智能機器人教學計劃

1、智能機器人教學計劃一、教材定位及總體設計思路近年來，隨著科學技術的迅猛發(fā)展和課程改革的不斷推進，很多有條件的地區(qū)正在逐步將智能機器人的相關內容納入到中小學的科技活動或信息技術課程之中。智能機器人技術涉及多門學科，是一個國家科技發(fā)展水平和國民經濟現(xiàn)代化、信息化的重要標志。把智能機器人引入中小學，不僅有利于在中小學生中普及智能機器人教育，更有利于探索教育改革和人才培養(yǎng)的新途徑、新方法， 有利于培養(yǎng)青少年的創(chuàng)新精神和實踐能力，同時將推動我國智

2、能機器人事業(yè)的發(fā)展和專業(yè)人才的培養(yǎng)。由于中小學教育在提高社會公眾的科學素養(yǎng)上具有啟蒙性、基礎性和根本性的作用，所以，智能機器人進入中小學將對教育和人才培養(yǎng)產生重大而深遠的影響。本著上述思想，我們在設計這本機器人教材時，既考慮了小學生的認知規(guī)律、能力和特點，又結合了我?？萍冀逃膶嶋H狀況，選取 智能機器人太空穿梭機及其仿真系統(tǒng)為學習對象展開教學。在教材的定位及總體設計上我們作了以下考慮：1）定位在小學生的機器人入門教材：結合當前小學信息技

3、術教學的內容，本書定位在機器人的入門教材，作為介紹智能機器人的初級科普讀物。內容設計上，力求通過本書讓學生初步了解和認識機器人，解除對機器人的神秘感，同時初步理解智能機器人的結構、工作原理及控制方法，為以后進一步學習奠 定基礎。2）通俗易懂：內容編排上做到前后連貫、由淺入深，通俗易懂，對一些技術名詞、關鍵詞等都在相應的頁面上增加了 “知識鏈接” 。3）廣泛適應：教學內容上既重點介紹機器人仿真系統(tǒng)的使用，又適當地穿插真實機器人的編程與操作

4、，使教學對設備和場地的依賴大大減輕，無論是否 有真實機器人的環(huán)境均可方便地教學。4）任務驅動：教學內容以任務驅動的方式展開，通過一系列實踐體驗和主題活動，使學生在做中學、學中做，充分體驗機器人研究項目的解決方法與實 施過程。5）重視學生的自主學習：教學實踐內容都是經過精心篩選的，既可用于教 師進行演示教學，也可用于學生開展自主學習和協(xié)作學習。每一節(jié)后配有 “學習小結” 、 “反思評價” ，每一章后配有 “本章學習回顧” ，引導學生在不

5、斷的學習、反思、評價中前進。6）突出創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)：通過 “主題活動” 、 “想一想” 、 “練一練”等欄目，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)他們的科學探究能力。7）有豐富的知識鏈接和閱讀材料：根據教學內容，適時地穿插 “知識鏈接” ，并在每一節(jié)后安排一個“閱讀材料” ，豐富和擴展學生的知識面。本書配套光盤也提供了大量的機器人素材及相關資料，作為教學的補充 資源?！扒嗌倌晔亲鎳奈磥?，科學的希望” ，用科學技術的火花去點燃小學生 的理想之燈

6、，這是本教材的希望，衷心祝愿今天的小學生成為明天的機器人巨第 1.3 節(jié)主要介紹了太空穿梭機機器人仿真系統(tǒng)的使用，安排這一節(jié)的目 的是一方面考慮機器人的教學實際（實際教學中很難滿足每人一臺真實機器人的條件） ，另一方面也為第 2 章學習機器人編程控制及仿真調試打下基礎。本節(jié) 通過一個控制機器人走正方形的實踐體驗，使學生對機器人項目實施的全過程及仿真系統(tǒng)的使用方法有一個初步了解。本章最后的閱讀材料可供有真實機器人的教學環(huán)境下做教學參考。_

7、___________________________________________________________第 2 章 機器人初級編程控制 （共 7 課時）2.1 使機器人自由行走（1 課時） 2.1.1 直線移動2.1.2 轉彎2.1.3 顯示、發(fā)聲與計算【主題活動】：機器人繞標比賽 【閱讀】：世界上第一臺機器人的誕生2.2 使機器人有視覺 （2 課時） 2.2.1 紅外傳感器 2

8、.2.2 光敏傳感器 【閱讀】：我國第一臺類人型機器人誕生記 2.3 使機器人有觸覺和聽覺 （2 課時） 2.3.1 碰撞傳感器 2.3.2 聽覺傳感器【主題活動】：機器人穿越迷宮比賽【閱讀】：控制論之父---維納 2.4 使機器人有其它知覺功能 （2 課時） *2.4.1 光電編碼傳感器2.4.2 系統(tǒng)時間記錄器 2.4.3 地面灰度傳感器 *2.4.4 其它傳感器

9、 【本章學習回顧】 【閱讀】：進入血管的機器人 第 2 章是機器人初級編程控制，主要結合一些重要的傳感器和機器人研究的小項目，介紹太空穿梭機機器人的可視化編程系統(tǒng) VJC 軟件的流程圖編程方 式。并通過 “知識鏈接”逐步介紹一些諸如：循環(huán)、判斷、傳感器檢測的 JC 語句及 部分庫函數，為高級編程控制奠定基礎。本章共分 4 小節(jié)，計劃 7 課時完成。第 2.1 節(jié)主要介紹 VJC 系統(tǒng)中如何控制機器人直行、轉彎、延時、計算、顯示、發(fā)聲等。

10、本節(jié)的重點是掌握流程圖編程方式及 VJC 中執(zhí)行器模塊庫的使 用。本節(jié)最后安排的機器人繞標比賽主題活動，有一定難度，但有助學生更進 一步理解和掌握 “差速轉彎”的控制方法，也有利于培養(yǎng)學生團結協(xié)作的意識和攻克難關的勇氣。本節(jié)介紹的編程控制方法對仿真環(huán)境和真實環(huán)境都適用。第 2.2 節(jié)主要介紹了機器人的紅外傳感器和光敏傳感器，這是機器人實現(xiàn)智能化的兩種非常重要的視覺傳感器。教材中不僅介紹了如何檢測，而且還通 過實踐體驗使學生通過實際問題來