第一篇：任務(wù)三 智能化的機(jī)器人系統(tǒng) 教學(xué)設(shè)計(jì)

任務(wù)三 智能化的機(jī)器人系統(tǒng) 教學(xué)設(shè)計(jì)

1教學(xué)目標(biāo)

1、了解機(jī)器人的組成;

2、知道硬件組成部分及其作用;

3、知道軟件的控制作用;

4、認(rèn)識(shí)機(jī)器人圖形化編程方式 2重點(diǎn)難點(diǎn)

知道硬件組成及其作用及圖形化編程方式 3教學(xué)過(guò)程

活動(dòng)1【導(dǎo)入】

一、引入

在廣西南寧科技館的入口有一個(gè)人形機(jī)器人,它很聰明,你可以向它提問(wèn),它都能對(duì)答如流。展示圖片。它怎么那么聰明呢?讓我們一起來(lái)了解機(jī)器人的組成部分及其作用吧!活動(dòng)2【講授】

二、新課

1、機(jī)器人的硬件

活動(dòng):分組拆卸巡邏報(bào)警機(jī)器人

注意:拆裝順序,放好零件,做好記錄,填寫(xiě)48頁(yè)的表格說(shuō)說(shuō)組成部件

2、教師講解和小結(jié)

傳感器;控制器;輪子;電機(jī);塑料件;電池等組成,稱之為硬件系統(tǒng)。控制器相當(dāng)于機(jī)器人的大腦,由它命令機(jī)器人做什么;輪子,喇叭,燈等統(tǒng)稱為執(zhí)行部件,執(zhí)行部件的帶動(dòng)要靠電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)要靠電池來(lái)維持。不管多么復(fù)雜的機(jī)器人,它都由這些基本的部件所組成。

3、機(jī)器人的軟件的作用

幾年的電腦學(xué)習(xí)我們知道電腦的工作除了硬件,還必須有軟件。機(jī)器人也一樣,前面所說(shuō)的控制器是它的大腦,存儲(chǔ)著執(zhí)行任務(wù)的程序,這些程序就稱之為軟件。機(jī)器人就是按照控制器中的程序來(lái)執(zhí)行任務(wù)的,可見(jiàn)軟件的作用。

4、機(jī)器人圖形化編程方式

編寫(xiě)程序這項(xiàng)工作就由人腦來(lái)完成了。常用的工具軟件有圖形化交互和代碼編寫(xiě)。用圖形化編程的話,比較簡(jiǎn)便和快速。但是在編寫(xiě)之前,首先要清楚機(jī)器人的工作過(guò)程或動(dòng)作順序。比如課本上的一個(gè)例子。活動(dòng)3【練習(xí)】【學(xué)生練習(xí)】

說(shuō)說(shuō)機(jī)器人工作的動(dòng)作。52頁(yè) 活動(dòng)4【活動(dòng)】【學(xué)生活動(dòng)】

本課重點(diǎn)是知道軟件的控制作用,這里著重讓學(xué)生通過(guò)小組探討尋找答案。(定一定)

1、請(qǐng)同學(xué)們按6人一組分組,領(lǐng)取巡邏報(bào)警機(jī)器人。

2、編寫(xiě)簡(jiǎn)單巡邏報(bào)警機(jī)器人遇到障礙物報(bào)警的控制程序。(1)機(jī)器人前進(jìn)。

(2)如果沒(méi)有碰到障礙物繼續(xù)前進(jìn)。(3)如果碰到障礙物停止前進(jìn)。

(4)閃爍報(bào)警燈。

本環(huán)節(jié)充分體現(xiàn)了教師把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生,培養(yǎng)學(xué)生“善于觀察”“善于思考”“善于實(shí)踐”給予學(xué)生充分的自我發(fā)展空間,有效地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

第二篇：體育館智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)總結(jié)

南京奧體中心智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)總結(jié)

南京奧林匹克體育中心(見(jiàn)下圖)位于南京市的河西區(qū), 緊鄰長(zhǎng)江, 是江蘇省有史以來(lái)最大規(guī)模的社會(huì)公益事業(yè)項(xiàng)目, 是2005年第十屆全國(guó)運(yùn)動(dòng)會(huì)的主賽場(chǎng)。它占地89.6公頃, 總建筑面積約為34.23 萬(wàn)平方米。建設(shè)內(nèi)容包括6.5萬(wàn)座體育場(chǎng), 附訓(xùn)練場(chǎng)1個(gè);1.3萬(wàn)座體育館, 附訓(xùn)練館1個(gè), 可舉辦籃球、排球、體操、冰球、短道速滑、花樣滑冰等項(xiàng)目比賽;4000座游泳館, 含訓(xùn)練房, 內(nèi)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)游泳池、跳水池、訓(xùn)練池和戲水池各一個(gè);網(wǎng)球中心共有21片場(chǎng)地, 其中含一片決賽場(chǎng), 二片半決賽場(chǎng), 四片室內(nèi)訓(xùn)練場(chǎng)和十四片室外預(yù)賽場(chǎng);一座體育科技中心, 是十運(yùn)會(huì)期間奧體中心的新聞發(fā)布中心, 也是奧體中心智能化系統(tǒng)的總控中心所在地。1南京奧體中心使用功能特點(diǎn)及智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)策

1.1 使用功能的轉(zhuǎn)換體育場(chǎng)館獨(dú)特的使用功能及特點(diǎn), 使其智能化系統(tǒng)不同于一般的大廈智能化系統(tǒng)。主要體現(xiàn)在全運(yùn)會(huì)期間在不同的時(shí)間段其使用功能的轉(zhuǎn)換(這主要指開(kāi)幕式、閉幕式與體育競(jìng)賽的功能的轉(zhuǎn)換), 以及全運(yùn)會(huì)后由專業(yè)競(jìng)賽向社會(huì)民眾的體育公園角色的轉(zhuǎn)換。1.2 智能化系統(tǒng)分類

我們將智能化系統(tǒng)分為兩大內(nèi)容, 一大內(nèi)容是建筑物本身需要的智能化系統(tǒng), 如火災(zāi)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)、樓宇機(jī)電設(shè)備計(jì)算機(jī)控制與管理系統(tǒng)、場(chǎng)館一般的安防系統(tǒng)、停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)、場(chǎng)館普通的公共廣播系統(tǒng)、建筑物普通的綜合布線系統(tǒng)等等;另一大內(nèi)容是支持全運(yùn)會(huì)特殊需要的智能化系統(tǒng), 以及全運(yùn)會(huì)后作為體育公園所需要的智能化系統(tǒng), 如體育綜合電子信息系統(tǒng)(CEIS)、運(yùn)動(dòng)會(huì)技術(shù)支持系統(tǒng)(注冊(cè)及制證、計(jì)時(shí)記分、現(xiàn)場(chǎng)成績(jī)處理、綜合查詢、主賽場(chǎng)新聞中心、各場(chǎng)館新聞發(fā)布等)、大屏顯示系統(tǒng)、電視轉(zhuǎn)播及評(píng)論系統(tǒng)、體育競(jìng)賽布線系統(tǒng)、照明控制、場(chǎng)地?cái)U(kuò)聲布線系統(tǒng)、記者席綜合布線系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)管理的電子售票、檢票系統(tǒng)、大型賽事、集會(huì)綜合安保系統(tǒng)、有線、無(wú)線通訊保障系統(tǒng)等等。除了上述特點(diǎn)以外, 體育場(chǎng)館的社會(huì)公益性帶來(lái)社會(huì)贊助的弱電系統(tǒng)與場(chǎng)館其他弱電系統(tǒng)的兼容互通性。以及國(guó)家元首蒞臨全運(yùn)會(huì)需提供特殊的保安、通訊系統(tǒng)等等。

1.3 智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)策根據(jù)以上體育場(chǎng)館智能化系統(tǒng)的特點(diǎn), 作為建筑主體設(shè)計(jì)單位不可能將所有系統(tǒng)按施工圖設(shè)計(jì)深度一次全部設(shè)計(jì)到位, 但在前期設(shè)計(jì)過(guò)程中要全部考慮周全。總體構(gòu)架的搭建一定要合理, 要有先進(jìn)的理念和較高的水平。既要滿足全運(yùn)會(huì)的各項(xiàng)要求, 又要滿足全運(yùn)會(huì)結(jié)束以后奧體中心日常運(yùn)作的要求。并注意體育運(yùn)動(dòng)設(shè)施自身的特點(diǎn), 注意由于比賽規(guī)則、規(guī)程的變化而帶來(lái)系統(tǒng)功能要求的改變, 注意體育贊助商提供的項(xiàng)目和系統(tǒng)完整性, 注意臨時(shí)設(shè)施和永久設(shè)施的關(guān)系。為此我們確立各智能化系統(tǒng)基礎(chǔ)構(gòu)架應(yīng)合理、先進(jìn)、可靠, 并有一定的超前性、可擴(kuò)展性和可升級(jí)性。特別是綜合布線部分, 本設(shè)計(jì)已超出常規(guī)意義的綜合布線系統(tǒng), 不僅僅是電話通訊線路, 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)線路的綜合布線系統(tǒng), 而是構(gòu)建一個(gè)綜合平臺(tái)力爭(zhēng)使南京奧體中心智能化系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)的硬件鏈接均能在這個(gè)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。從而達(dá)到設(shè)計(jì)者追求的可靠性和靈活性以及可擴(kuò)展性。以滿足南京奧體中心各種處于動(dòng)態(tài)的、變化的功能要求。2 南京奧體中心智能化系統(tǒng)的一些技術(shù)措施

2.1 安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮由于南京奧體中心占地面積大, 場(chǎng)館集中, 智能化子系統(tǒng)集成度要求高, 故在設(shè)計(jì)前期將所有的智能化系統(tǒng)均按照網(wǎng)絡(luò)型系統(tǒng)來(lái)考慮。這其中除技術(shù)成熟的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)外, 當(dāng)時(shí)將安防系統(tǒng)也設(shè)計(jì)成全數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。后經(jīng)調(diào)研, 在2002年下半年, 由于這種系統(tǒng)在傳輸方面、清晰度方面, 以及運(yùn)行的可靠性方面還不能滿足我們這個(gè)工程的要求, 所以在后來(lái)的進(jìn)一步設(shè)計(jì)階段, 將安防系統(tǒng)改成前端仍是模擬結(jié)構(gòu), 后端場(chǎng)館之間、各場(chǎng)館與科技中心總控之間采用數(shù)字傳輸，并在施工中加以實(shí)現(xiàn)。2.2 有線電視系統(tǒng)的組網(wǎng)方式在設(shè)計(jì)初期根據(jù)廣電部門(mén)的遠(yuǎn)景規(guī)劃(十運(yùn)會(huì)時(shí)可以實(shí)現(xiàn)全數(shù)字電視傳輸), 我們?cè)?jīng)考慮過(guò)以六類線替代同軸電纜的方案, 使得綜合布線完美一點(diǎn)。但由于風(fēng)險(xiǎn)比較大, 特別是與電視機(jī)接口可能會(huì)產(chǎn)生比較大的問(wèn)題, 以及行業(yè)管理上的問(wèn)題, 最終放棄了這種設(shè)想。還是采用HFC(光纖和同軸電纜混合網(wǎng))方式組網(wǎng)。2.3 其他系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體思想

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng), 在各場(chǎng)館之間、各場(chǎng)館與科技中心總控之間實(shí)現(xiàn)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)傳輸, 并與城市“119”實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng);公共廣播系統(tǒng)也設(shè)計(jì)成數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng), 該系統(tǒng)既可成為一整體公共廣播, 也可通過(guò)計(jì)算機(jī)控制每個(gè)功放輸出端口任意組合小區(qū)域公共廣播, 以滿足各場(chǎng)館的各種動(dòng)態(tài)的、變化的需求;建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)各場(chǎng)館的功能不同, 建筑機(jī)電設(shè)備量大、種類多、繁雜、分布面積大、傳輸距離長(zhǎng)等特點(diǎn), 選用網(wǎng)絡(luò)型樓宇自控系統(tǒng)。

2.4 通訊協(xié)議的選擇選用代表性比較強(qiáng)的BACnet標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議作為通訊協(xié)議, 要求網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從底層至頂層全部符合BACnet標(biāo)準(zhǔn), 針對(duì)第三方系統(tǒng)的集成。本系統(tǒng)應(yīng)是基于計(jì)算機(jī)語(yǔ)言設(shè)計(jì)而成的系統(tǒng), 并不是只采用某一特定公司(如微軟或英特爾)標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的, 它是依據(jù)成熟的開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)架構(gòu)而成, 而這些開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)廣泛地被系統(tǒng)及硬件的所有主要供應(yīng)商所支持。這種開(kāi)放式系統(tǒng)的軟件運(yùn)行和何種品牌的硬件及運(yùn)行系統(tǒng)無(wú)關(guān), 面向所有的顧客。

2.5 路由器的選擇本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中引用了高性能以太網(wǎng)通訊路由器, 使得本網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)的綜合布線系統(tǒng)完全兼容, 其連接器簡(jiǎn)單地由雙絞線盒RJ45連接組成。由于采用路由器使得主控制網(wǎng)的速度得以提高達(dá)到156kbaud。2.6 現(xiàn)場(chǎng)控制器的選擇

對(duì)于機(jī)電設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)控制器, 本系統(tǒng)也具有一定的特色, 具有雙CPU(中央處理器), 主CPU用于數(shù)據(jù)處理, 從CPU用于數(shù)據(jù)通訊, 并具備1Mbyte閃存, 支持遠(yuǎn)程內(nèi)存下載更新, 更新不需要置換內(nèi)存芯片。硬件時(shí)鐘具備真正的獨(dú)立運(yùn)行能力, 不受斷電及通訊失敗的影響。采用圖形化編程工具, 通過(guò)點(diǎn)擊按鈕就能夠構(gòu)造復(fù)雜的控制算法、診斷故障, 通過(guò)實(shí)時(shí)或模擬的運(yùn)行參數(shù)來(lái)檢驗(yàn)控制程序的性能, 而不是用計(jì)算機(jī)源代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)。2.7 綜合布線系統(tǒng)的可靠性問(wèn)題

如上所述, 南京奧體中心五大建筑的智能化綜合平臺(tái)是建立在綜合布線系統(tǒng)上的, 有26個(gè)大大小小的弱電系統(tǒng)利用這個(gè)平臺(tái), 所以綜合布線系統(tǒng)的可靠性問(wèn)題就非常突出。在總體設(shè)計(jì)中我們將綜合布線的數(shù)據(jù)傳輸線路設(shè)計(jì)為在線式實(shí)時(shí)掃描管理系統(tǒng), 系統(tǒng)通過(guò)連續(xù)掃描流程, 使用戶能夠?qū)崟r(shí)編制端到端物理層文檔, 移動(dòng)跳線會(huì)立即在管理站上觸發(fā)告警信息, 在一定層面上改善了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。管理員以圖形方式從管理站查看整個(gè)鏈路, 在管理站可對(duì)系統(tǒng)中的任何鏈路進(jìn)行變更, 網(wǎng)絡(luò)管理員可以規(guī)劃、優(yōu)先處理和分配系統(tǒng)中的所有移動(dòng)、添加和變更, 然后編制相應(yīng)的狀態(tài)文檔, 使用配線架上的LED燈信號(hào)引導(dǎo)技術(shù)人員完成變更。實(shí)現(xiàn)布線系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)管理。3 智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心思想

鑒于國(guó)內(nèi)一些體育場(chǎng)館的智能化系統(tǒng)在重大賽事結(jié)束后沒(méi)有被很好應(yīng)用的現(xiàn)狀, 在南京奧體中心的智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中有一條設(shè)計(jì)主線就是保護(hù)投資。保護(hù)投資就是體現(xiàn)智能化系統(tǒng)的靈活性、可擴(kuò)展性、可升級(jí)性, 以先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)的、變化的需求的最大適應(yīng)性。南京奧體中心智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)還有一些考慮不完善的地方, 如: 由于我們的現(xiàn)行行政體制造成重復(fù)投資, 所需機(jī)房的數(shù)量、位置、面積、物理通道等等估計(jì)不足, 預(yù)留的建筑空間偏緊等等。

第三篇：淺談仿真機(jī)器人教學(xué)中任務(wù)設(shè)計(jì)的有效性

淺談仿真機(jī)器人教學(xué)中任務(wù)設(shè)計(jì)的有效性

寧波鎮(zhèn)海區(qū)仁愛(ài)中學(xué) 熊?chē)?guó)全 315200

由于仿真機(jī)器人教學(xué)便于組織管理，便于有效普及機(jī)器人基本知識(shí)，越來(lái)越多的學(xué)校開(kāi)展這方面的活動(dòng)。隨著仿真機(jī)器人教學(xué)和實(shí)踐的不斷深入，由于仿真機(jī)器人軟件先天不足和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)缺乏等原因，不少老師為完成教學(xué)任務(wù)而拼湊任務(wù)，甚至直接將競(jìng)賽任務(wù)用于課堂教學(xué)，忽視任務(wù)設(shè)計(jì)的有效性，讓仿真機(jī)器人教學(xué)又成了“培訓(xùn)式教學(xué)”，以致影響了仿真機(jī)器人教學(xué)的效果，不利于學(xué)生信息素養(yǎng)的培養(yǎng)。

什么是任務(wù)的有效性？任務(wù)的有效性是指在教師的幫助下，在強(qiáng)烈的問(wèn)題動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)資源的積極主動(dòng)應(yīng)用，完成既定任務(wù)的同時(shí)，應(yīng)該在知識(shí)、技能、情感等方面獲得全面的發(fā)展。如何設(shè)計(jì)有效的任務(wù)，讓仿真機(jī)器人教學(xué)煥發(fā)出強(qiáng)大的生命活力，是一個(gè)值得深思的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)幾年的探索，筆者對(duì)仿真機(jī)器人教學(xué)中任務(wù)設(shè)計(jì)的有效性有了一點(diǎn)淺薄的認(rèn)識(shí)，現(xiàn)拋磚引玉，供同行參考。

一、創(chuàng)設(shè)情景 突出趣味性

新課程強(qiáng)調(diào)“營(yíng)造良好的信息環(huán)境，打造終身學(xué)習(xí)的平臺(tái)”。筆者認(rèn)為學(xué)生對(duì)機(jī)器人充滿著好奇心，對(duì)學(xué)習(xí)仿真機(jī)器人抱有很高的熱情,但是，在仿真機(jī)器人教學(xué)中，沒(méi)有創(chuàng)設(shè)趣味性情景的任務(wù)對(duì)延續(xù)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是一個(gè)極大的傷害,就談不上任務(wù)的有效性。為此，要設(shè)計(jì)有效的任務(wù)，就要?jiǎng)?chuàng)設(shè)有效的任務(wù)情景：一方面任務(wù)情景要以激發(fā)學(xué)生興趣為基點(diǎn)，生動(dòng)具體，形象逼真，有趣味性，在開(kāi)始的教學(xué)環(huán)節(jié)能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引起探索知識(shí)的欲望，在后續(xù)操作探究教學(xué)環(huán)節(jié)中能讓學(xué)生興趣持續(xù)下去，激發(fā)思維的積極性，持續(xù)情緒的活躍性，從而有利于學(xué)生有效完成任務(wù)；另一方面任務(wù)情景要以積淀學(xué)生信息素養(yǎng)為重點(diǎn)目標(biāo)，與具體的知識(shí)與技能、過(guò)程與方法相關(guān)聯(lián)，切不可喧賓奪主。這樣，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，才能通過(guò)完成任務(wù)能夠掌握本節(jié)課內(nèi)容，達(dá)到相應(yīng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)，獲取一個(gè)有價(jià)值和有意義的成果，否則任務(wù)情景再精彩也沒(méi)有價(jià)值。

例如講授灰度傳感器的作用時(shí)，若按以往方法，我會(huì)將任務(wù)設(shè)計(jì)成小車(chē)走軌跡。學(xué)生在完成任務(wù)的過(guò)程中也能夠掌握部分與灰度傳感器相關(guān)的知識(shí)，但任務(wù)情景為教學(xué)需要而有意杜撰，比較單一，缺乏真實(shí)感、趣味性，也沒(méi)考慮后續(xù)階段如何持續(xù)學(xué)生興趣，學(xué)生就感到?jīng)]有意思，自然沒(méi)有了學(xué)習(xí)的興趣和欲望。后來(lái)，由于杭州蘿卜圈公司的3D仿真軟件突出了基于物理引擎的設(shè)計(jì)，能模擬真實(shí)的剛體運(yùn)動(dòng)以及物體的密度、質(zhì)量、速度、加速度等各種現(xiàn)實(shí)物理動(dòng)力學(xué)屬性，在發(fā)生碰撞、受力、摩擦的運(yùn)動(dòng)時(shí)能模擬出因不同屬性而發(fā)生的不同運(yùn)動(dòng)效果，我用蘿卜圈公司的3D仿真軟件設(shè)計(jì)了生動(dòng)具體的《環(huán)游金字塔》情景。剛上課，逼真的隧道、高高聳立的金字塔等場(chǎng)景一下子吸引學(xué)生的注意力，把學(xué)生從極具誘惑力的網(wǎng)絡(luò)世界引到我設(shè)計(jì)的教學(xué)任務(wù)中，從而激起學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)探究的欲望。完成任務(wù)伊始，機(jī)器人走在規(guī)定的路線上如何避免掉下車(chē)道的情景引起學(xué)生興趣，而后機(jī)器人穿越隧道時(shí)驚險(xiǎn)紛呈，再其次，程序不夠完善的機(jī)器人被旋轉(zhuǎn)的木頭打下車(chē)道，又引起學(xué)生的驚呼，??。同時(shí)在完成任務(wù)的過(guò)程中，學(xué)生必須利用灰度傳感器的作用來(lái)編寫(xiě)程

序，結(jié)合使用前幾節(jié)課所學(xué)的傳感器，才能讓自己的小車(chē)順利通過(guò)一道道關(guān)卡。這樣，這個(gè)任務(wù)精彩迭起，足以持續(xù)引起學(xué)生的興趣，使學(xué)生更主動(dòng)參與完成任務(wù)的操作，又至始至終貫穿著本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容。為了使自己的機(jī)器人順利環(huán)游金字塔，學(xué)生能以高漲的情緒開(kāi)展思維，運(yùn)用與灰度傳感器相關(guān)的知識(shí)編寫(xiě)程序。這樣通過(guò)老師創(chuàng)設(shè)一定的教學(xué)情境，在有效任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生利用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行機(jī)器人知識(shí)的綜合運(yùn)用，同時(shí)提升了學(xué)生的機(jī)器人學(xué)習(xí)和創(chuàng)作能力，最終有效地培養(yǎng)了學(xué)生的信息素養(yǎng)。

二、回歸現(xiàn)實(shí) 突出科學(xué)性

仿真機(jī)器人教學(xué)，可以幫助學(xué)生通過(guò)編制程序控制機(jī)器人在虛擬環(huán)境的運(yùn)動(dòng)來(lái)學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方式，提高邏輯思維能力，培養(yǎng)分析和解決問(wèn)題的能力。但是，仿真機(jī)器人教學(xué)畢竟是在計(jì)算機(jī)中模仿真實(shí)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，以往受仿真軟件限制，教學(xué)中設(shè)計(jì)的任務(wù)常常不考慮現(xiàn)實(shí)生活中很多的不可忽視的因素，以致往往出現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)于理想化，虛擬化的現(xiàn)象，如：仿真機(jī)器人上坡與下坡速度一樣，運(yùn)動(dòng)時(shí)不用考慮摩擦力和動(dòng)力等。學(xué)生與這種遠(yuǎn)離現(xiàn)實(shí)的仿真機(jī)器人的頻繁接觸，容易片面強(qiáng)化仿真的虛擬性、仿真性，而不會(huì)考慮真實(shí)環(huán)境中不得不面對(duì)的因素，如摩擦力，物體的慣性等，這樣就容易割斷仿真世界與客觀世界的聯(lián)系，導(dǎo)致學(xué)生感受不到來(lái)自自然與自我的挑戰(zhàn)，容易忽視科學(xué)解決問(wèn)題的重要性。這樣的教學(xué)，不但難以達(dá)到仿真機(jī)器人的教學(xué)目的，而且不利于學(xué)生思維嚴(yán)謹(jǐn)性和周密性的培養(yǎng)，不利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成。

機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)本身就是綜合了多門(mén)學(xué)科知識(shí)的運(yùn)動(dòng)，因此仿真機(jī)器人教學(xué)中，設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)時(shí)不能理想化，虛擬化，應(yīng)回歸現(xiàn)實(shí)突出任務(wù)的科學(xué)性，引導(dǎo)學(xué)生把信息技術(shù)作為獲取信息、探索問(wèn)題、協(xié)作解決問(wèn)題的認(rèn)知工具，在探索中掌握其他學(xué)科和信息技術(shù)的知識(shí)，在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、綜合地分析和解決問(wèn)題的能力。

例如，設(shè)計(jì)任務(wù)《駕駛員考駕照》時(shí)，我利用杭州蘿卜圈公司的3D仿真軟件，將任務(wù)回歸現(xiàn)實(shí)，如道路有起伏，有彎道，有上坡和下坡等。學(xué)生在完成任務(wù)時(shí)就發(fā)現(xiàn)：汽車(chē)速度過(guò)快，在啟動(dòng)時(shí)會(huì)顛簸，導(dǎo)致改變行駛方向，甚至于沖下道路。于是我引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際生活來(lái)思考小車(chē)的變速運(yùn)動(dòng)，學(xué)生最終提出方案：在啟動(dòng)時(shí)，先慢速起步，等速度上去了再加速至高速就不會(huì)顛簸。學(xué)生很快又有新問(wèn)題：在走彎道時(shí)，高速行駛的小車(chē)很容易沖下道路；由于道路有起伏，高速行駛的小車(chē)會(huì)顛簸，也容易沖下道路。于是我引導(dǎo)學(xué)生分析走彎道時(shí)汽車(chē)速度不能過(guò)快的原因，引導(dǎo)學(xué)生分析某個(gè)瞬間汽車(chē)的受力方向，將相關(guān)科學(xué)知識(shí)遷移過(guò)來(lái)，以完善學(xué)生的知識(shí)。這樣，通過(guò)模擬逼真的現(xiàn)實(shí)物理運(yùn)動(dòng)來(lái)促使任務(wù)回歸現(xiàn)實(shí)，強(qiáng)化了現(xiàn)實(shí)生活中很多的不可忽視的因素，突出了科學(xué)性，大大加強(qiáng)了機(jī)器人教學(xué)與其它學(xué)科知識(shí)整合，有效促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成。

三、以生為本 突出操作性

不少比賽任務(wù)非常新穎，對(duì)學(xué)生有很大的吸引力，但對(duì)于學(xué)生而言，這些任務(wù)作為課堂任務(wù)卻沒(méi)有可操作性，如，NOC的比賽任務(wù)《野外生存》非常有趣，可在一個(gè)課時(shí)內(nèi)大多數(shù)學(xué)生是沒(méi)有能力完成這項(xiàng)復(fù)雜任務(wù)，少數(shù)有能力完成任務(wù)的學(xué)生因缺少足夠的時(shí)間也無(wú)法完成。仿真機(jī)器人教學(xué)中，通過(guò)上機(jī)操作學(xué)生能完成的任務(wù)才可能具有有效性，為此，教師設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，應(yīng)秉持一切從學(xué)生出發(fā)的原則，充分考慮學(xué)生現(xiàn)有的文化知識(shí)結(jié)構(gòu)、認(rèn)知能力、年齡、興趣等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出貼近學(xué)生的操作能力和思維水平的任務(wù)，這樣的任務(wù)才能稱得上有效的課堂任務(wù)。

例如，在講授伺服電機(jī)時(shí)，我進(jìn)行任務(wù)設(shè)計(jì)時(shí)，以學(xué)生為中心，設(shè)身處地的為學(xué)生著想，考慮到學(xué)生對(duì)《野外生存》感興趣，于是從NOC的比賽任務(wù)《野外生存》中分解出適宜學(xué)生學(xué)習(xí)的《飛渡天險(xiǎn)》任務(wù)：基本任務(wù)是機(jī)器人沿著彎曲的道路來(lái)到鐵索下，伸出手臂抓住鐵索越過(guò)峽谷滑至另一端的山頂，最后放開(kāi)手臂落到山頂平地，提高任務(wù)則是在此基礎(chǔ)上調(diào)整機(jī)器人方向，繼續(xù)沿著山路前進(jìn)至終點(diǎn)。任務(wù)《飛渡天險(xiǎn)》考慮到學(xué)生特點(diǎn)、知識(shí)接受能力的差異，容易被學(xué)生接受；其次是設(shè)計(jì)《飛渡天險(xiǎn)》時(shí)考慮了任務(wù)的大小、知識(shí)點(diǎn)的含量、前后的聯(lián)系等多方面的因素，任務(wù)規(guī)模小，完成任務(wù)的程序比較短，容易被學(xué)生理解；再其

次是《飛渡天險(xiǎn)》任務(wù)中涉及到許多學(xué)生能理解的科學(xué)原理，如慣性，重心等，符合學(xué)生的現(xiàn)有的文化知識(shí)結(jié)構(gòu)，完成任務(wù)過(guò)程中，師生可以適時(shí)地加以總結(jié)，概括出其規(guī)律性的知識(shí)，實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)象到本質(zhì)，由感性到理性的過(guò)渡。這樣，相對(duì)初中學(xué)生來(lái)說(shuō)，《山地賽車(chē)》任務(wù)具有一定的可操作性，學(xué)生在操作中探求新知，實(shí)踐中把握真知，學(xué)習(xí)中掌握方法，有效地幫助學(xué)生獲取新知、熏陶科學(xué)情感。

四、關(guān)注問(wèn)題 突出生活性

與學(xué)生的生活相去甚遠(yuǎn)的課堂任務(wù)是很難吸引學(xué)生的。信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出要結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活實(shí)際設(shè)計(jì)問(wèn)題，讓學(xué)生在活動(dòng)過(guò)程中掌握應(yīng)用信息技術(shù)解決問(wèn)題的思想和方法。機(jī)器人的產(chǎn)生是基于人類社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的需要，是人類認(rèn)識(shí)自然、改造自然的產(chǎn)物。因此，在仿真機(jī)器人教學(xué)中要關(guān)注生活中的問(wèn)題，突出任務(wù)的生活性，比如我們可以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中的問(wèn)題，使學(xué)生對(duì)新的知識(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的探究愿望、解決問(wèn)題的熱情與責(zé)任感，促使學(xué)生嘗試在完成任務(wù)的過(guò)程中掌握應(yīng)用機(jī)器人基本知識(shí)解決問(wèn)題的思想和方法，從而有效培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和探究能力。

設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)教師既要根據(jù)教學(xué)實(shí)際，又要聯(lián)系學(xué)生實(shí)際，關(guān)注問(wèn)題突出任務(wù)的生活性。實(shí)踐證明，學(xué)生在完成一個(gè)與他們實(shí)際生活和學(xué)習(xí)密切相關(guān)的學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)，會(huì)持續(xù)保持一種良好的學(xué)習(xí)狀態(tài)。例如為了講授測(cè)障傳感器和測(cè)距傳感器的作用，我提出一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題：現(xiàn)在隨著社會(huì)發(fā)展，汽車(chē)普及的很快，汽車(chē)追尾事故的發(fā)生非常頻繁。同學(xué)們，假如現(xiàn)在你是汽車(chē)設(shè)計(jì)師，你會(huì)如何從技術(shù)上避免汽車(chē)追尾事故的發(fā)生？這個(gè)問(wèn)題一提出，不少同學(xué)都建議：在汽車(chē)前方加上某種設(shè)施幫助駕駛員預(yù)防追尾事故。從而引出：在汽車(chē)前方加上測(cè)障傳感器作為檢測(cè)裝置，當(dāng)檢測(cè)到汽車(chē)前方有物體，將要發(fā)生追尾時(shí)，汽車(chē)在機(jī)器人控制下自動(dòng)剎車(chē)。待學(xué)生完成這一任務(wù)，我又提出新的質(zhì)疑：大家坐過(guò)公交車(chē)，當(dāng)司機(jī)突然剎車(chē)，站著的乘客會(huì)有什么反應(yīng)？學(xué)生：容易摔倒。老師：對(duì)，汽車(chē)在機(jī)器人控制下突然剎車(chē)，對(duì)乘客會(huì)產(chǎn)生很大的安全隱患，那么我們?nèi)绾胃倪M(jìn)設(shè)置以減少安全隱患？于是老師引導(dǎo)學(xué)生了解測(cè)距傳感器的作用，讓學(xué)生積極主動(dòng)尋找問(wèn)題，主動(dòng)獲取新的知識(shí)。最后，師生利用提問(wèn)與討論等方式，發(fā)揮課堂的群體作用提出新的方案：在汽車(chē)前方加上測(cè)距傳感器作為檢測(cè)裝置，當(dāng)測(cè)距傳感器檢測(cè)到汽車(chē)與前方有物體的距離小于一定值時(shí)，汽車(chē)在機(jī)器人控制下自動(dòng)給駕駛員發(fā)出警報(bào)或控制汽車(chē)減速，當(dāng)汽車(chē)與前方有物體的距離小于危險(xiǎn)臨界值，易發(fā)生追尾事故時(shí)，汽車(chē)在機(jī)器人控制下自動(dòng)剎車(chē)，此時(shí)由于汽車(chē)速度不快，急剎車(chē)產(chǎn)生的安全隱患對(duì)乘客影響比較小。這樣設(shè)計(jì)任務(wù)，學(xué)生容易在探索生活實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中提出自己的實(shí)踐內(nèi)容或?qū)W習(xí)目標(biāo)，形成開(kāi)放式的教學(xué)模式，達(dá)到預(yù)先教學(xué)的效果，才能有效地將信息技術(shù)的學(xué)習(xí)與生活應(yīng)用有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。

五、倡導(dǎo)成功 突出層次性

仁”容易導(dǎo)致水平高的學(xué)生無(wú)事可做，水平低的學(xué)生做不出來(lái)，為此在任務(wù)設(shè)計(jì)時(shí)要注意學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)，要考慮到學(xué)生能力的多層次情況，由淺入深，化繁為簡(jiǎn)，循序漸進(jìn)地來(lái)設(shè)計(jì)任務(wù)，讓學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生感到吃得飽，讓學(xué)習(xí)能力較差的學(xué)生不會(huì)感到消化不了。這樣學(xué)生在完成一些與自己有能力完成的任務(wù)時(shí)，往往會(huì)專心致志，樂(lè)此不疲，待他體驗(yàn)到成功的喜悅，面對(duì)自己的成果，充滿自豪，從而進(jìn)一步激發(fā)他探索的激情和信心，使學(xué)習(xí)從一個(gè)水平進(jìn)入到另一個(gè)更高的層次。

例如：講授迷宮搜索算法時(shí)，《山地賽車(chē)》任務(wù)：基本任務(wù)是小車(chē)從起點(diǎn)出發(fā)，沿著彎彎曲曲的盤(pán)山公路到達(dá)指定地點(diǎn)，提高任務(wù)是小車(chē)從指定地點(diǎn)原路返回出發(fā)地，終及任務(wù)則是按NOC的《野外生存》比賽任務(wù)的要求，小車(chē)快速行駛在盤(pán)山公路上。由于基本任務(wù)比較簡(jiǎn)單，又有師生示范，絕大多數(shù)學(xué)生容易理解任務(wù)，也能夠及時(shí)完成任務(wù)。當(dāng)大部分學(xué)生完成基本任務(wù)，教師可引導(dǎo)學(xué)生完成提高任務(wù)。中學(xué)生具有很強(qiáng)的表現(xiàn)欲望，希望自己的行為被其他同學(xué)和教師所認(rèn)可，一般會(huì)有一半以上的學(xué)生盡自己的最大努力去完成它。當(dāng)有部分學(xué)生完成提高任務(wù)，教師可以展示3D仿真軟件的在線比賽模式，引導(dǎo)學(xué)生思考、探究：如何讓

自己的小車(chē)快速在山道上行駛？經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，有部分學(xué)生受小時(shí)候玩過(guò)的四驅(qū)車(chē)的啟發(fā)，創(chuàng)新地提出在小車(chē)上加上導(dǎo)輪，在編程時(shí)讓小車(chē)偏向一側(cè)行駛，從而將速度提高許多，小車(chē)完成任務(wù)的時(shí)間大大減少。這樣，通過(guò)層次性任務(wù)設(shè)計(jì)，層次較低的學(xué)生也能面對(duì)自己的機(jī)器人體驗(yàn)到成功感，而層次較高的學(xué)生在面對(duì)成功時(shí)會(huì)努力嘗試各種新穎的方法，激發(fā)他們進(jìn)一步探索的激情和信心。

第四篇：《機(jī)器人》教學(xué)設(shè)計(jì)

《機(jī)器人》教學(xué)設(shè)計(jì)

機(jī)器人

教材分析 ：

本課屬于“造型表現(xiàn)”領(lǐng)域，通過(guò)畫(huà)一畫(huà)，或做一做機(jī)器人，使學(xué)生初步了解機(jī)器人的簡(jiǎn)單知識(shí)，了解機(jī)器人與人的關(guān)系，啟發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的關(guān)注，激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)的熱情。

教學(xué)內(nèi)容與目標(biāo)： 顯性內(nèi)容與目標(biāo)：

應(yīng)知：了解機(jī)器人的相關(guān)知識(shí)，知道機(jī)器人與人有著密切的關(guān)系。

應(yīng)會(huì)：能用繪畫(huà)的方法畫(huà)一個(gè)機(jī)器人，或者用多種材料制作機(jī)器人。隱性內(nèi)容與目標(biāo)：

啟發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的關(guān)注，激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)的熱情，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。教學(xué)重點(diǎn)：

了解機(jī)器人的種類、特點(diǎn)和功能，利用多種繪畫(huà)用具進(jìn)行繪畫(huà)創(chuàng)作，也可利用廢舊材料設(shè)計(jì)制作。教學(xué)難點(diǎn)：

生動(dòng)的表現(xiàn)機(jī)器人的功能和作用。

教學(xué)過(guò)程：

1、講 授 新 課

組織學(xué)生參觀師生制作的有關(guān)展板： 機(jī)器人文字資料，機(jī)器圖片字資料，表現(xiàn)機(jī)器人的優(yōu)秀作品 參觀展板，了解機(jī)器人的特點(diǎn)和功能。解答問(wèn)題：

（1）為什么叫機(jī)器人？（2）機(jī)器人能做什么？

（3）機(jī)器人必須是人的樣子嗎？

（4）機(jī)器人是使用什么材料制作的？ 引導(dǎo)學(xué)生觀察機(jī)器人的種類和特征。

2、引發(fā)興趣，激發(fā)熱愛(ài)科學(xué)的情感。

教師學(xué)生共同介紹機(jī)器人資料，小組同學(xué)互相介紹課前搜集的有關(guān)機(jī)器人資料，典型發(fā)言，展示資料。培養(yǎng)搜集信息和合作能力，初步了解有關(guān)機(jī)器人的科學(xué)知識(shí)。

利用電子白板觀看機(jī)器人是怎樣幫助人做事的錄像資料。觀看錄像思考： 機(jī)器人是怎樣幫助人類工作的？ 激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)的情感，啟發(fā)創(chuàng)新思路。

3、機(jī)器人設(shè)計(jì)繪畫(huà)的基本方法：

通過(guò)欣賞圖片，及觀看錄像資料，同學(xué)們對(duì)機(jī)器人有了基本的了解，下面我們就來(lái)設(shè)計(jì)出新穎美觀，能為人類造福的機(jī)器人。你們想設(shè)計(jì)有什么功能的機(jī)器人？ 它們都會(huì)干什-

第五篇：《機(jī)器人 》教學(xué)設(shè)計(jì)

三學(xué)年美術(shù)學(xué)科《機(jī)器人》教學(xué)設(shè)計(jì)

教材分析：

《機(jī)器人》一課的主要教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生了解機(jī)器人的種類、功能、造型等相關(guān)知識(shí)，學(xué)習(xí)表現(xiàn)機(jī)器人的多種方法。啟發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的關(guān)注，激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)的熱情，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造精神。通過(guò)本節(jié)課的講授，我覺(jué)得能夠達(dá)到預(yù)想的教學(xué)目的，學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中，能夠通過(guò)多媒體教學(xué)了解機(jī)器人，并且充分的調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生能夠在較短的時(shí)間內(nèi)完成用繪畫(huà)形式表現(xiàn)的機(jī)器人造型與功能。教學(xué)目標(biāo) ：

知識(shí)：

1、了解機(jī)器人的相關(guān)知識(shí)，知道機(jī)器人與人有著密切的關(guān)系。

2、能畫(huà)或做一個(gè)機(jī)器人。

能力： 培養(yǎng)學(xué)生的審美能力，創(chuàng)新能力。

情感： 啟發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)的關(guān)注，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。重點(diǎn)難點(diǎn)：

1、了解機(jī)器人的種類、特點(diǎn)和功能，利用多種繪畫(huà)用具進(jìn)行繪畫(huà)創(chuàng)作或利用廢舊材料設(shè)計(jì)制作。

2、生動(dòng)的表現(xiàn)機(jī)器人的功能和作用。教師準(zhǔn)備：多媒體課件。

學(xué)生準(zhǔn)備：

課前收集有關(guān)機(jī)器人的資料。

教學(xué)過(guò)程：

一、體驗(yàn)與發(fā)現(xiàn)

1、欣賞機(jī)器人動(dòng)畫(huà)和影像片斷。（利用多媒體影像資料，《機(jī)器人跳舞》讓學(xué)生初步了解機(jī)器人，并調(diào)動(dòng)起學(xué)生的積極性）

2、引導(dǎo)提問(wèn)：你了解機(jī)器人嗎?你是從哪里了解到機(jī)器人的有關(guān)信息的?學(xué)生自由交流，談?wù)摍C(jī)器人。（學(xué)生可展示自己收集的音像資料等）

3、認(rèn)識(shí)機(jī)器人：你認(rèn)為機(jī)器人是什么呢?是人嗎?是機(jī)器怎么又叫機(jī)器人呢?我們給它取名機(jī)器人，并不是因?yàn)樗袢说臉幼樱且驗(yàn)樗哂信c人相似的智能水平和一定的思維能力，并且具有在人類不可接觸的環(huán)境中進(jìn)行工作活動(dòng)的特殊功能。正因?yàn)檫@樣，我們才驚訝機(jī)器人的聰明程度。（播放課件認(rèn)識(shí)機(jī)器人的種類與用途）

4、板書(shū)課題：機(jī)器人

二、實(shí)踐與創(chuàng)造

1、出示不同特征的機(jī)器人玩具、圖片讓學(xué)生看看、動(dòng)手玩玩。

2、談?wù)剻C(jī)器人的不同功能特點(diǎn)及造型：民用機(jī)器人 工業(yè)機(jī)器人 探測(cè)機(jī)器人 軍用機(jī)器人

3、討論交流：

如果讓你設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人，你打算設(shè)計(jì)一個(gè)什么樣的機(jī)器人？它會(huì)做什么？你想用什么材料表現(xiàn)它？老師出示范例

欣賞學(xué)生作品（多媒體課件出示其他學(xué)生的作品，拓寬學(xué)生視野。）

三、作業(yè)要求

1、畫(huà)或設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人。

2、給你設(shè)計(jì)的機(jī)器人起一個(gè)名字。

3、設(shè)計(jì)制作時(shí)注意衛(wèi)生及安全。

四、學(xué)生設(shè)計(jì)制作

五、展示講評(píng)

1、學(xué)生自我介紹設(shè)計(jì)思路以及機(jī)器人的不同功能。

2、鼓勵(lì)有個(gè)性，有特色的設(shè)計(jì)方案，不著重于畫(huà)得怎樣而肯定學(xué)生有創(chuàng)新的設(shè)計(jì)思路。