智能機器人課程——讓機器人擁有智能讓機器人擁有智能.doc

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1、智能機器人課程——讓機器人擁有智能教學(xué)設(shè)計大連沙河口區(qū)中學(xué)生勞動技術(shù)中心耿殿君智能機器人一、學(xué)情分析隨著信息技術(shù)的發(fā)展，智能機器人這一信息技術(shù)的前沿領(lǐng)域也得到了飛速的發(fā)展，有專家預(yù)言，從信息產(chǎn)業(yè)的角度看，本世紀(jì)第一個十年將是智能機器人時代。教育今天的超前發(fā)展是為以后的經(jīng)濟和社會發(fā)展打基礎(chǔ)的。為了使現(xiàn)在的學(xué)生能夠適應(yīng)未來信息時代的要求，在教學(xué)中及時地增加有關(guān)智能機器人知識的內(nèi)容是有必要的。為此，中心特設(shè)置了智能機器人課，使學(xué)生能夠親身體驗前沿科技的風(fēng)采，揭開機器人的神秘的面紗。有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)科學(xué)愛科學(xué)的熱情。本節(jié)課為智能機器人課第2課，教學(xué)對象為學(xué)習(xí)過第1課——機器人搭

2、建，掌握了樂高機器人的基本搭建技巧，了解常見傳感器的種類、功能、原理，能夠運用機器人自帶的微電腦實現(xiàn)簡單的機器人控制的初三學(xué)生。二、教學(xué)任務(wù)本節(jié)課的任務(wù)是讓學(xué)生懂得如何實現(xiàn)機器人的人工智能。以學(xué)生為主體，讓他們親自的參與、切身的體會，學(xué)習(xí)掌握基本的編程的思路及調(diào)試的方法并能根據(jù)具體情況加以應(yīng)用。三、教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能通過互動操作讓學(xué)生在實踐過程中，領(lǐng)悟知識，掌握技能：（1）重點掌握樂高機器人編程軟件ROBOLAB2.9系統(tǒng)中導(dǎo)航者級別圖形化編程技巧。（2）理解程序設(shè)計思路，掌握程序基本結(jié)構(gòu)中的判斷和循環(huán)。（3）學(xué)會結(jié)合環(huán)境對程序進(jìn)行調(diào)試。2、過程與方法通過在編程實現(xiàn)

3、人工智能的設(shè)計、調(diào)試過程中，創(chuàng)設(shè)情景，發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，讓學(xué)生在做中學(xué)，學(xué)中做。經(jīng)歷思維、實踐過程，讓學(xué)生在實踐中提高分析問題、解決問題的能力，鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力和動手操作能力。3、情感態(tài)度與價值觀通過多種形式的教學(xué)活動，提高學(xué)生學(xué)習(xí)智能機器人課的興趣。體會團隊合作的精神和使用技術(shù)的責(zé)任感、使命感。體驗科學(xué)探究的過程，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的求知欲和探究科學(xué)的勇氣。培養(yǎng)勇于實踐、勇于思考、勇于創(chuàng)新的精神和素質(zhì)。四、教學(xué)重點和難點1、重點：（1）樂高機器人編程軟件ROBOLAB2.9系統(tǒng)中導(dǎo)航者級別的圖形化編程方法。（2）學(xué)生在合作學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計，共同分析問題

4、、解決問題。2、難點：程序的調(diào)試五、課前準(zhǔn)備1、授課時間：結(jié)合本課的實際目標(biāo)，設(shè)計授課時間90分鐘2、活動人數(shù)：考慮到學(xué)生對編程的認(rèn)識理解速度和程度有所不同，及教師進(jìn)行引導(dǎo)和答疑解惑的工作量，人數(shù)設(shè)定為24人，每4人一組共計6組。3、器材準(zhǔn)備：安裝有樂高ROBOLAB2.9編程軟件的電腦6臺，樂高9797藍(lán)牙機器人套裝6套（其中機器人通用底盤已經(jīng)安裝完畢，節(jié)省安裝的時間，使學(xué)生只需集中精力進(jìn)行傳感器安裝），機器人工作臺6張，走軌跡場地1個，大屏幕投影設(shè)備一套。4、學(xué)生的準(zhǔn)備工作：請學(xué)生在課前搜集整理一些智能機器人的資料并做成演示用幻燈片。六、教學(xué)策略教法：演示法、練習(xí)法

5、，任務(wù)驅(qū)動法，教師主要做的是引導(dǎo)和答疑解惑的工作。學(xué)法：學(xué)練結(jié)合法、合作探究法，學(xué)生需要在大量的實踐操作和合作研究中完成各項任務(wù)。七、教學(xué)流程（共75分鐘）1、課程導(dǎo)入：（共8分鐘）（1）學(xué)生幻燈片展示（4分鐘）根據(jù)幻燈片進(jìn)行簡單介紹（種類多為愛寶機器狗、ASIMO和QRIO等非拼裝機器人。動作多為跳舞、踢球、投籃和模擬機械等特定功能）。（2）引入（4分鐘）幻燈片中展示的機器人都是比較具有代表性的，但是它們具有的功能用我們手中的機器人都能實現(xiàn)，只要同學(xué)們愿意去想象去思考，甚至可以實現(xiàn)更多更好的效果。拿出教師做的線控機器人，為學(xué)生展示線控機器人踢球、繞柱。（生：老師，你那

6、是線控玩具，人家的那個不用拿手操控。）換程序，機器人開始自動到處追球跑。換程序，機器人在走軌跡場地順黑線跑，在學(xué)生驚訝和新奇的眼光下，機器人大搖大擺的順線走到場地邊沿（眾學(xué)生：走到頭了啊，停啊），然后翻了下去（眾學(xué)生：......）學(xué)生都說這個機器人太笨了。的確，它不太聰明，但我沒控制它也按照我們期待的方式順著黑線跑起來了。也就是說機器人至少有走線的智能，雖然最后跳崖了。那么，機器人的智能是從哪里來的？（生：電腦，編程......）人通過電腦編程使機器人能在無人控制狀態(tài)下運作，實現(xiàn)虛擬的智能，這種智能稱之為人工智能。想讓機器人變得更聰明，就要通過編程為機器人提供人工智能

7、。今天我們就要來學(xué)習(xí)機器人的編程，讓機器人擁有智能。2、授課內(nèi)容：（共67分鐘）（1）軟件介紹（10分鐘）教法：演示法、練習(xí)法學(xué)法：學(xué)練結(jié)合法教學(xué)意圖：通過演示結(jié)合練習(xí)，讓學(xué)生初步掌握軟件的使用方法。教學(xué)重點：1、軟件的基本操作（圖1、圖2、圖3）。2、程序的基本元素：運動與判斷（圖4）。教學(xué)過程：通過大屏幕投影為學(xué)生介紹樂高ROBOLAB2.9編程軟件的界面及如何進(jìn)入導(dǎo)航者級別3，對軟件中的各種圖標(biāo)及判斷符號進(jìn)行介紹。圖2判斷及延時單元圖1軟件主界面圖3馬達(dá)單元圖5重圖4運動與判斷圖5重點講解程序運行的基本元素：運動與判斷，機器人的動作