认识机器人 教学设计.doc

课题认识机器人主备人使用人教学目标1了解机器人的基本定义和主要分类。2了解机器人的主要发展方向。3以知识普及为主线，引导学生理解机器人的涵义。4采用自主学习、合作学习的方式，了解机器人技术及其发展方向。教学重点认识机器人，了解机器人的定义和起源。教学难点理解机器人的发展趋势和基本特征。教学准备多媒体课件教学环节调整一、导入师：同学们，你们喜欢看电影嘛？老师今天带来了一部电影，请同学们欣赏。(播放终结者片断)这就是我们平时听说过的“机器人”，今天我们就一起来走进机器人的世界，研究有关“机器人”的知识。(学生回忆有关机器人的印象，讨论并感受机器人的魅力，领略其中的涵义)(板书课题)二、确定主题师：通过初读教材，你最想了解哪些方面的知识呢？什么是“机器人”？和人有哪些相似和不同的地方？机器人有哪些分类？机器人有哪些应用？三、小组讨论教材中提供了很多机器人的内容，同学们想想，你认为机器人有哪些种类呢？ 教师参与注意事项：方向一：以应用为导向。方向二：以功能为导向。方向三：以原理为导向。四、展示结果教师进行总结：（1）点评学生在讨论中的表现。（2）分析讨论结果。（3）对于不统一的问题，教师阐述自己的观点，注意：允许学生保留自己的意见。（4）认真倾听、分析研究学生发言中的实质，把讨论引向深入。（5）控制好讨论的时间。设计意图：学习过程让学生分步走，给学生以梳理知识的过程，能够在有限的时间内，争取最大的效益。五、总结反思课题机器人的组成主备人使用人教学目标1.学习机器人的组成。2.能够掌握机器人组件的知识。3.学会理解机器人“器官”与人类的相同和不同点。4.通过交流，了解每一部分组件的主要原理和用途。教学重点机器人的组成知识。教学难点学会将机器人实物与相应的组件联系起来。教学环节调整一、复习与导入师：上节课中，我们体验到了机器人的魅力，同学们能说说你最喜欢的机器人有哪些嘛？为什么喜欢呢？(学生发言)师：我们生活中充满了各种机器人应用的例子，今天我们就一起来研究机器人的组成的问题。 (板书课题)二、新授一：播放相应的图片师：打开一幅机器人的“解剖图”。(学生观察)生：回答机器人的组成。师：归纳并总结，给机器人的组成确定概念，并鼓励学生朗读巩固。三、巩固一：画线图师：(播放机器人的结构图。)谁能为它们连连线？(学生练习)(注意：不能看书，凭印象作为判断标准)四、新授二：认识部件师：机器人的内部有很多的部件，它们像我们人的器官一样，共同组合起来，完成很多种复杂的动作。(教师打开一个机器人，请学生观察内部的组成，并范例演示)(学生观看老师的讲解)提醒：注意分组的结合，保证每位学生都能够参与到学习过程中去。五、巩固二：加深理解师：尝试着来给机器人的“器官”命名，看看它的“学名”和你起的“小名”有哪些相似和相异的地方(学生观看学习后讨论)师：打开书本，看看你还希望知道哪些有趣的部件，在机器人的身体上找找它们。六、总结与回顾师：今天我们讨论了机器人的组件和主要器官的组合，机器人是个复杂的个体，在复杂的器官中，最主要的就是这些部件了，当我们了解到原理以后，我们就可以跟机器人做朋友了，欢迎大家继续走进机器人的世界。课题学生机器人主备人使用人教学目标1了解学生机器人工作的基本原理。2了解学生机器人的构造特点。3掌握学生机器人的主要部件。4初步理解学生机器人编程软件的功能和作用。教学重点学生机器人的基本工作原理。教学难点学生机器人的主要部件的学习。教学环节调整一、展示与引入师：上节课我们认识了机器人的组件和主要器官，同学们来回顾一下吧。(简单复习上一课的内容)师：这些是机器人身上非常重要的部分，它们共同配合，组成了机器人，我们的机器人才能动起来。除了以上的部件器官以外，机器人到底是怎样运动起来的呢？大家来猜一猜。(学生讨论：机器人运动的原理)师：今天，我们就来走进机器人的内部世界，看看它们是怎样运动的。(板书课题)二、新授一：机器人工作的基本原理师：在刚才的讨论中，同学们关于机器人的工作原理有以下意见：(板书意见)方向一：电池提供动力。方向二：计算机程序控制。方向三：芯片控制。(讨论：这三个主要方向里面，谁更加贴近机器人工作的原理呢？)途径一：到教材中找寻答案。途径二：到课件中找寻答案。(老师自由选择合适的方式)师：我们来总结一下，到底机器人工作的原理是什么呢？(展示一次机器人的工作状态，结合课本知识，讲解工作原理)三、新授二：机器人的构造特点师：刚刚我们看见了机器人的工作原理，这些原理是需要一定的特殊构造来配合的，下面就让我们再次来“解剖”机器人，看看它是怎么样来完成这些工作的。（教师打开实物机器人，讲解内部的结构）（学生尝试观察，并可根据实际情况安排部分学生进行实践、触摸等体验）注意：本内容教学时，要进行分组，保证每位学生都有平等的接触机会。四、总结与回顾师：今天我们一起了解了机器人的工作原理和主要构造，这些就是机器人的一部分秘密，在后面的学习中，我们将让我们的机器人按照我们的意愿运动起来，让我们一起来期待吧！课题机器人行走主备人使用人教学目标1.初步认识VJC仿真软件中的程序模块。2.会用“直行”和“转向”程序模块。3.初步了解“顺序结构”程序教学重点会用直行和转向程序模块控制机器人直行和转向。懂得通过修改模块参数改变机器人的运动效果。教学难点能正确修改模块参数指挥机器人完成需要的动作。教学环节调整1导入：（1）大家看看，这个是什么？（2）上节课，我们让它在VJC仿真软件又能跳舞，又能灭火，大家想不想指挥它，让它听你的话，动起来？今天我们从最简单学起，先来教它走路，好不好？出示课题：第17课 机器人行走。（3）出示两个模块，问：这两个模块分别有什么特征？（4）引出直行模块可以前进、后退；转向模块可以左转、右转。2任务一：机器人走直线 （1）阅读P72-73，自学机器人走直线。如果你的机器人能顺利走直行，那么想想：怎样才能让机器人走得更快更远呢？（2）组长检查，帮助组员解决问题。（3）出示三种流程图的情况，让学生判断哪个流程图能走直线。（4）小结：连接线 结束模块 顺序结构、垃圾箱（5）指名演示怎样才能让机器人走得更快更远。（6）师小结： 速度和时间参数 （7）你们想想，当我们调整速度和时间参数时，直行模块的名称和方向会有变化吗？说说你的发现。 （7）小结：速度大于0前进，等于0停止，小于0后退。3.任务二：机器人学转弯（1）转向模块中同样有速度和时间两个参数，请同学们根据表16-2的速度和时间取值，试一试。并思考下列问题：a.机器人怎样才能右转、怎样才能左转、怎样才能停止？b.机器人转的角度和什么有关系？(2)学生尝试操作。（3）汇报填表结果，和思考的问题。（4）延伸：右转45度、右转60度、左转60度的参数是多少？4. 总结 直行模块和转向模块用法。5. 任务三：显身手（1）完成p74实践园6.讨论：p75讨论坊7.填成果篮课题机器人传感器主备人使用人教学目标1知识与技能了解传感器的类别及灰度传感器调节方法；。2过程与方法分学会在机器人上安装和使用灰度传感器；3情感态度与价值观培养学生互助协作的精神，提高学生交流的能力。教学重点条件判断的嵌套以及与和或的使用。教学难点灰度传感器的安装和调节，机器人认路程序的设计。教学环节调整一、创设情景，导入新课在上几节课中，我们曾经学习过光敏传感器和红外传感器，它们是利用光的强弱来当机器人的眼睛，完成机器人行走的任务，机器人能不能利用其它方法来行走呢？小组讨论、制定方案。二、展现目标，引入任务机器人可以利用光敏传感器、红外传感器实现类似人眼的功能，此外，地面灰度传感器也是机器人一种眼睛，利用它可以检测环境颜色的灰度，从而可以认路。通过机器人认路学习实现机器人循迹行走的三种方法。1、地面灰度传感器的工作原理；2灰度传感器的调节；3三种实现方法的分析。在课程讲解过程中，教师可以随堂设置问题，引导学生解决。三、自主学习，任务探究1布置学习任务一：动手调节灰度传感器的数值，观察机器人的改变；2指导学生以小组为单位，进行探究式协作学习。教师给以引导启示指点制作2总结条件判断中的所学到的语句。动手实践，小组合作共同解决问题。四、学习评价、归纳总结1，利用教学平台展示学生的作品，学生进行自评和他评：通讨归纳点给强 化本节课所学的知识内容；2启发引导学生完成教材。博奕舞台中的任务；3提示学生将本节课的学习成果及学习感受记录图中1欣赏作品，自评、他评；2完成博奕舞台中的任务；3记录学习成果及学习感受。课题机器人唱歌主备人使用人教学目标了解机器人的发声原理；认识机器人发声装置；了解音乐模块的使用方法；编写多次循环结构的程序。教学重点机器人唱歌程序的编辑与调试。教学难点机器人唱歌程序的编辑与调试。教学环节调整一、导人新课二、展规目标，引入任务机器人的发音是通过安装在机器人主板上的喇叭发声来实现的。机器人编程软件中的音乐模块，可以让机器人实现演奏音乐等功能，也可以实现人机对话。本节课将学习机器人的输出表现形式声音；学习机器人演奏音乐和多次循环”模块的使用你想让机器人为你唱什么歌曲？通过老师下面的操作，可以轻松地让机器人演奏一段美妙的音乐。认真听讲，跟随教师的讲解演示，提出问题。三、自主学习，任务探究1机器人发声装置的讲解及安装，引入音乐模块你喜欢唱什么歌曲？想不想让机器人给你唱一唱呢？要想听机器人给你唱歌很简单，学习音乐模块，然后设计程序就能实现了）2指导学生以小组为单位，进行探究式协作学习。利用网络资源及平时积累，理解音乐模块中的各种定义（音高、音长。休止符等概念）3布置学习任务：唱歌机器人的程序设计，以雪绒花为例。1结合教材完成任务。在练习过程中。完成快的同学辅导制作有困难的同学；2试着去完成各显神通中的两个问题。1引导和激励各组的探索学习，让学生通过观察、比较、探究、合作等一系列学习活动，归纳出制作唱歌机器人时遇到的各类问题，记录到成长基石中；2引导学生自主学习资源窗口中的内容。自主学习，互相交流，共同探讨。四、学习评价、归纳总结1利用教学平台展示学生的作品，学生进行自评和他评；通过归纳总结，让学生进一步强化本节课所学的知识内容；2启发引导学生完成教材博奕舞台中的任务；3提示学生将本节课的学习成果及学习感受记录到成长基石中。课题机器人循光主备人使用人教学目标（1） 了解红外线传感器的使用与工作原理；（2）学会编写含有选择结构的程序；教学重点红外传感器安装和使用；教学难点选择结构程序的理解与编写。教学环节调整1、情境导入观看视频：机器人运动，机器人踢足球等。思考：为什么机器人他能知道前方的物体，去找准目标呢？学生交流、汇报。请学生举例说说我们身边有哪些地方用到了红外传感器？学生交流、汇报。教师：人从外界获取信息，必须借助于感觉器官眼、耳、鼻、舌、皮肤，它们分别具有视、听、嗅、味、触觉，人的大脑通过“五官”就能感知外部的信息。然而人们在研究自然现象和规律的过程中及在生产生活中，单靠自身的感觉是远远不够的，这时就需要使用传感器，它是获取信息的关键器件，是现代住处系统和各种装备中不可缺少的信息采集工具，我们的机器人身上就安装了多传感器。2、新授（1）指导学生分析和安装传感器。分析机器人在陪我散步是，都有哪些动作？考书中P66页思考1。学生观察机器人运动，汇报动作结果。教师：机器人通过它的“眼睛”红外传感器接受外面的信息，然后作出反应。屏幕展示：散步流程图也就是书中图10.2 。（2）指导学生编写程序和下载，检测红外传感器安装是否正确。教师演示讲解程序的编写与下载，使机器人能够检测前方、左右、是否有人，学生观察。学生练习，教师指导。学生汇报结果。交流：有些同学程序编写和下载没问题的，但是机器人不听话的情况，这是怎么回事？有没有解决办法？学生交流、汇报。教师：大家可以查看一下传感器所用接口与程序中调用的接口是否一致，传感器的确良检测距离是否太小，是否安装过低。学生检测安装，调试，汇报自己出现机器人“不听话”的原因及解决办法。3、巩固练习完成书中的“试一试”。展示学生作品，师生点评。4、总结评价教师引导学生对本课知识进行小结，并结合自己的学习收获，回答教材中的“评一评”内容。课题机器人沿线走主备人使用人教学目标1、知识介绍“直行”与“转向”模块能够调试简单的程序2、能力小组之间共同讨论、提高学生的协作能力学生自己动手操作，培养学生自己发现问题、分析问题、解决问题的能力。培养学生的比较、归纳能力教学重点学生调试程序的能力教学难点学生调试程序的能力教学环节调整一、复习1、同学们，上次课我们已经学习了VJC1.6的界面，在学习新课之前，我们首先找几位小老师领着我们再复习一下界面所包含的内容，并且简单介绍一下它的作用。2、学生积极踊跃的争做小教师，带领大家复习上次课的内容：标题栏：显示应用程序的名称以及正在编辑的程序的名称菜单栏：包含了各种功能操作项工具栏：将各种常用的功能做成工具的样式，方便使用模块库：构造VJC程序的基本元素流程图程序生成区：编辑流程图垃圾箱：回收各种要删除的模块二、模块的基本操作我们前面已经知道流程图编程简单的说其实就是模块增减的方法，当然要按照意愿将模块“拼凑”走来也不是一件容易的事，这里涉及到软件编程的一些知识，这些我们将会在后面的章节中详细介绍，现在我们只对一些模块的基本操作进行介绍，有了这些知识我们就可以编写简单的流程图程序了。模块的新增和连接从模块库选择一个模块的图标，把它移入流程图生成区，你的程序就新增了一个模块。要使这个模块在程序中变为有效，就需要将模块连接到已有的流程图程序中。模块的删除流程图生成区中的模块（除“主程序”和“子程序”外）均可删除，删除的方法为：将要删除的部分从程序主体中“拿起”，再将其拖到垃圾箱处，点击一个鼠标左键即可。模块属性的设置在模块上点击鼠标右键即可对模块属性进行设置。注：在讲解完操作步骤后，让学生自己动手练习，由于这部分较简单，只给学生留出了几分钟的时间。三、学习【直行】和【转向】模块1、【直行】模块的设置在【直行】模块上点击鼠标右键，会弹出【直行】模块的属性窗口。在弹出的属性窗口中可以设置机器人前进的速度和时间。注：若速度为正则表示机器人前进，若速度为负则表示机器人后退2、【转向】模块的设置在【转向】模块上点击鼠标右键，在弹出的【转向】模块中改变它的属性。注：速度若为正则右转，速度若为负则左转。3、要求学生利用【直行】模块在仿直系统中的沿线走环境中走第一段路线。4、要求学生利用【转向】模块四、机器人沿线调试（重点在于学生动手操作，讨论、归纳问题）任务要求：编写程序能够控制机器人，走出上图中的路线。分析题目：本题的主要的目的在于练习模块的操作能力熟悉如何加载仿真环境熟悉【直行】和【转向】模块培养学生动手操作，比较理论与实践之间的差距1、教师简单提示程序的大致思路：前进右转 直行 右转 直行2、 学生自己导入运行环境，自己调试程序，在学生调试的过程中，发现问题可以随时与同学与老师一块讨论发生问题的原因，如何改进。注：学生在调试的过程中，会发现很多问题，例如：学生会自己发现直行的速度和时间要配合好，否则就会撞到墙上，如果时间太短，则走不到转弯的地方；在转向时，难度就更大了，角度不能太大，也不能太小，要正好90度，这与转向的时间和速度都有很大的关系；学生会发现能够完成任务的方法不是唯一的，能够完成路线的数据也不是唯一的。3、 与学生一起总结在调试的过程所出现的问题：在一定路程下，速度越快，时间越短，但在已知路程、速度的情况下却不能精确的算出机器人要走的时间，因为我们算的都是在理想状态下的理论，在现实中存在许多能够影响它的因素，例如：机器各零件的摩擦力，阻力，以及行进中的惯性等等。在转向中，有的同学控制的机器人，转好几圈，这是因为在转向中的延时设的过长了，转不到90度，则是因为时间设的太短了。4、 演示学生中几种不同参数的成功方案，激励学生用自己想的方法实验任务。5、 给出教师已调好的参数，与学生一起讨论，几种方案的优良性。方案如下：前进速度：80；时间：2.4 转向速度：80；时间：0.296 直行速度：80；时间：3.8 右转速度：80；时间：0.296 直行速度：80；时间：2.4六总结引导学生回顾本次所学习的内容： 学会了模块的基本操作 学会了【直行】与【转向】模块的用法 学会了如何调试简单的程序七课后思考在课程的最后，大家加载迷宫场地，看一下你能不能让你的机器人走出这个迷宫。（为下次课的【避障】模块的学习做好准备。）课题机器人比赛主备人使用人教学目标1、掌握永久循环模块、条件判断模块、避障传感器模块、高速电机模块的使用方法与作用。结合不同任务能够灵活运用这些模块进行编程。2、能够结合仿真环境中机器人运行的情况，分析解决遇到的问题，对程序进行调试。教学重点能够运用所学知识编写程序。教学难点条件判断模块、高速电机模块的使用方法，程序的修改调试。教学环节调整（一）谈话导入，揭示主题：1师：课前，我去了一趟金上京历史博物馆，拜访了馆长，馆里有一件镇馆之宝，需要找一名最聪明的机器人卫士来看守，现在正在选拔这名机器人卫士，同学们想不想让你们的机器人成为最聪明的卫士？生：回答。师：馆长的要求就是机器人卫士能够不停地围绕着宝物巡逻。师：想一想机器人要完成这样的任务，应首先具备什么样的能力？我们需要给机器人安装上什么传感器呢？生：回答。（二）自主探究，合作交流：10、引出探究任务：师：有了避障传感器，我们就可以教机器人在看到障碍物的时候做什么，没有看到障碍物的时候做什么。下面请大家看屏幕，出示仿真环境，在机器人的前方就有一个障碍物，那么你想让机器人看到障碍物和没有看到障碍物都怎么作呢？生：回答。师：也就是让机器人躲避前方的障碍物，要完成这样的任务，我们必须要编写程序，在编程之前，我们要认识四位新朋友，他们能帮助我们完成任务。在黑板上出示:避障、高速电机、条件判断、永久循环四个模块。、组织学生分组：师：黑板上的四个模块对应同学们