初步認識機器人一、教學目標1、掌握機器人的定義2、了解機器人的發(fā)展歷程3、熟悉機器人的應用。二、教學過程（一）課題導入《機器人總動員》舞蹈引入課題（二）初步認識機器人1、觀看機器人圖片（1）日本的智能機器人“ASIMO”能自主走路、跑步、上下樓梯等，而且還具備較強的“交際”和“接待”能力，并且能登臺指揮交響樂團。（2）法國的“鬧鬧”通曉多國語言，會模仿人類許多動作，還擅長太極拳、爵士樂和踢足球。（3）小米寶寶是仿照西班牙一個真實的嬰兒制作的，他坐高6.5米，不僅能呼吸眨眼，還能做出32種不同的肢體動作。從世博會西班牙館開館開始之后，這個西班牙吉祥物“小米寶寶”在展廳每天微笑著向游客說“再見”。2、小組討論機器人是什么？3、機器人的定義1921年捷克斯洛伐克作家薩佩克在他的一部科幻小說中，創(chuàng)造出“機器人”這個詞robot。中國機器人協(xié)會認為機器人是一種自動化的機器，所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機器。4、“機器人三原則”（1）機器人不應傷害人類（2）機器人應遵守人類的命令，與第一條違背的命令除外。（3）機器人應能保護自己，與第一條相抵觸者除外。（三）機器人發(fā)展階段1、第一代機器人科技界把早期的機器人稱為第一代機器人，它們按人們編寫的程序工作，這些機器人從嚴格意義上說不屬于機器人，它們只能重復一種動作，以一種固定的模式工作。（1）東漢張衡發(fā)明的地動儀（2）端茶玩偶2、第二代機器人（工業(yè)機器人）第二代機器人由電腦控制，可根據(jù)不同的程序完成不同的工作，這就使得機器人在很多人類所不能完成的工作上大展拳腳，解決了很多工業(yè)生產和日常生活中的難題。（1）點焊機器人（2）搬運機器人3、第三代機器人第三代機器人也稱智能機器人，隨著科學技術的不斷進步，機器人逐漸向智能化發(fā)展，智能機器人也應運而生，智能機器人具有人的智慧，可以認識周圍的環(huán)境和自身的狀態(tài)，并能進行分析和判斷，然后采取相應的策略完成任務。仿人機器人（四）機器人的組成1、機器人人工系統(tǒng)示意圖2、機械手或移動車這是機器人的主體部分，由連桿或活動關節(jié)以及其他結構部件構成。如果沒有其他部件，僅機械手本身并不是機器人。3、末端執(zhí)行器末端執(zhí)行器是指連接在機械手最后一個關節(jié)上的部件，一般用來抓取物體，與其機構連接并執(zhí)行需要的任務。通常，末端執(zhí)行器的工作由機器人控制器直接控制，或將機器人控制器的控制信號傳至末端執(zhí)行器本身的控制裝置。4、驅動器驅動器是機械手的“肌肉”。常見的驅動器有伺服電機、步進電機、氣缸及液壓缸等，也有一些用于某些特殊場合的新型驅動器。驅動器受控制器的控制。5、傳感器傳感器用來收集機器人內部狀態(tài)的信息或用來與外部環(huán)境進行通信。像人一樣，機器人控制器也需要知道每個桿位的位置才能知道機器人的總體構型。機器人常配有許多外部傳感器，例如視覺系統(tǒng)、觸覺傳感器、語言合成器等，以使機器人能與外界進行通信。6、處理器處理器是每個機器人的大腦，用來計算機器關節(jié)的運動，確定每個關節(jié)應移動多少和多遠才能道道預定的速度和位置，并且監(jiān)督控制器與傳感器協(xié)調動作。7、軟件第一塊是操作系統(tǒng)，用來操作計算機；第二塊是機器人軟件，根據(jù)機器人的運動方程計算每一個關節(jié)的必要動作，然后將這些信息傳遞到控制器；第三塊是應用程序，是為了使用機器人外部設備而開發(fā)的（例如視覺通用程序）或者是為了執(zhí)行特地任務而開發(fā)。（五）機器人的應用1、工業(yè)機器人在工業(yè)生產中能代替人做某些單調、頻繁和重復的長時間作業(yè)，或是危險、惡劣環(huán)境下的作業(yè)。2、農業(yè)機器人農業(yè)機器人可以采摘農林產品，比如松籽。3、智能機器人在服務業(yè)中可應用于醫(yī)學、旅店、餐館、家庭助理等。4、高中生機器人的應用全國機器人大賽（六）主動探究機器人能否會取代人類呢？1、機器人不具備思維和判斷能力，機器人的動作行為不過是預先設定好的幾個程序。2、機器人需要能量。這個攝取能量的過程必須要有人類的幫助。（七）欣賞經(jīng)典機器人電影1、《變形金剛》2、《機器人總動員》3、《我，機器人》（八）小結（九）作業(yè)人機大戰(zhàn)的思考隨著智能化的不斷提高,如果機器人有了感知和情緒……學情分析本節(jié)課通過學習“認識機器人”讓學生初步了解機器人。由于這是學生學習機器人的第一課，學生對此的學習熱情非常高漲。考慮這是學生第一次機器人課，所以教學內容選擇了最簡單的機器人概念，分離和發(fā)展歷史，旨在激發(fā)學生們的學習興趣。效果分析本節(jié)課采用圖片展示、自主討論等教學方法，整合教師的啟發(fā)式教學和學生自學討論法的優(yōu)勢，并輔之以多媒體教學，教授學生機器人方面的有關知識，課堂教學過程中充分發(fā)揮了學生的主觀能動性。簡約、實用的多媒體教學手段，既讓課堂形象生動，又增加了學生的知識積累，活化了教學內容情境，激活了學生的思維，促進了學生的深層次思考。良好的開端，是成功的一半。上課伊始，即播放視頻《機器人總動員》舞蹈，通過形象、直觀的感官刺激帶領學生進入“機器人世界”，提高了學生的興趣。接著，展示的機器人圖片部分，有意設置的經(jīng)典機器人立即喚起了學生的有意注意，有效增加了學生的知識積累，為下面的學習作了很好的鋪墊。講授機器人發(fā)展階段、機器人的應用時，分別列舉一兩個機器人的例子，讓學生有一個直觀的認識，便于理解。本節(jié)課專門設置了經(jīng)典機器人電影欣賞環(huán)節(jié)，再次強烈的激發(fā)學生學習機器人的興趣，強化學生的記憶，從而將有關知識牢固地保持在學生頭腦中，達到積累、內化的目的。本節(jié)課，既有直觀生動的視頻資料，也不缺乏學生真實的交流和溝通，更有多媒體的烘托。教與學方法的適宜選擇，多媒體技術的恰當運用，有利于教學相長，真正促進了有效教學的開展。教材分析《認識機器人》是機器人相關課程的引入課，也是學生的學習機器人的第一課。本課主要安排了機器人的概念，分類，及發(fā)展歷史。通過“認識機器人”讓學生初步了解機器人，并激發(fā)學習興趣，為今后的課程打下基礎。評測練習機器人課的作品搭建學生小組合作，進行改進創(chuàng)作。課后反思一、精選教學素材素材的好壞會直接影響學生的學習興趣及教學效果，記得在第一次試教中，為了介紹形態(tài)各異，功能不同的機器人，我用靜態(tài)的圖片素材，然后口頭加以介紹說明。通過教學，這種介紹方法學生不僅參與的積極性不高，而且很難不能體會機器人的主要特征。發(fā)現(xiàn)問題后，我將大部分的圖片素材，換成了視頻素材。實踐證明動態(tài)素材不僅可以大大提高課堂效率，而且激發(fā)了學生主動參與學習的興趣。將無趣的知識教學融入到趣味的素材展示中，學生的心情會變得輕松、愉快，學習由被動變?yōu)橹鲃樱蓮娖葘W變?yōu)樽杂X學，進而使注意力變得集中和持久，觀察力變得敏銳，想象力變得豐富，創(chuàng)造思維更加活躍。二、理論聯(lián)系實際在本課的教學中，我十分重視理論聯(lián)系實際。如：為了引出機器人能按照人們事先編制的程序工作，我特意安排了“按軌跡搬運機器人”的視頻，學生通過自己的觀察，發(fā)現(xiàn)了機器人會按照我們事先為它畫好的黑線行走、搬物。有了這個視覺上的感知，學生就可以輕松的理解機器人的這個特征。又如：在得出機器人的三個特征后，為了加深學生的理解，我特意帶了一個機器人，讓學生觀察，實踐。通過觀察，學生體會到機器人有一定的機械結構和外形，并能完成一定的動作。通過讓機器人一下子變兇猛，一下子變溫柔的實踐，體會了它有自己的大腦，會按照人們事先編好的程序工作。三、注重學生的創(chuàng)造能力的培養(yǎng)未來是屬于學生的，未來的機器人也需要學生去發(fā)明創(chuàng)造。因此學生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)顯得尤為重要。在最后一個環(huán)節(jié)中，我安排了前后桌的同學一起設計未來的機器人。在討論交流中，不僅培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力，還培養(yǎng)了學生的語言表達能力。四、注重知識的擴展一節(jié)課的時間是有限的，而機器人的相關知識有很多，（如：機器人的由來，除了我介紹的機器人以外還有哪些機器人等等）教師不可能在40分鐘能內滿足所有學生對知識的需求。因此課外的擴展顯得尤為重要，而在信息技術高速發(fā)展的今天，學生的學習活動可以不受時間和空間的限制，只要有計算機，能在任何時間任何地點根據(jù)需要進行學習。在這種環(huán)境下，傳統(tǒng)的課堂教學模式所限定的作息時間得到了妥當?shù)难由旌蛢?yōu)化，豐富的教育資源足以滿足不同層次的學生的學習需求，給予學生充分的選擇學習的