《智能機(jī)器人》

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1、西安高中2005_信息技術(shù)_教學(xué)設(shè)計 《智能機(jī)器人》 第一課時教案 走近機(jī)器人 執(zhí)教人：西安高級中學(xué) 陸裕元 2005-12-2《智能機(jī)器人》 第1. 1教案 學(xué) 校 西安高級中學(xué) 授課教師 陸裕元 班 級 高二。2 授課時間 2005-12-2 課 型 新授課 課 時 1課時 課 題 走近機(jī)器人（校本教材《智能機(jī)器人》第一章） 學(xué)習(xí)內(nèi)容 1. 機(jī)器人的基本概念 2. 機(jī)器人的發(fā)展歷程 3. 智能機(jī)器人的組成結(jié)構(gòu)與工作原理 4. 智能機(jī)器人仿真系統(tǒng)簡介

2、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 認(rèn)知目標(biāo)： 初步了解機(jī)器人的概念、用途、分類及發(fā)展歷程，通過實(shí)物及視頻初步理解智能機(jī)器人的組成結(jié)構(gòu)與工作原理，初步學(xué)會仿真系統(tǒng)的使用。 能力目標(biāo)： 通過探索、實(shí)踐與討論，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和交流協(xié)作的能力。 情感目標(biāo)： 通過機(jī)器人基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)和大膽實(shí)踐、勇于創(chuàng)新的精神。 學(xué)習(xí)重點(diǎn) 1. 智能機(jī)器人的結(jié)構(gòu)與工作原理 2. 智能機(jī)器人仿真系統(tǒng)的基本使用方法 學(xué)習(xí)難點(diǎn) 智能機(jī)器人仿真系統(tǒng)的編程調(diào)試 教 法 啟發(fā)引導(dǎo)式：多媒體廣播演示+實(shí)物演示講解 學(xué) 法 以導(dǎo)學(xué)為主線，討論交流并自主實(shí)踐，完成探索任務(wù) 教學(xué)

3、準(zhǔn)備 智能機(jī)器人實(shí)物及仿真系統(tǒng)、計算機(jī)，學(xué)習(xí)資源素材等 教 學(xué) 過 程 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 激 發(fā) 興 趣 引 入 新 課 課前觀看一段機(jī)器人視頻 同學(xué)們，我們剛才看到的視頻是2004年國際機(jī)器人大賽的一些片段，可以看出，機(jī)器人技術(shù)正在飛速發(fā)展，機(jī)器人的智能化程度越來越高，同時我們也看到，越來越多的青少年正在參與到機(jī)器人的研究和設(shè)計中來，世界各國已經(jīng)普遍開始重視青少年的機(jī)器人教育。 學(xué)校開設(shè)這一門校本課程，不僅是希望同學(xué)們從現(xiàn)在起了解一些機(jī)器人基礎(chǔ)知識，接觸一些前沿科技，為將來進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究奠定基礎(chǔ)，更是希望同學(xué)們通過親手制作和調(diào)試機(jī)器人

4、，進(jìn)一步提高自己的動手實(shí)踐能力和科技創(chuàng)新能力。本節(jié)課我們就來首先學(xué)習(xí)一些有關(guān)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識。 出示課題： “走近機(jī)器人” 講授新課，突破重難點(diǎn) 誘導(dǎo)思考問題 一、機(jī)器人的基本概念及三個基本特征 給出一些機(jī)器人圖片，請學(xué)生思考交流并回答： 1. 你認(rèn)為什么樣的機(jī)器是機(jī)器人？（概念） 2. 機(jī)器人是否一定具有人型？ 觀察、思考、討論交流、回答 講解知識點(diǎn)一： 機(jī)器人的基本概念及特征 1. 機(jī)器人的基本定義：機(jī)器人是一種可編程的，能執(zhí)行某些操作或移動動作的自動控制機(jī)械 2. 機(jī)器人應(yīng)具有的三個

5、特征： l 有身體：根據(jù)不同的應(yīng)用需要，有一定的形狀結(jié)構(gòu)； l 有大腦：有程序控制，能自動工作； l 能動作：有行為功能，能自動執(zhí)行一定的動作。 l 以圖片和實(shí)物說明哪些屬機(jī)器人： 計算器，電梯，機(jī)械鐘表，能力風(fēng)暴，樂高等 聽講，理解 機(jī)器人的分類 根據(jù)上述概念，同學(xué)們還能舉出身邊存在的機(jī)器人嗎？ 展示日常生活及各領(lǐng)域用到的機(jī)器人： 電冰箱，微波爐，紅綠燈，自動售票或售貨機(jī)，工業(yè)電焊或裝配機(jī)器人，軍用排爆機(jī)器人，民用高樓清洗機(jī)器人等 l 機(jī)器人離我們的生活并不遙遠(yuǎn) l 關(guān)于國際、國內(nèi)機(jī)器人的分類 我國機(jī)器人分類：工業(yè)機(jī)器人、特種機(jī)器人 思考

6、，討論交流，回答 講解知識點(diǎn)二： 機(jī)器人的發(fā)展歷程 二、機(jī)器人的發(fā)展歷程 l 最早的機(jī)器人構(gòu)想：西周時期能歌善舞的伶人 l 世界上第一臺工業(yè)機(jī)器人：1959年美國，“尤尼梅特” l 機(jī)器人從誕生到現(xiàn)在經(jīng)歷了三次重大換代： 第一代：示教型機(jī)器人; 第二代：有感覺的機(jī)器人； 第三代：智能機(jī)器人 l 工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的春天…20世紀(jì)七十年代 l 機(jī)器人開始成為一門獨(dú)立的學(xué)科---機(jī)器人學(xué)，研究如何用機(jī)器模擬人的智能行為。 l 機(jī)器人向人類進(jìn)化：20世紀(jì)九十年代 美國：麻省理工學(xué)院的COG仿人機(jī)器人 日本：本田公司，86年開始P系列、AS

7、IMO人型機(jī)器人； SONY公司, 愛寶機(jī)器狗、QIRO舞蹈機(jī)器人 中國：98年國防科大，“先行者”仿人機(jī)器人； 2002年北京理工大，仿人機(jī)器人 2004年哈工大，服務(wù)機(jī)器人 l 20世紀(jì)末，世界各國普遍開始重視青少年的機(jī)器人教育，機(jī)器人科技競賽蓬勃發(fā)展，由此也產(chǎn)生了一些教育專用的智能機(jī)器人，如：能力風(fēng)暴、樂高、中鳴、通用等 演示一些機(jī)器人實(shí)物的動作 聽講，理解 觀看教育機(jī)器人實(shí)物演示： 能力風(fēng)暴走正方形， 樂高六足蟲爬行 交流分析知識點(diǎn)三： 智能機(jī)器人的組成結(jié)構(gòu)與工

8、作原理 通過上面的視頻和實(shí)驗(yàn)演示，請同學(xué)們思考一下機(jī)器人滅火或機(jī)器人踢足球時，機(jī)器人是靠什么來尋找目標(biāo)的呢？再請同學(xué)們猜想一下，一個最簡單的智能機(jī)器人，它至少應(yīng)該包含哪些部分呢？ 結(jié)合機(jī)器人實(shí)物和圖片歸納總結(jié)： 組成智能機(jī)器人的三大基本系統(tǒng)： 感知系統(tǒng)（傳感器）、 決策系統(tǒng)（微電腦處理器）、 執(zhí)行系統(tǒng)（電機(jī)、指示燈等） 演示智能機(jī)器人工作過程： 搭建à編程à下載à調(diào)試 思考、猜想，討論交流，然后回答問題 演示仿真系統(tǒng)SVJC的使用 1 演示仿真軟件SVJC的功能及安裝方法 2 演示控制一個仿真機(jī)器人走正方形 3 學(xué)生實(shí)踐使用仿真系統(tǒng)SVJC 觀

9、看實(shí)驗(yàn)演示，注意操作步驟和方法 學(xué)生 實(shí)踐 親身感受智能機(jī)器人的操控方法 1 指導(dǎo)學(xué)生安裝SVJC 2 指導(dǎo)學(xué)生編寫走正方形的機(jī)器人，仿真調(diào)試 拓展： 1你能改進(jìn)一下程序，控制仿真機(jī)器人走正六邊形嗎？ 2 如果要讓機(jī)器人在行進(jìn)過程中避免碰撞，機(jī)器人身上應(yīng)該加裝什么？ 按教學(xué)要求安裝仿真平臺，并編寫和調(diào)試機(jī)器人走正方形的控制程序 鞏固知識 延伸拓展 歸納 總結(jié) 歸納總結(jié)本課主要知識點(diǎn)和技能要令 師生交流共同小結(jié) 延伸 拓展 1. 仿真系統(tǒng)SVJC中提供了哪些傳感器檢則模塊？ 2. “能力風(fēng)暴”智能機(jī)器人中的三大系統(tǒng)分別包含哪些部件，各有什么功用？

10、 閱讀學(xué)習(xí)資源和相關(guān)教材 機(jī)器人概念 定義：能自動工作的機(jī)器 三個特征：有身體，有大腦，能動作 機(jī)器人并非一定具有人型 我國機(jī)器人分類：工業(yè)機(jī)器人，特種機(jī)器人 機(jī)器人發(fā)展歷程 世界上第一臺工業(yè)機(jī)器人：1959年，美國 目前已經(jīng)歷三次換代：第一代：示教型 第二代：感知型 第三代：智能型 國際國內(nèi)人型機(jī)器人的發(fā)展概況 智能機(jī)器人軟硬 件 三大硬件系統(tǒng)：傳感系統(tǒng)，微電腦，動作系統(tǒng) 軟件系統(tǒng)：編寫控制程序的環(huán)境，其中SVJC是機(jī)器人模塊化編程的仿真系統(tǒng) 小結(jié)： 即將開通的西安高中“機(jī)器人教育網(wǎng)” 機(jī)器人教學(xué)活動剪影 教學(xué)后記