案例八：条件判断入门——机器人避障编程
案例简介
在掌握顺序执行、循环模块与变量的基础上，引导学生学习 MakeCode 中"条件判断"模块（如果…那么…否则…）的功能与使用方法。结合 PU 机器人超声波传感器的避障功能，理解"检测到障碍物→执行对应动作"的判断逻辑，编写避障行走程序，让机器人具备基本的"自主决策"能力，培养逻辑思维与问题解决能力，为后续综合探究编程奠定基础。
教学准备
| 名称 | 图示 |
|---|---|
| PU 机器人套装 |  |
| 编程设备（电脑） | |
| 平整地面 | |
| 障碍物（积木块/书本） |
课程目标
理解"条件判断"的概念，掌握 MakeCode 中"如果…那么…否则…"模块的功能与使用方法；
了解 PU 机器人超声波传感器的工作原理，能在 MakeCode 中读取超声波检测结果并设置距离阈值；
能结合条件判断模块与超声波传感器，编写"检测到障碍物则停止转弯，否则继续前进"的避障程序；
理解"条件判断"是程序从"按顺序执行"走向"自主决策"的关键结构，培养逻辑思维与问题解决能力。
课程引入
前几节课，机器人的所有动作都是我们提前安排好的——按顺序一步一步执行，不管遇到什么情况都照单全收。但真正聪明的机器人应该能"看到情况、自己判断、做出反应"！今天我们要给机器人装上"眼睛"——超声波传感器，再教它学会"如果……那么……"的判断逻辑，让它遇到障碍物能自己决定怎么办，从"听话的执行者"变成"会思考的小机器人"！
学习探究
旧知巩固与新需求引入：回顾循环模块与变量的应用，播放一段机器人直线前进撞上障碍物的演示，提问："机器人为什么不会躲避障碍物？它缺少什么能力？" 引导学生意识到：机器人需要具备"感知环境→判断情况→执行对应动作"的能力，从而引出条件判断的学习主题。
超声波传感器认知：介绍 PU 机器人超声波传感器的基本原理：
- 超声波传感器向前方发射声波，声波碰到障碍物后反弹回来，传感器通过计算声波往返时间，得出与障碍物的距离；
- 在 MakeCode 中，可以通过"超声波检测"积木块实时读取前方障碍物的距离数值（单位：cm）；
- 演示：将手放在机器人前方不同距离处，在 MakeCode 中观察超声波读数的变化，直观理解"距离越近，数值越小"；
- 引出关键问题："如果我们设定一个距离阈值，当读数小于这个值时，就认为'检测到障碍物'，该触发什么动作？"
新模块学习——条件判断：重点讲解 MakeCode 中"如果…那么…否则…"模块：
- 结构说明：条件判断模块分为三部分——"条件"（判断真假的表达式）、"那么"（条件成立时执行的动作）、"否则"（条件不成立时执行的动作）；
- 生活类比：就像我们出门前判断"如果下雨，那么带伞，否则不带"，机器人也能用同样的逻辑做决定；
- 与循环结合：说明条件判断通常嵌套在"重复执行"循环中持续检测，而非只判断一次——"循环让机器人持续'看'，条件判断让机器人持续'想'"；
- 演示将"超声波检测值 < 10"作为条件，分别设置"那么"分支（停止+转弯）与"否则"分支（继续前进）的积木块组合。
避障逻辑设计：引导学生用流程图梳理避障程序逻辑：
开始
↓
重复执行
↓
超声波检测前方距离
↓
距离 < 10cm？
/ \
是 否
↓ ↓
停止 继续前进
↓
转弯
↓
继续循环
让学生对照流程图，逐步将逻辑转化为 MakeCode 积木块，理解"流程图 → 程序"的设计思路。
- 分组编程与实测：各组在桌面或地面设置积木块作为障碍物，完成以下任务：
- 基础任务：编写避障程序，实现"检测到障碍物（距离 < 10cm）→停止→右转 90°→继续前进"，测试机器人能否成功绕开单个障碍物；
- 各组反复测试，调试转弯角度，确保机器人避障后能继续正常前进，培养调试与问题解决能力。
MakeCode 编程
程序一：检测到障碍物的距离
程序链接：https://makecode.microbit.org/_RfC1cCfL2ikA
程序二：检测到障碍物停止并转弯
程序链接：https://makecode.microbit.org/_1ofLLt7iVJ3M
总结分享
邀请各组展示避障效果，分享调试过程中遇到的问题与解决方法：不同距离阈值对机器人避障行为有什么影响？条件判断模块和之前学过的顺序执行、循环模块有什么区别和联系？教师结合学生分享，总结三大核心程序结构的关系：
顺序执行让机器人"按步骤做事";
循环让机器人"持续重复做事";
条件判断让机器人"根据情况自己决定做什么";
三者结合，机器人就能完成更复杂、更智能的任务。预告后续课程将综合运用这三大结构，挑战更复杂的编程项目。