初识机器人教学提纲.ppt

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1、初识机器人初识机器人单元设计的初衷单元设计的初衷 2017 2017年年7 7月，国月，国务院印院印发了了“新一代人工智能新一代人工智能发展展规划的通划的通知知”，在通知中制定了新一代人工智能，在通知中制定了新一代人工智能发展的展的规划：划：要点一要点一在中小学在中小学阶段段设置置人工智能人工智能课程程要点二要点二人才培养人才培养建建设人工人工智能学科智能学科要点三要点三人工智能人工智能高端人才高端人才队伍建伍建设要点四要点四建立重大建立重大科技科技创新新基地基地重点五重点五智能教育智能教育单元设计的定位单元设计的定位 教材教材定位：定位：以培养学生对以培养学生对信息的获取、信息的获取、加工、

2、管理、加工、管理、表达和交流的表达和交流的能力为主线，能力为主线，以应用技术，以应用技术，挖掘其中的问挖掘其中的问题解决策略为题解决策略为主要目标的。主要目标的。单元设计的单元设计的目标目标总目标体验过程引发兴趣认识什么是仿真实验系统了解什么是机器人能够进行简单搭建能够编写简单程序1 2 3单元单元知识框架知识框架目录CONTENTS教教学学碎碎念碎碎念每节课每节课的教学建议的教学建议单元知识框架单元知识框架元目CONTENTS单课1初识机器人2搭建第一个机器人3“绝壁求生”避障机器人4“循迹夺宝”循迹机器人单元知识框架Knowledge Frame构建避障机器人编写程序开始仿真3 3 “绝壁

3、求生绝壁求生”避障机器人避障机器人 1.1.初识机器人初识机器人认识机器人机器人的应用机器人的构成机器人仿真实验系统初体验制作简易机器人的基本流程构建第一个机器人编写程序开始仿真2 2 搭建第一个机器人搭建第一个机器人构建循迹机器人编写程序开始仿真4 4 “循迹夺宝循迹夺宝”循迹机器人循迹机器人单元知识框架Knowledge Frame本单元的任务设计和教学主线索：本单元的任务设计和教学主线索：以让机器人完成一个寻宝任务为主线索，逐步深入完成任务机器人沿小路机器人沿小路到达藏宝地到达藏宝地什么是什么是机器人机器人机器人沿机器人沿峭壁前进峭壁前进机器人前进机器人前进至峭壁口至峭壁口机器人开机器人

4、开始分捡宝始分捡宝物物单元知识框架Knowledge Frame第第9 9课课第第1010课课第第1111课课第第1212课课拓展拓展每节课的教学建议每节课的教学建议第9课Lesson 9 了解什么是机器人，它的主要构成和功能；认识机器人仿真实验系统，了解制作简易机器人的基本流程。教学教学目标目标 机器人的构成和功能使用仿真实验系统运行仿真教学教学重点重点教学难点教学难点第第9 9课初识机器人课初识机器人想一想思考现实中的机器人是什么样子的知识链接介绍机器的发展历程，发现人类自古就有设计机器人的愿望。一、一、认识机器人机器人从我们身边的机器人入手，列举了大量的事例，意在引入机器人的概念。第9课

5、Lesson 9二二、机器人的、机器人的应用用身边实实在在的机器人有哪些？它们真正是什么样子的呢？让学生们看到实际的的机器人不一机器人不一定要定要长得像得像人人。第9课Lesson 9工业机器人完成搬运、装配、焊接和喷涂等繁重工作医用机器人为不同需要的病人提供贴身和细致的服务军用机器人机器人已被广泛地运用到了无人作战系统中家用和服务机器人使得机器人参与日常生活成为了现实教育机器人今后学习中使用的教育用机器人第9课第9课Lesson 9教学建议学生探寻：什么是机器人学生探寻：什么是机器人引发思考：机器人的到来，对引发思考：机器人的到来，对 我们意味着什么？我们意味着什么？三三、机器人构成、机器人

6、构成只要有控制系统、传感系统和执行系统三个基本的系统构成，就可以被称之为机器人。第9课Lesson 9控制系统控制系统是机器人的大脑执行系统机器人的身体和动作表现也是由特定的机械结构组成的传感系统感应外界并传递信息到机器人大脑的功能第9课Lesson 9教学建议利用利用实物进行展示实物进行展示利用视频进行展示利用视频进行展示利用利用仿真实验系统展示仿真实验系统展示仿真运行“城市穿梭”构建好的机器人编写完成的程序重在体验提起兴趣四四、机器人仿真、机器人仿真实验系系统初体初体验城市穿梭城市穿梭通过虚拟现实技术，将机器人教育和设计的各个应用细节进行三维仿真，实现三维世界里的任务场景设计、智能体构建、

7、行为设计、运动模拟和组织评价。第9课Lesson 9五、制作五、制作简易机器人的基本流程易机器人的基本流程通过仿真运行，引导学生思考，并帮助总结出仿真系统里制作简易机器人的基本流程和制作实体机器人的流程。第9课Lesson 9技能练习打开仿真实验系统，了解它的界面组成，尝试使用它们的功能综合合实践践构建好的机器人编写完成的程序重在体验提起兴趣第9课Lesson 9综合实践尝试打开程序，调整电机的速度，比一比谁的速度更快第9课Lesson 9教学建议简单介绍仿真系统简单介绍仿真系统大胆让孩子们自己体验大胆让孩子们自己体验充分发挥学生的主动性充分发挥学生的主动性第10课Lesson 10熟悉机器人

8、仿真实验系统，搭建出一辆能前进和转弯的机器人小车；借助流程图，编写能让机器人小车运动的程序。教学教学目标目标 机器人的搭建,在理解流程图的基础上编写控制程序。机器人三维环境的使用，控制程序的编写教学教学重点重点教学难点教学难点第第1010课搭建第一个机器人搭建第一个机器人机器人编辑器的组成打开仿真实验系统了解编辑器的组成一、构建机器人一、构建机器人Lesson 10第10课思路依照思路顺序教学一、构建机器人一、构建机器人Lesson 10第10课一、构建机器人一、构建机器人Lesson 10第10课构思机器人机器人设计成什么样子?分析任务需要哪些部件？如何将他们组装起来？小车控制器电机轮子电机

9、驱动轮子连接到控制器一、构建机器人一、构建机器人选择添加控制器Lesson 10第10课搭建顺序主 中间次 两边一、构建机器人一、构建机器人构建机器人的“四肢”添加直流电机和轮子利用模板简化过程安装到控制器为直流电机设置端口号Lesson 10第10课一、构建机器人一、构建机器人构建机器人的“四肢”添加直流电机和轮子利用模板简化过程安装到控制器为直流电机设置端口号Lesson 10第10课一、构建机器人一、构建机器人构建机器人的“四肢”添加直流电机和轮子利用模板简化过程安装到控制器为直流电机设置端口号Lesson 10第10课一、构建机器人一、构建机器人构建机器人的“四肢”添加直流电机和轮子利

10、用模板简化过程安装到控制器为直流电机设置端口号Lesson 10第10课想一想：为什么左侧的直流电机要勾选“反转电机”，而右侧的不勾选“反转电机”？教学建议少说，精说，多实践少说，精说，多实践引导孩子们发现引导孩子们发现要求要有梯度要求要有梯度Lesson 10第10课二二、编写程序写程序绘制流程图分析机器人运动过程绘制流程图Lesson 10第10课运动过程：机器人小车前进几秒后左转，再前进，直到到达目的地教学建议引导学生用语言描述机器人运动的过程再用流程图的形式描述过程其间穿插流程图的绘制规则。Lesson 10第10课二二、编写程序写程序在仿真实验系统中编写程序流程图转换成相应的程序模块

11、设置每一个模块相应的值Lesson 10第10课流程图转换成相应的程序模块选择对应的电机设置相应的数值知识链接呈现流程图与程代码的对应关系教学建议 抓住两个要点电机运行时间要靠“延时”来控制每个动作要设置对应电机的值Lesson 10第10课二二、编写程序写程序知识链接呈现流程图与程代码的对应关系Lesson 10第10课三、开启仿真仿真运行程序检验机器人搭建的正确性检验程序编写的正确性调试程序，使机器人走得更好Lesson 10第10课第二次使用仿真运行系统提示学生尝试使用仿真系统中的其他功能，而不止是开启和停止。二二、编写程序写程序综合实践能走正方形的机器人Lesson 10第10课第11

12、课Lesson 11为机器人安装一个距离传感器，利用循环和判断结构编写程序控制机器人沿着峭壁前进。教学教学目标目标距离传感器的使用方法判断结构与循环结构的使用教学教学重点重点教学难点教学难点第第1111课“绝壁求生壁求生”避障机器人避障机器人思路依照思路顺序教学一、构建机器人一、构建机器人第11课Lesson 11一、构建机器人一、构建机器人机器人设计成什么样子?需要哪些部件？如何将他们组装起来？小车加装距离传感器传感器连接到控制器第11课Lesson 11分析任务构思机器人机器人能沿着峭壁上的小路前进而又不碰到峭壁一、构建机器人一、构建机器人分析任务构思机器人机器人能沿着峭壁上的小路前进而又

13、不碰到峭壁第11课Lesson 11距离传感器的功能、确定安装位置教学建议解决两个疑问用什么来躲避障碍物：距离传感器；距离传感器安装的位置。第11课Lesson 11二二、编写程序写程序绘制流程图分析机器人运动过程绘制流程图Lesson 10第10课运动过程：机器人始终检测与左边峭壁的距离是否大于一个设定值。如果大于设定值机器人就向左前方前进，如果小于设定值则机器人向右转教学建议用什么作为判断条件，让机器人能正常前行；判断一次不够，那么如何不断地判断。第11课Lesson 11二二、编写程序写程序在仿真实验系统中编写程序利用距离进行判断的设置永远循环这个判断条件的设置设置左转和右转值第11课L

14、esson 11教学建议什么是常量如何获得并设置这个常量的值第11课Lesson 11三、开启仿真仿真运行程序检验机器人搭建的正确性检验程序编写的正确性调试程序，使机器人走得更好仿真运行系统的功能仿真系统最大的功能，还在于帮助我们进行调试的取得合理的值第11课Lesson 11四、“试一试”、“想一想”和“综合实践”仿真运行程序检验机器人搭建的正确性检验程序编写的正确性调试程序，使机器人走得更好第11课Lesson 11教学建议大胆放手提起兴趣给予肯定第11课Lesson 11第12课Lesson 12为机器人安装一个灰度传感器，利用嵌套程序控制机器人循着一条道路前进。教学教学目标目标灰度传感

15、器的使用方法嵌套程序的使用教学教学重点重点教学难点教学难点第第1212课“循迹循迹夺宝宝”循迹机器人循迹机器人思路依照思路顺序教学一、构建机器人一、构建机器人第12课Lesson 12一、构建机器人一、构建机器人机器人设计成什么样子?需要哪些部件？如何将他们组装起来？小车加装颜色传感器两个传感器连接到控制器第11课Lesson 11分析任务构思机器人机器人能沿着峭壁上的小路前进而又不碰到峭壁机器人能沿着两边是绿草的黄色小路到达放置宝物的地点一、构建机器人一、构建机器人分析任务构思机器人机器人能沿着两边是绿草的黄色小路到达放置宝物的地点颜色传感器的功能、确定安装位置第12课Lesson 12教学

16、建议解决三个疑问用什么来判断路面颜色：灰度传感器；要用几个颜色传感器；颜色传感器安装的位置。第12课Lesson 12二二、编写程序写程序绘制流程图分析机器人运动过程绘制流程图运动过程：左、右灰度传感器都没检测到草地，保持前行。左侧灰度传感器检测到草地，右转；右侧灰度传感器检测到草地，左转。第12课Lesson 12二二、编写程序写程序在仿真实验系统中编写程序利用灰度值进行两个判断的设置永远循环这个判断条件的设置设置左转和右转值第12课Lesson 12教学建议一个判断条件不足以判断三种情况怎么办：用两次判断，也就是判断的嵌套；判断仍然是在不断循环之中。第12课Lesson 12三、开启仿真仿

17、真运行程序检验机器人搭建的正确性检验程序编写的正确性调试程序，使机器人走得更好仿真运行系统的功能 获取实际颜色值第12课Lesson 12教学建议关键灰度值的取得两个判断条件的配合第12课Lesson 12四、“综合实践”仿真运行程序检验机器人搭建的正确性检验程序编写的正确性调试程序，使机器人走得更好第12课Lesson 12教教学学 碎碎念碎碎念几点说明回顾：以以任务为线索、层层递进，任务为线索、层层递进，课课深入，重在体验课课深入，重在体验小栏目 课程的重要补充课程的重要补充关于教材中提到的视频：仿真仿真与实体结合与实体结合运用正确学习方法：切不可要求整齐划一切不可要求整齐划一第11课Lesson 11几点建议促进教育方式的变革，培养学生的综合能力有效激发学习兴趣和学习动机培养学生的团队协作能力扩大知识面，转换思维方式第11课Lesson 11写在最后写在最后我们需要培养的是学生的什么能力我们需要培养的是学生的什么能力？第11课Lesson 11自主学习自主学习能力能力提出问题的提出问题的能力能力与他人协作的与他人协作的能力能力创新思维创新思维能力能力体验学习过程中的快乐！体验学习过程中的快乐！2018THANKS FOR YOUR LISTENING不当之处不当之处 敬请指教敬请指教 杨 蓉 结束结束