智能機(jī)器人課程——讓機(jī)器人擁有智能讓機(jī)器人擁有智能.doc

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1、智能機(jī)器人課程——讓機(jī)器人擁有智能教學(xué)設(shè)計(jì)大連沙河口區(qū)中學(xué)生勞動(dòng)技術(shù)中心耿殿君智能機(jī)器人一、學(xué)情分析隨著信息技術(shù)的發(fā)展，智能機(jī)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(gè)十年將是智能機(jī)器人時(shí)代。教育今天的超前發(fā)展是為以后的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)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(shí)代的要求，在教學(xué)中及時(shí)地增加有關(guān)智能機(jī)器人知識(shí)的內(nèi)容是有必要的。為此，中心特設(shè)置了智能機(jī)器人課，使學(xué)生能夠親身體驗(yàn)前沿科技的風(fēng)采，揭開機(jī)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(jī)器人課第2課，教學(xué)對(duì)象為學(xué)習(xí)過第1課——機(jī)器人搭

2、建，掌握了樂高機(jī)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(yùn)用機(jī)器人自帶的微電腦實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的機(jī)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(shí)現(xiàn)機(jī)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(huì)，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(shí)與技能通過互動(dòng)操作讓學(xué)生在實(shí)踐過程中，領(lǐng)悟知識(shí)，掌握技能：（1）重點(diǎn)掌握樂高機(jī)器人編程軟件ROBOLAB2.9系統(tǒng)中導(dǎo)航者級(jí)別圖形化編程技巧。（2）理解程序設(shè)計(jì)思路，掌握程序基本結(jié)構(gòu)中的判斷和循環(huán)。（3）學(xué)會(huì)結(jié)合環(huán)境對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試。2、過程與方法通過在編程實(shí)現(xiàn)

3、人工智能的設(shè)計(jì)、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(shí)踐過程，讓學(xué)生在實(shí)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(dòng)手操作能力。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀通過多種形式的教學(xué)活動(dòng)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)智能機(jī)器人課的興趣。體會(huì)團(tuán)隊(duì)合作的精神和使用技術(shù)的責(zé)任感、使命感。體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的求知欲和探究科學(xué)的勇氣。培養(yǎng)勇于實(shí)踐、勇于思考、勇于創(chuàng)新的精神和素質(zhì)。四、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1、重點(diǎn)：（1）樂高機(jī)器人編程軟件ROBOLAB2.9系統(tǒng)中導(dǎo)航者級(jí)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(jì)，共同分析問題

4、、解決問題。2、難點(diǎn)：程序的調(diào)試五、課前準(zhǔn)備1、授課時(shí)間：結(jié)合本課的實(shí)際目標(biāo)，設(shè)計(jì)授課時(shí)間90分鐘2、活動(dòng)人數(shù)：考慮到學(xué)生對(duì)編程的認(rèn)識(shí)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(jì)6組。3、器材準(zhǔn)備：安裝有樂高ROBOLAB2.9編程軟件的電腦6臺(tái)，樂高9797藍(lán)牙機(jī)器人套裝6套（其中機(jī)器人通用底盤已經(jīng)安裝完畢，節(jié)省安裝的時(shí)間，使學(xué)生只需集中精力進(jìn)行傳感器安裝），機(jī)器人工作臺(tái)6張，走軌跡場(chǎng)地1個(gè)，大屏幕投影設(shè)備一套。4、學(xué)生的準(zhǔn)備工作：請(qǐng)學(xué)生在課前搜集整理一些智能機(jī)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(dòng)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(shí)踐操作和合作研究中完成各項(xiàng)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(jiǎn)單介紹（種類多為愛寶機(jī)器狗、ASIMO和QRIO等非拼裝機(jī)器人。動(dòng)作多為跳舞、踢球、投籃和模擬機(jī)械等特定功能）。（2）引入（4分鐘）幻燈片中展示的機(jī)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(jī)器人都能實(shí)現(xiàn)，只要同學(xué)們?cè)敢馊ハ胂笕ニ伎迹踔量梢詫?shí)現(xiàn)更多更好的效果。拿出教師做的線控機(jī)器人，為學(xué)生展示線控機(jī)器人踢球、繞柱。（生：老師，你那

6、是線控玩具，人家的那個(gè)不用拿手操控。）換程序，機(jī)器人開始自動(dòng)到處追球跑。換程序，機(jī)器人在走軌跡場(chǎng)地順黑線跑，在學(xué)生驚訝和新奇的眼光下，機(jī)器人大搖大擺的順線走到場(chǎng)地邊沿（眾學(xué)生：走到頭了啊，停?。?，然后翻了下去（眾學(xué)生：......）學(xué)生都說這個(gè)機(jī)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(jī)器人至少有走線的智能，雖然最后跳崖了。那么，機(jī)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(jī)器人能在無人控制狀態(tài)下運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)虛擬的智能，這種智能稱之為人工智能。想讓機(jī)器人變得更聰明，就要通過編程為機(jī)器人提供人工智能

7、。今天我們就要來學(xué)習(xí)機(jī)器人的編程，讓機(jī)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(diǎn)：1、軟件的基本操作（圖1、圖2、圖3）。2、程序的基本元素：運(yùn)動(dòng)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(jí)別3，對(duì)軟件中的各種圖標(biāo)及判斷符號(hào)進(jìn)行介紹。圖2判斷及延時(shí)單元圖1軟件主界面圖3馬達(dá)單元圖5重圖4運(yùn)動(dòng)與判斷圖5重點(diǎn)講解程序運(yùn)行的基本元素：運(yùn)動(dòng)與判斷，機(jī)器人的動(dòng)作