智能機(jī)器人教案

第一單元初出茅廬的機(jī)器人學(xué)習(xí)目標(biāo)：遵循小學(xué)生的學(xué)習(xí)心理和學(xué)習(xí)特征，以簡(jiǎn)捷有趣的任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生結(jié)識(shí)機(jī)器人朋友。學(xué)會(huì)用“能力風(fēng)暴VJC1.5仿真版”軟件中的“直行”、“轉(zhuǎn)向”、“顯示”、“發(fā)音”、“啟動(dòng)電機(jī)”、“延時(shí)等待”、“停止電機(jī)”和“結(jié)束”等模塊編寫程序，教機(jī)器人學(xué)走路、學(xué)轉(zhuǎn)彎、學(xué)唱歌、學(xué)畫畫……做機(jī)器人的耐心的小老師。重點(diǎn)難點(diǎn)：讓學(xué)生了解什么是程序，以及程序的順序結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)，知道它們是怎樣影響程序的執(zhí)行過(guò)程的，并會(huì)用“多次循環(huán)”、“永遠(yuǎn)循環(huán)”模塊編寫程序。第一課你好，機(jī)器人——機(jī)器人常識(shí)教學(xué)內(nèi)容：機(jī)器人常識(shí)教學(xué)目標(biāo)：1、認(rèn)識(shí)機(jī)器人并了解機(jī)器人的發(fā)展與未來(lái)。2、了解機(jī)器人仿真軟件的編程界面和運(yùn)行環(huán)境。教學(xué)重難點(diǎn)：了解機(jī)器人仿真軟件的編程界面和運(yùn)行環(huán)境。德育目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)過(guò)程：引入。欣賞2-3頁(yè)上的圖片?？茨愕搅耸裁?？這些機(jī)器人能干什么？那什么叫機(jī)器人呢？（可以替代人類工作的特殊機(jī)器，講授新課。（一）、走進(jìn)機(jī)器人世界。1、機(jī)器人的誕生。①1959年美國(guó)的英格伯格和德沃爾設(shè)計(jì)制造出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，機(jī)器人的歷史才真正開始。第一批工業(yè)機(jī)器人被稱為“尤尼梅特”，意思是“萬(wàn)能自動(dòng)”。英格伯格和德沃爾也因此被稱為“機(jī)器人之父”。②2000年，我國(guó)獨(dú)立研制的第一臺(tái)具有人類外形，能模擬人類基本動(dòng)作的類人型機(jī)器人在長(zhǎng)沙國(guó)防科技大學(xué)問(wèn)世。2、機(jī)器人的發(fā)展。①機(jī)器人發(fā)展的三個(gè)發(fā)展階段

隨著人們對(duì)機(jī)器的研究，機(jī)器人也在進(jìn)步，按其發(fā)展過(guò)程機(jī)器人可分為三代：

第一代是示教再現(xiàn)型機(jī)器人："尤尼梅特"和"沃爾薩特蘭"這兩種最早的工業(yè)機(jī)器人是示教再現(xiàn)型機(jī)器人的典型代表。這類機(jī)器人需要使用者事先教給它們動(dòng)作順序和運(yùn)動(dòng)路徑，再不斷地重復(fù)這些動(dòng)作。目前在汽車工業(yè)和電子工業(yè)自動(dòng)線上大量使用的就是這類機(jī)器人。它們基本上沒(méi)有感覺也不會(huì)思考。

第二代是是低級(jí)智能機(jī)器人，或稱感覺機(jī)器人。和第一代機(jī)器人相比，低級(jí)智能機(jī)器人具有一定的感覺系統(tǒng)，能獲取外界環(huán)境和操作對(duì)象的簡(jiǎn)單信息，可對(duì)外界環(huán)境的變化做出簡(jiǎn)單的判斷并相應(yīng)調(diào)整自己的動(dòng)作，以減少工作出錯(cuò)、產(chǎn)品報(bào)廢。因此這類機(jī)器人又被稱為自適應(yīng)機(jī)器人。第三代是具有高級(jí)智能機(jī)器人。它不但有第二代機(jī)器人的感覺功能和簡(jiǎn)單的自適應(yīng)能力，而且能充分識(shí)別工作對(duì)象和工作環(huán)境，并能根據(jù)人給的指令和它自身的判斷結(jié)果自動(dòng)確定與之相適應(yīng)的動(dòng)作。這類機(jī)器人目前尚處于實(shí)驗(yàn)室研究探索階段。②機(jī)器人的哪些知識(shí)和活動(dòng)使你最感興趣？③你還希望機(jī)器人做些什么？（二）、認(rèn)識(shí)能力風(fēng)暴智能機(jī)器人。①能力風(fēng)暴智能機(jī)器人的外形是什么樣的？體重多少？能力風(fēng)暴智能機(jī)器人的外形被設(shè)計(jì)成宇宙飛船的形狀，體重1千克。②它也長(zhǎng)著人相似的“器官”，長(zhǎng)在機(jī)器人的什么部位？有什么作用？機(jī)器人的“腳”：底盤下部的兩只驅(qū)動(dòng)輪和隨動(dòng)輪；控制機(jī)器人移動(dòng)。機(jī)器人的“眼睛”：前部的紅外傳感器和光敏感器；讓機(jī)器人“看”世界。機(jī)器人的“皮膚”：一個(gè)圓形碰撞環(huán)和環(huán)上的4只碰撞開關(guān)；感知來(lái)自多個(gè)方向的碰撞信息。機(jī)器人的“嘴巴”：主板上的黑色圓形的動(dòng)圈式喇叭；讓機(jī)器人“說(shuō)話”或者“唱歌”。機(jī)器人的“耳朵”：主板上的一個(gè)小麥克風(fēng)；獲取外部的聲音信息。機(jī)器人的“大腦”：主板上的微控制器；可以“理解”和“記住”編寫的程序，控制機(jī)器人的所有活動(dòng)。（三）認(rèn)識(shí)VJC仿真軟件運(yùn)行VJC仿真軟件后，可以在主程序窗口中編寫和修改程序，并進(jìn)入仿真環(huán)境運(yùn)行。運(yùn)行VJC仿真軟件，打開主程序窗口。認(rèn)識(shí)主程序窗口。標(biāo)題欄標(biāo)題欄菜單欄菜單欄工具欄工具欄4個(gè)模塊庫(kù)流程圖生成區(qū)4個(gè)模塊庫(kù)流程圖生成區(qū)JC代碼顯示區(qū)垃圾箱JC代碼顯示區(qū)垃圾箱打開“三步舞”程序。單擊按鈕→找到“三步舞”程序的文件夾，打開“三步舞”程序。到仿真環(huán)境中運(yùn)行“三步舞”程序。信息顯示區(qū)單擊“仿真”按鈕。信息顯示區(qū)機(jī)器人運(yùn)行顯示區(qū)信息顯示區(qū)功能區(qū)機(jī)器人運(yùn)行顯示區(qū)信息顯示區(qū)功能區(qū)單擊“運(yùn)行”按鈕后，鼠標(biāo)光標(biāo)上出現(xiàn)一個(gè)小機(jī)器人，移動(dòng)鼠標(biāo)把它放進(jìn)機(jī)器人運(yùn)行顯示區(qū)，機(jī)器人就開始跳“三步舞”了，同時(shí)“運(yùn)行”按鈕變?yōu)椤巴Ｖ埂卑粹o。觀察機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)情況。要退出仿真環(huán)境單擊左上角的“退出”按鈕。第二課蹣跚學(xué)步——“直行”和“轉(zhuǎn)向”模塊教學(xué)內(nèi)容：“直行”和“轉(zhuǎn)向”模塊教學(xué)目標(biāo)：1、學(xué)會(huì)用“執(zhí)行器模塊庫(kù)”中的“直行”模塊編寫程序，讓機(jī)器人走直線。2、學(xué)會(huì)用“執(zhí)行器模塊庫(kù)”中的“轉(zhuǎn)向”模塊編寫程序，讓機(jī)器人走轉(zhuǎn)彎。3、掌握運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整，以控制機(jī)器人行走的速度和時(shí)間“直行”和“轉(zhuǎn)向”模塊編寫程序教學(xué)難點(diǎn)：調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，控制機(jī)器人行走的速度和時(shí)間德育目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)生的自主思考和動(dòng)手實(shí)踐的能力教學(xué)過(guò)程：一、引入同學(xué)們，上節(jié)課我們認(rèn)識(shí)了機(jī)器人并了解了機(jī)器人仿真軟件的編程界面和運(yùn)行環(huán)境，你們想看看機(jī)器人是怎么走路的嗎？今天我們就來(lái)一起學(xué)習(xí)如何讓機(jī)器人直行和轉(zhuǎn)向。二、講授新課。（一）、我要學(xué)會(huì)走路。1、介紹機(jī)器人工作原理：機(jī)器人行走靠電機(jī)帶動(dòng)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)轉(zhuǎn)速的大小決定機(jī)器人行走的速度；電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)決定機(jī)器人前進(jìn)后退。2、演示并講解機(jī)器人前進(jìn)程序的編寫過(guò)程：步驟一：運(yùn)行VJC仿真軟件，打開主程序窗口。（觀察流程圖生成區(qū)有什么?）步驟二：?jiǎn)螕簟皥?zhí)行器模塊庫(kù)”中的“直行”模塊，出現(xiàn)“前進(jìn)”模塊。（怎么沒(méi)有后退呢?）步驟三：把“前進(jìn)”模塊拖到流程圖生成區(qū)，與“主程序”模塊連接。（“前進(jìn)”模塊拖到“主程序”模塊的什么位置才能連接？會(huì)產(chǎn)生什么情況？）步驟四：把“程序模塊庫(kù)”中的“結(jié)束”模塊拖到流程圖生成區(qū)。運(yùn)行程序：到仿真環(huán)境運(yùn)行，機(jī)器人就會(huì)前進(jìn)了。3、學(xué)生實(shí)踐小組合作編寫直行程序并運(yùn)行。4、小組討論：觀察教材圖1-18,在編好的執(zhí)行程序里面有哪些模塊？哪兩個(gè)模塊是任何程序必須都要具備的？小組匯報(bào)，師小結(jié)。5、機(jī)器人行走的快慢，遠(yuǎn)近能不能控制呢？通過(guò)什么來(lái)控制？怎樣設(shè)置?通過(guò)調(diào)整“直行”模塊對(duì)話框中的速度值和時(shí)間值來(lái)控制。引導(dǎo)學(xué)生參照教材、小組合作自學(xué)機(jī)器人行走快慢和時(shí)間的調(diào)整方法。小組匯報(bào)，師小結(jié)方法：在主程序窗口右擊“前進(jìn)”模塊，出現(xiàn)“直行模塊”對(duì)話框，在“速度”輸入框中輸入速度值，來(lái)控制機(jī)器人運(yùn)行的快慢。在“時(shí)間”輸入框中輸入時(shí)間值，來(lái)控制機(jī)器人行走時(shí)間。最后單擊“確定”按鈕。（二）、我要學(xué)會(huì)轉(zhuǎn)彎。1、工作原理：機(jī)器人轉(zhuǎn)多大的角，與他的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和轉(zhuǎn)彎所持續(xù)的時(shí)間有關(guān)。在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間相同的情況下，轉(zhuǎn)速越快，轉(zhuǎn)角越大；轉(zhuǎn)速越慢，轉(zhuǎn)交越小。在轉(zhuǎn)動(dòng)速度相同的情況下，時(shí)間越長(zhǎng)，轉(zhuǎn)角越大；時(shí)間越短，轉(zhuǎn)角越小。所以通過(guò)設(shè)置模塊的速度值和時(shí)間值，可以控制機(jī)器人轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和角度。2、引導(dǎo)學(xué)生參照教材小組合作自學(xué)編寫機(jī)器人的轉(zhuǎn)