这段程序的运行原理。
• 要求学生参照他们之前的巡线程序对当前程序进行评估。

注意：这部分内容可用作拓展课程。

引入数学能力培养环节：

• 要求学生使用下列术语说明，当使用颜色传感器的反射光线强度模式时，巡线程序是如何工作的：

  ▷ 阈值
  ▷ 平均值
  ▷ 大于、小于
  ▷ 范围
  ▷ 百分比

注意：这部分内容可用作拓展课程。

喜欢这节课的学生可能会对探索以下职业感兴趣：

• 信息技术（IT 应用程序）
• 制造与工程（机械技术）
• 制造与工程（工程预科）