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1、西安高中2005_信息技術(shù)_教學(xué)設(shè)計
《智能機器人》
第一課時教案
走近機器人
執(zhí)教人：西安高級中學(xué) 陸裕元
2005-12-2 《智能機器人》
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
走近機器人（校本教材《智能機器人》第一章）
學(xué)習(xí)內(nèi)容
1. 機器人的基本概念
2. 機器人的發(fā)展歷程
3. 智能機器人的組成結(jié)構(gòu)與工作原理
4. 智能機器人仿真系統(tǒng)簡介
2、
學(xué)習(xí)目標
認知目標：
初步了解機器人的概念、用途、分類及發(fā)展歷程，通過實物及視頻初步理解智能機器人的組成結(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：
通過探索、實踐與討論，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：
通過機器人基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)和大膽實踐、勇于創(chuàng)新的精神。
學(xué)習(xí)重點
1. 智能機器人的結(jié)構(gòu)與工作原理
2. 智能機器人仿真系統(tǒng)的基本使用方法
學(xué)習(xí)難點
智能機器人仿真系統(tǒng)的編程調(diào)試
教 法
啟發(fā)引導(dǎo)式：多媒體廣播演示+實物演示講解
學(xué) 法
以導(dǎo)學(xué)為主線，討論交流并自主實踐，完成探索任務(wù)
教學(xué)
3、準備
智能機器人實物及仿真系統(tǒng)、計算機，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
課前觀看一段機器人視頻
同學(xué)們，我們剛才看到的視頻是2004年國際機器人大賽的一些片段，可以看出，機器人技術(shù)正在飛速發(fā)展，機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)在起了解一些機器人基礎(chǔ)知識，接觸一些前沿科技，為將來進一步學(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)試機器人
4、，進一步提高自己的動手實踐能力和科技創(chuàng)新能力。本節(jié)課我們就來首先學(xué)習(xí)一些有關(guān)機器人的基礎(chǔ)知識。
出示課題： “走近機器人”
講授新課，突破重難點
誘導(dǎo)思考問題
一、機器人的基本概念及三個基本特征
給出一些機器人圖片，請學(xué)生思考交流并回答：
1. 你認為什么樣的機器是機器人？（概念）
2. 機器人是否一定具有人型？
觀察、思考、討論交流、回答
講解知識點一：
機器人的基本概念及特征
1. 機器人的基本定義：機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械
2. 機器人應(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
以圖片和實物說明哪些屬機器人：
計算器，電梯，機械鐘表，能力風(fēng)暴，樂高等
聽講，理解
機器人的分類
根據(jù)上述概念，同學(xué)們還能舉出身邊存在的機器人嗎？
展示日常生活及各領(lǐng)域用到的機器人：
電冰箱，微波爐，紅綠燈，自動售票或售貨機，工業(yè)電焊或裝配機器人，軍用排爆機器人，民用高樓清洗機器人等
l 機器人離我們的生活并不遙遠
l 關(guān)于國際、國內(nèi)機器人的分類
我國機器人分類：工業(yè)機器人、特種機器人
思考
6、，討論交流，回答
講解知識點二：
機器人的發(fā)展歷程
二、機器人的發(fā)展歷程
l 最早的機器人構(gòu)想：西周時期能歌善舞的伶人
l 世界上第一臺工業(yè)機器人：1959年美國，“尤尼梅特”
l 機器人從誕生到現(xiàn)在經(jīng)歷了三次重大換代：
第一代：示教型機器人;
第二代：有感覺的機器人；
第三代：智能機器人
l 工業(yè)機器人發(fā)展的春天…20世紀七十年代
l 機器人開始成為一門獨立的學(xué)科---機器人學(xué)，研究如何用機器模擬人的智能行為。
l 機器人向人類進化：20世紀九十年代
美國：麻省理工學(xué)院的COG仿人機器人
日本：本田公司，86年開始P系列、AS
7、IMO人型機器人；
SONY公司, 愛寶機器狗、QIRO舞蹈機器人
中國：98年國防科大，“先行者”仿人機器人；
2002年北京理工大，仿人機器人
2004年哈工大，服務(wù)機器人
l 20世紀末，世界各國普遍開始重視青少年的機器人教育，機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器人，如：能力風(fēng)暴、樂高、中鳴、通用等
演示一些機器人實物的動作
聽講，理解
觀看教育機器人實物演示：
能力風(fēng)暴走正方形，
樂高六足蟲爬行
交流分析知識點三：
智能機器人的組成結(jié)構(gòu)與工
8、作原理
通過上面的視頻和實驗演示，請同學(xué)們思考一下機器人滅火或機器人踢足球時，機器人是靠什么來尋找目標的呢？再請同學(xué)們猜想一下，一個最簡單的智能機器人，它至少應(yīng)該包含哪些部分呢？
結(jié)合機器人實物和圖片歸納總結(jié)：
組成智能機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、指示燈等）
演示智能機器人工作過程：
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器人走正方形
3 學(xué)生實踐使用仿真系統(tǒng)SVJC
觀
9、看實驗演示，注意操作步驟和方法
學(xué)生
實踐
親身感受智能機器人的操控方法
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器人，仿真調(diào)試
拓展：
1你能改進一下程序，控制仿真機器人走正六邊形嗎？
2 如果要讓機器人在行進過程中避免碰撞，機器人身上應(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
機器人概念
定義：能自動工作的機器
三個特征：有身體，有大腦，能動作
機器人并非一定具有人型
我國機器人分類：工業(yè)機器人，特種機器人
機器人發(fā)展歷程
世界上第一臺工業(yè)機器人：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)人型機器人的發(fā)展概況
智能機器人軟硬 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“機器人教育網(wǎng)”
機器人教學(xué)活動剪影
教學(xué)后記
《智能機器人》
