智能机器人信息技术教案

一、认识机器人

[ 教学目标] 知识目标：了解机器人的概念、特征、分类与用途，简单了解机器人的发展历程。技能目标：熟练利用网络查找信息和处理信息。情感目标：培养学生对机器人的兴趣，培养学生关心科技、热爱科学、勇于探索的精神。

[ 教学重点与难点] 教学重点：机器人的概念、特征；学生的自学能力和探索精神的培养。难点分析：机器人的概念及其特征；学生自我评价。

[ 案例描述]

片断1 观看视频引入教学内容

师：21 世纪被信息技术专家誉为智能机器人的时代，机器人在各行各业将得到更加广泛的应用，机器人技术综合机械工程、电子工程、传感器应用、信息技术、数学、物理等多种学科，它代表着一个国家的高科技发展水平。同学们在生活中有没有接触过机器人？在影视作品中的机器人是什么样的？请同学给大家描述一下。

学生积极举手描述自己生活中、电影中见过的机器人，课堂气氛活跃，教师适时导入新课：

师：下面请同学们看一段关于智能机器人的视频。（教师播放关于机器人比赛的视频）观看过后：同学们举了这么多机器人的例子，我们从刚才的视频上也看到机器人具有类似人类的形体和较高的智能。那么，到底什么是机器人呢？是不是只有在高科技实验室、科幻电影里面具有与人类相似的形体的才叫机器人呢？学生开始讨论，问题初步涉及到机器人的特征方面。

师：现实生活中，机器人无处不在，并在我们的生活中起着重要的作用。你是否注意过商场的自动门、街头的取款机？这就是机器人！机器人就在我们身边！那么人们是怎么定义机器人的呢？

片断2 以任务为驱动开展教学师：请同学们自学课本内容回答以下问题1、什么是机器人？

2、机器人有什么特征？结合机器人的特征回答为什么商场的自动门、街头的取款机也称

为机器人？学生阅读课本内容，总结归纳知识点。几分钟后，大部分学生总结出自己的答案，开始踊跃举手。

学生1：机器人是一种具有类似某些生物器官功能、用以完成特定操作和移动任务的、可通过编程来控制的机械电子装置。

学生2：机器人应该是由计算机控制的通过编排程序具有某些功能的机械。

师：从同学们的回答中可以看出机器人的外表不必像人，只要在功能上能模拟生物的动作和行为，都可以称作机器人。下面请同学们总结机器人的基本特征。

学生回答自己归纳、总结的机器人特征：

1 .大脑

2.动作

3?身体

师：回过头

来，我们看看刚才谈到的商场自动门是不是机器人（与以

上特征一一比对，得出它是机器人的结论）

师：下面请同学们思考，你们面前的电脑是不是机器人？为什么？ 教师扩展知识引出机器

与机器人的区别：

（机器人拥有传感器，运用了感测技术，对人类有回馈的作用，而机 器则只能完全由人

或程序来控制，不会因外在情况的改变而影响自己

的动作。）

片断3 了解机器人的发展史，增加学生对机器人的兴趣

学生学习到这里，已经对机器人产生了兴趣，迫切想了解更多的关于 机器人的知识，有些

学生幵始在下面低声讨论自己对机器人认识。教 师在学生学习兴趣高涨时介绍机器人的历

史，可增加学生对机器人、 对信息技术的学习兴趣。

师：机器人的出现，使人类摆脱了繁重危险的体力劳动，标志着人类 社会的进步。从

1961年生产出第一台工业机器人到机器人研制幵发蓬 勃发展的今天，机器人主要经历了

三个发展阶段……

（教师详细介绍机器人发展的三个阶段及各阶段机器人的特征，着重 介绍第三代机器人-

--智能机器人的知识，激发学生的兴趣，为下面的 学习内容打下基础。）

片断4分组活动扩展知识

师：现在，智能机器人已广泛应用在社会的各个领域。下面请大家以 小组合作的形式通过

互联网查找、学习在生产、生活中应用了哪些机 器人？它们的用途是什么？并填写机器人

应用情况调查表

（2）评价要求

通过自评和互评的方式进行评价，标准如下:

控制机器人的程序。 任何机器人都有一定的动作表现。 是一种物理状态，具有一定的形态

1:全部学生都能够按要求分组学习，合理分配各自的任务。

2:大部分学生能够通过网络完成学习任务，填写完学习表格。有 三分之一的学生完

成的较出色。

3:少部分学生在自我评价环节没有按教师提供的评价标准进行。 熟练利用网络查找信息和处理信息。

、机器人走直线

一、教学目标

知识目标：了解机器人的编程环境，理解机器人走直线的几个命令

技能目标：会操作图形化编程的有关模块。能初步对简单的任务进行 数学建模和画

流程图。

情感目标：培养学生对程序编写的兴趣。

二、重点难点:

重点：机器人编程环境的操作，理解机器人走直线的方法。

难点：如何把具体任务通过抽象思维进行数学建模。

三、教学过程:

1 .新课引入:

通过第一节的学习，我们对机器人有一个基本的认识，从这一节幵始 我们学习机器

人的具体控制和操作，今天我们来教机器人走直线。

2 .新课讲授 机器人使用操作规则说明

机器人这种教具价格比较贵，有些电子器件比较容易损坏和丢失，所 以每次上课之

前由每组组长负责领取机器人和有关器件，课后由负责人把机器 人及有关器件设施及时归还，如有故障、损坏和丢失的情况及时向老师汇报。 大家在使用的过程中严格按操作规范的要求进行，否则负责赔偿。

信息 反思 表2:评价表

学生在听完老师的任务和要求后分组进行学习，教师巡视学生操 作，收

集掌握学生学习过程的信息： 信息 信息

任务分析，数学建模

某港口从远洋货轮上卸下一批集装箱，码头到货仓的路径是一条直线, 需要机器人把

货物从码头运到货仓，你能设计一个程序对机器人进行控制吗？

我们首先学习如何把这样一个具体任务的完成过程用简单图示和语句 表示出来，然

后画出流程图。

请大家观察

编程环境的使用介绍

(1)［幵始卜＞［程序卜＞［纳英特积木式机器人幵发环境］d ［纳英特机器 人积

木式编程］

(2)双击桌面上［纳英特机器人 积木式编程］图标

积木式编程的界面。

2积木式编程平台界面 菜单栏 菜单栏中包含了各类功能项。

文件：新建、打幵、保存等文档的基本的操作;

视图：隐藏/显示工具栏、状态栏、C 语言代码;

计算功能：编程过程中使用到的各种逻辑运算； 子程序：创建子程序、调用子程

序、使用子程序； 下载：打开 RobotOS Board 软件； 帮助：帮助主题和关于本软

件的信息； 工具栏

①机器人从货仓出发

②前进一段距离

③停F 来装货

④&退返回?仓

⑤停F 卸货

⑨壬务结朿 ?机器人是用 什么来走路的？ _______ ?机器人的轮子有几 个？ 结合教师的任

务分析请大家自己画一 画

流程图 2启动“积木式编程” 软件:

圏 2-

Z2

工具栏上分别是新建文件、打开文件、保存文件、关于、退出按钮。

模块库区四类模块库可以通过鼠标的点击把它们分别展开。

积木式编程平台的各功能区如下：

2 机器人走直线举例让机器人以70%的功率前进2 秒钟。可以按下面的方法编写程

序。

（1）单击“输出模块”中的“直行”模块，弹出“设置机器人移动” 对话框，如图，进行机器人的移动功率及移动时间的设置。在机器人移动部分，向右拖动蓝色滑块设置机器人两个马达的功率为（+）70%,也可以功率显示框中直接输入数值设计功率。在移动时间的输入框中输入2。设置完后单击“确定”。

（2）击“程序模块”中的“结束”模块,完成程序的编写。在流程图区生成如下程序。

完成程序编写后，保存程序（保存在全英文目录，使用英文文件名），

单击下载菜单的“打幵RobotOS Board软件”以打幵“ RobotOS Board”软件, 然后下载程序。

程序下载方法介绍

第一步：启动机器人操作平台（RobotOS Board）点击幵始—程序菜单, 找到“纳英特积木式机器人幵发环境”选项中的单击鼠标左键打幵。

如图图3-1 :启动机器人操作平台第二步单击（Cancel取消）进入操作平台。

如图:

第三步：启动向导单击RobotOS Board界面的Tools菜单，将鼠标移到Download firmware 命令上单击，启动下载操作系统向导。如图：

第四步选择通讯端口（通讯线与计算机连接的串口号），选择好后单击。

第五步：正确连接各联接线，并点击。

如图:

第六步：如下图所示，选择，它正在闪烁”。注意：纳英特积木式智

能机器人是非常智能的，如果此时串口选择正确通讯灯会不停闪烁。如图：

第七步：把机器人打在关闭状态（关闭电源）后，选择。

第八步：把机器人幵关打在下载后点击；即可。

注：纳英特积木式智能机器人幵关为三态幵关，左边“下载”状态为机器人下载操作系统，中间“关闭”状态为关闭机器人，右边“正常”状态为机器人下载程序和执行程序。

_第九步：观察“电源”与“欠压”状态指示灯。如果均在熄灭状态点击“肌th off》|”（“电源”指示灯为绿色指示灯，亮为正常，如果熄

灭表示机器人没有接通电源，纳英特积木式智能机器人提供的电池盒为二个3节5号电池盒，均带有幵关，检查幵关是否打幵；“欠压”指示灯为红色指示

灯，呈熄灭状态为正确状态，如果该灯亮表示机器人电池电量不足请取出充电， 或使用外接电源）如图：

第十步：机器人开始正确下载操作系统。如图：

先下载操作系统，然后下载程序。

注：当上图状态条走到 100%后表示机器人操作系统下载完成。如何检

察这是正确的下载呢？一是将机器人开关打在“正常”状态过 1-2 秒后有 “嘀”的一声；二是在纳英特积木式智能机器人的液晶右下角有一颗跳动的 “?”，这都是正确的状态表示。

下载程序文件。注：此时应将开关拨在正常状态。

如图：

注：当上图状态条走到 100%后自动关闭表示程序已经下载完成。将机 器人开关拨到

“关闭”状态，此时将机器人开关拨到正常即可执行你的命令了。

模块的基本操作 添加模块 在模块区中选择相应模块，用鼠标左键点击，遇有对话框

的将调出相

应对话框，通过选择或直接输入给定其参数，完成后确定。

如：添加“转向”模块，您只需点击输出模块区中的“转向”即可， 弹出对话框，

可在界面上方左边的文本框中直接输入数值，也可以通过拖动滑 条选择转动功率，再在下方的文本框中输入转向时间并确定，可看到流程变化 为：

删除模块

在需删除的模块上点击鼠标右键，即弹出删除对话框，单击确定删除

其后面所有模块。模块一旦确定删除后将不能恢复。

修改参数 在需修改的模块上单击鼠标左键，即弹出参数对话框，修改其中参数

修改后的程序需重新保 下载

连接好纳英特机器人，在机器人操作平台（ 式文件，按照软件提示即可下载到机器人，下载完成后可脱机运

行。

和选择项，单击确定完成修改。按取消放弃此次修改。

存和下载到机器人才能生效。

OS 中打幵已保存的积木