智能机器人教案

第一单元初出茅庐的机器人学习目标：遵循小学生的学习心理和学习特征，以简捷有趣的任务引导学生结识机器人朋友。学会用“能力风暴VJC1.5仿真版”软件中的“直行”、“转向”、“显示”、“发音”、“启动电机”、“延时等待”、“停止电机”和“结束”等模块编写程序，教机器人学走路、学转弯、学唱歌、学画画……做机器人的耐心的小老师。重点难点：让学生了解什么是程序，以及程序的顺序结构和循环结构，知道它们是怎样影响程序的执行过程的，并会用“多次循环”、“永远循环”模块编写程序。第一课你好，机器人——机器人常识教学内容：机器人常识教学目标：1、认识机器人并了解机器人的发展与未来。2、了解机器人仿真软件的编程界面和运行环境。教学重难点：了解机器人仿真软件的编程界面和运行环境。德育目标：激发学生学习兴趣。教学过程：引入。欣赏2-3页上的图片。看你到了什么？这些机器人能干什么？那什么叫机器人呢？（可以替代人类工作的特殊机器，讲授新课。（一）、走进机器人世界。1、机器人的诞生。①1959年美国的英格伯格和德沃尔设计制造出世界上第一台工业机器人，机器人的历史才真正开始。第一批工业机器人被称为“尤尼梅特”，意思是“万能自动”。英格伯格和德沃尔也因此被称为“机器人之父”。②2000年，我国独立研制的第一台具有人类外形，能模拟人类基本动作的类人型机器人在长沙国防科技大学问世。2、机器人的发展。①机器人发展的三个发展阶段

随着人们对机器的研究，机器人也在进步，按其发展过程机器人可分为三代：

第一代是示教再现型机器人："尤尼梅特"和"沃尔萨特兰"这两种最早的工业机器人是示教再现型机器人的典型代表。这类机器人需要使用者事先教给它们动作顺序和运动路径，再不断地重复这些动作。目前在汽车工业和电子工业自动线上大量使用的就是这类机器人。它们基本上没有感觉也不会思考。

第二代是是低级智能机器人，或称感觉机器人。和第一代机器人相比，低级智能机器人具有一定的感觉系统，能获取外界环境和操作对象的简单信息，可对外界环境的变化做出简单的判断并相应调整自己的动作，以减少工作出错、产品报废。因此这类机器人又被称为自适应机器人。第三代是具有高级智能机器人。它不但有第二代机器人的感觉功能和简单的自适应能力，而且能充分识别工作对象和工作环境，并能根据人给的指令和它自身的判断结果自动确定与之相适应的动作。这类机器人目前尚处于实验室研究探索阶段。②机器人的哪些知识和活动使你最感兴趣？③你还希望机器人做些什么？（二）、认识能力风暴智能机器人。①能力风暴智能机器人的外形是什么样的？体重多少？能力风暴智能机器人的外形被设计成宇宙飞船的形状，体重1千克。②它也长着人相似的“器官”，长在机器人的什么部位？有什么作用？机器人的“脚”：底盘下部的两只驱动轮和随动轮；控制机器人移动。机器人的“眼睛”：前部的红外传感器和光敏感器；让机器人“看”世界。机器人的“皮肤”：一个圆形碰撞环和环上的4只碰撞开关；感知来自多个方向的碰撞信息。机器人的“嘴巴”：主板上的黑色圆形的动圈式喇叭；让机器人“说话”或者“唱歌”。机器人的“耳朵”：主板上的一个小麦克风；获取外部的声音信息。机器人的“大脑”：主板上的微控制器；可以“理解”和“记住”编写的程序，控制机器人的所有活动。（三）认识VJC仿真软件运行VJC仿真软件后，可以在主程序窗口中编写和修改程序，并进入仿真环境运行。运行VJC仿真软件，打开主程序窗口。认识主程序窗口。标题栏标题栏菜单栏菜单栏工具栏工具栏4个模块库流程图生成区4个模块库流程图生成区JC代码显示区垃圾箱JC代码显示区垃圾箱打开“三步舞”程序。单击按钮→找到“三步舞”程序的文件夹，打开“三步舞”程序。到仿真环境中运行“三步舞”程序。信息显示区单击“仿真”按钮。信息显示区机器人运行显示区信息显示区功能区机器人运行显示区信息显示区功能区单击“运行”按钮后，鼠标光标上出现一个小机器人，移动鼠标把它放进机器人运行显示区，机器人就开始跳“三步舞”了，同时“运行”按钮变为“停止”按钮。观察机器人的运动情况。要退出仿真环境单击左上角的“退出”按钮。第二课蹒跚学步——“直行”和“转向”模块教学内容：“直行”和“转向”模块教学目标：1、学会用“执行器模块库”中的“直行”模块编写程序，让机器人走直线。2、学会用“执行器模块库”中的“转向”模块编写程序，让机器人走转弯。3、掌握运行参数的调整，以控制机器人行走的速度和时间“直行”和“转向”模块编写程序教学难点：调整运行参数，控制机器人行走的速度和时间德育目标：激发学生学习的兴趣，提高学生的自主思考和动手实践的能力教学过程：一、引入同学们，上节课我们认识了机器人并了解了机器人仿真软件的编程界面和运行环境，你们想看看机器人是怎么走路的吗？今天我们就来一起学习如何让机器人直行和转向。二、讲授新课。（一）、我要学会走路。1、介绍机器人工作原理：机器人行走靠电机带动轮子转动，电机转速的大小决定机器人行走的速度；电机正转或反转决定机器人前进后退。2、演示并讲解机器人前进程序的编写过程：步骤一：运行VJC仿真软件，打开主程序窗口。（观察流程图生成区有什么?）步骤二：单击“执行器模块库”中的“直行”模块，出现“前进”模块。（怎么没有后退呢?）步骤三：把“前进”模块拖到流程图生成区，与“主程序”模块连接。（“前进”模块拖到“主程序”模块的什么位置才能连接？会产生什么情况？）步骤四：把“程序模块库”中的“结束”模块拖到流程图生成区。运行程序：到仿真环境运行，机器人就会前进了。3、学生实践小组合作编写直行程序并运行。4、小组讨论：观察教材图1-18,在编好的执行程序里面有哪些模块？哪两个模块是任何程序必须都要具备的？小组汇报，师小结。5、机器人行走的快慢，远近能不能控制呢？通过什么来控制？怎样设置?通过调整“直行”模块对话框中的速度值和时间值来控制。引导学生参照教材、小组合作自学机器人行走快慢和时间的调整方法。小组汇报，师小结方法：在主程序窗口右击“前进”模块，出现“直行模块”对话框，在“速度”输入框中输入速度值，来控制机器人运行的快慢。在“时间”输入框中输入时间值，来控制机器人行走时间。最后单击“确定”按钮。（二）、我要学会转弯。1、工作原理：机器人转多大的角，与他的转动速度和转弯所持续的时间有关。在转动时间相同的情况下，转速越快，转角越大；转速越慢，转交越小。在转动速度相同的情况下，时间越长，转角越大；时间越短，转角越小。所以通过设置模块的速度值和时间值，可以控制机器人转动的方向和角度。2、引导学生参照教材小组合作自学编写机器人的转