第一课：教学机器人概述
教学目标：
1.了解机器人的概念。
2.了解机器人的分类和用途。
3.培养对机器人的浓厚兴趣。
教学重点：
培养对机器人的浓厚兴趣。
教学难点：
了解机器人的概念。
教学准备：
机器人仿真环境软件。
教学过程：
一、问题导入
同学们，你们队机器人感兴趣吗？你们队机器人了解多少？
二、了解机器人
1.讲授机器人概念
机器人是一种可编程的多功能智能操作机，或是为了执行不同的任务而具有电脑控制功能、可编程实现动作的专门系统。它是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。一般由执行机构、驱
动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。
2.通过图片让同学们了解各种机器人
民用机器人
娱乐用机器人
军事用机器人
科研机器人
三、练习巩固
和同学们一块通过网络了解更多的关于机器人比赛的信息
四、布置作业
设计一个自己想象中的机器人，画图并用文字说明自己的机器人有什么功能和特点。
第二课：教学机器人和仿真机器人教学
教学目标：
了解教学机器人的概况。
了解能力风暴教学机器人的身体结构。
了解和应用能力风暴教学机器人的仿真教学环境。
教学重点：
了解和应用能力风暴教学机器人的仿真教学环境。
教学难点：
了解能力风暴教学机器人的身体结构。
教学准备：
机器人仿真环境软件。
教学过程：
一、问题导入
我们没有购买到机器人怎么办？我们怎么才能够通过其他渠道学习和了解机器人。
二、通过网络展示教学机器人概况
随着人工智能技术、计算机技术等相关技术的发展，对智能机器人的研究越来越多。在教育领域，许多学校已在学生中开设了机器人学方面的有关课程或开设了兴趣实践小组。为了满足这些需要，人们专门研制出来了各种适合于教学用的机器人。
三、介绍能力风暴教学机器人情况
在VJC1.5中，有五种型号的机器人：AS-M、AS-MII、AS-UII、AS-InfoX 和AS-InfoM。虚拟机器人的身体结构跟真实的能力风暴智能机器人是相似的。感觉器官能力风暴智能机器人的感觉功能，是由机器人的传感器实现的。能力风暴机器人身上安装的传感器有以下几种：红外传感器
红外传感器由红外发射器和红外接收器两部分组成。一旦程序中
发出“红外测障”的指令，红外发射器就开始发射红外线。红外线遇到障碍物会反射回来，被红外接收器接收，从而机器人就能判断出障碍物所在的方位。
碰撞传感器
虚拟机器人的碰撞传感器能够检测左、右、前、后四个方向的碰撞，型号为AS-InfoX的机器人只能检测前、左、右三个方向的碰撞。
光敏传感器
光敏传感器能够检测光线的强度，检测到的值为0～255之间的整数。光线越亮，检测到的数值越小；光线越暗，检测到的数值越大。
地面灰度传感器
地面灰度传感器能够检测地面的灰度，检测到的值为0～255之间的整数。地面颜色越深，灰度值越大；地面颜色越浅，灰度值越小。此项功能跟真实的能力风暴智能机器人基本相同。
声音传感器
声音传感器能够检测声强大小，检测到的值为0～255之间的整数。数值越小，声音越低；数值越大，声音越响。此项功能跟真实的能力风暴智能机器人是一样的。
四、给学生演示，并让学生了解仿真运行环境
前面我们已经详细地介绍了教学机器人，但是由于教学用机器人比较昂贵，一般的农村学校由于经费短缺，尚且不能配备实物机器人。为了教学的需要，人们又开发了模拟仿真的环境，也就是用计算机软件来模拟实物机器人的运行情况。这种形式的教学就是本书所要提的仿真机器人教学。
五、布置作业
通过网络查找关于机器人和机器人教学的更多信息和知识。
第三课：Vjc1.5仿真机器人教学编程环境教学目标：
了解Vjc1.5仿真机器人教学编程环境。
观察Vjc1.5软件，看看界面有哪些部分组成。
了解Vjc1.5仿真机器人教学编程环境，从中发现什么信息呢？教学重、难点：
了解Vjc1.5仿真机器人教学编程环境。
教学准备：
Vjc1.5仿真机器人教学编程环境
教学过程：
一、问题导入
在我们以前学习过的word、excel等软件中界面包括哪些部分？
二、展示Vjc1.5仿真机器人教学编程环境界面
1.流程图编辑界面介绍
“VJC1.5仿真版”流程图编辑界面如下图所示，由以下几个部分组成：菜单栏、工具栏、模块库（包括执行器、传感器、控制、程序模块库、AS多功能扩展卡（适用型号AS_M\AS_MII\AS_UII）、通讯模块库(适用型号AS_UII)、垃圾箱、流程图生成区、JC代码显示区。下面将作具体介绍。
菜单栏
菜单栏中包含了各种菜单，如下图所示：
将鼠标放在各个菜单上，就会出现一个下拉框，可以看到其中的子菜单。分别介绍如下：
文件：“新建”、“打开”、“保存”、“关闭”这些都是对文档最基本的操作；“输出JC程序”可根据流程图生成JC代码。
编辑：在编写复杂程序的过程中，经常会用多个子程序服务于一个主程序，而“编辑”菜单中的“主程序”、“删除子程序”就为编程带来了便利。
视图：可以隐藏/显示工具条、JC代码显示区；“连接指示”则可以显示/隐藏模块的指示红点，帮助初学者掌握模块连接的技巧；可以用“流程图背景”为流程图生成区更换背景；通过“放大”、“缩小流程图”、“自动缩放”来调整流程图大小。
工具：分为“仿真当前程序”、“仿真流程图文件”、“设置选项”三个功能项。“仿真当前程序”对用户正在编写的流程图进行仿真，“仿真流程图文件”对用户选择的流程图文件进行仿真。“设置选项”可以设置机器人型号和流程图文件保存路径。
工具栏
工具栏图标依次对应如下功能：新建\打开\保存\仿真\主程序\JC 代码显示\缩小\放大\自动缩放\帮助。
三、模块库区介绍
模块库可以通过鼠标的点击把它们分别打开。下图是AS-InfoM 机器人可以使用的全部图形模块。如果机器人型号不同，会与下图略有不同。
四、流程图生成区
“VJC1.5仿真版”中间最大一个窗口就是流程图生成区(如下图所示)，左侧的模块库区的模块可以移入到这个区域,连接生成流程图程序。在编辑流程图的过程中，还可以进行模块的插入、移动、删除等操作。
JC代码显示区
“VJC1.5仿真版”可以根据流程图程序自动生成JC语言的源程序，显示在“JC代码显示区”中(点击工具栏中的“JC代码”快捷按钮即可显示)。
垃圾箱
在编程的过程中，如果要删除某个模块，可以将模块移到“垃圾箱”处，在“垃圾箱”上点击一下，即可删除此模块。
五、编程特点介绍
本软件可采用两种形式进行编程，即代码编程和图形化编程。对于代码编程需要Ｃ语言基础，对于一般的小学生不做要求，只要求掌握图形化编程。
我们可以从模块库中点击选中一个模块将其添加到编程区域，并将模块拖放到上一个模块附近时就会产生一条连接线，这样就够成了一个流程图，在流程图的结束位置放一个结束模块，就完成了一个简单的程序，其实本软件的编程实质是在画流程图，并对每个流程图的模块进行简单的参数设置，就完成了编程，这样就是图形化编程。
六、布置作业
1.认真打开和关闭机器人编程软件，观察其组成部分和特点。
2.简单地将图形模块拖放到编程区进行连接，并练习文件的保存、打开、关闭等操作。
第四课：运行和欣赏例程
教学目标：
1.运行和欣赏例程。
2.了解vjc1.5仿真版各个工具栏的使用和作用。
教学重、难点：
了解vjc1.5仿真版各个工具栏的使用和作用。
教学准备：
机器人仿真环境软件
教学过程：
一、问题导入
VJC机器人编程精彩吗？你想看一看别人的编程结果吗？
二、VJC机器人仿真环境介绍
“VJC1.5仿真版”仿真工具能模拟机器人运行程序，同时提供了运行环境的创建、修改、删除、参数设置等功能。在这里可以对我们编写的机器人程序进行调试或模拟实践。对于模拟环境的进入可以在编程界面下点击“工具——仿真当前程序”或点击下列工具栏中的第四个仿真命令来实现进入仿真环境。
关于仿真环境的退出，必须点击退出按钮，这样才能正真地退出，否则下次运行仿真环境时就会出错啦！
进入仿真界面后，点击先设置仿真环境，再点击运行机器人，将机器人放到运动区域的适当位置就可以模拟运行了。对于模拟环境的设置同学们去探索，这里就不一一叙述了。
三、一个例程的运行
对于例程的运行我们得分三步走，首先在打开原程序，然后进入仿真环境，最后，调入仿真环境，再执行机器人即可。
如上图所示，从文件的打开命令中进入对话框选择本程序自带的例程，然后就可以打开并已经编好的图形程序。
点击仿真命令进入仿真环境。
最后一步，就要点击加载，选择沿线走场地，再点击进入环境。之后点击“运行”将机器人放到线的一段，这样就可以让机器人沿线走了。
如果我们将运行环境中选择为现实轨迹那么我们就可以实现将机器人行走的轨迹留在了屏幕上。
四、作业布置
运行和欣赏本程序所带的例程。
第五课：利用流程图解决问题
教学目标：
了解流程图解决问题的办法。
了解生活中的问题解决办法有哪些。
教学重、难点：
了解流程图解决问题的方法
教学准备：教学幻灯片
教学过程：
一、了解解决问题的过程
生活中的解决问题的三种方式：
１．按照某种顺序去做完某些过程；２．将某些过程循环做若干次；３．有时候就是按照某些条件的具体情况有选择的执行过程我们的计算机和机器人也遵循了这三种解决问题的方式，我们对其对应的程序结构分别叫做顺序结构、循环结构和判断结构。
二、各种图形所表示的思维方式
以下是我们经常用来表示某些事件的操作过程，叫流程图，其实就是表示我们的思维方式的图形，你们认识吗？
表示终止表示过程表示决策判断表示获取数据信息
我们就用上述流程图来表示一下路灯的控制思维吧。同学们注意体会一下用流程图表示思维的方法。
同学们，你能把你平时想解决的问题用图形表示吗？
四、作业布置
用流程图表示一下选班长的过程。
第六课：图形化模块操作的方法
教学目标：
1.介绍流程图来编写各种机器人程序的图形化编程方式。
2.介绍连接模式的操作方法。
教学重、难点：
流程图来编写各种机器人程序的图形化编程方式
教学过程：
一、问题导入
你知道利用流程图来编写各种机器人程序的图形化编程方式吗？你认识下面的各种模块属于流程图的那个类型，并能猜出下面各种程序控制图形的含义？本节课带着这个问题来学习图形化模块操作的
方法。
二、新课学习
我们可以通过可以将模块添加到程序编辑区中，就可以看出来。
利用图形化编程就是对上述各种图形模块进行的操作，如何操作这些模块将是本节课要解决的问题。
首先来看模块的新增、连接和插入
从模块库选择一个模块，单击模块的图标，把它移入流程图生成区，再单击一下将其放下，你的程序就新增了一个模块。要使这个模块在程序中变为有效，需要将模块连接到流程图中。新增一个模块的过程中经常会用到“连接”这个概念。用VJC编写程序时，首先要在模块库中选择所需要的模块，将它拖入到流程图生成区，并且将此模块与程序主体连接上。模块一旦连接上，在JC代码显示区。就会自动生成与之相对应的JC代码，说明新增模块已成为程序的一部分。如果没有连接上，JC代码显示区就不会出现相应的代码，这时模块对程序不起作用。
连接模块如何操作？先在模块库中点击需要增加的模块，模块就跟随光标移动了。这时将模块拖到需要连接的位置，光标的顶点放在
教案：认识机器人（第一课时） 一、教学目标 知识目标：了解机器人的概念、产生、发展、种类与应用。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。 二、重点难点 教学重点：机器人的概念及应用 难点分析：机器人的概念 三、教学过程： 1、新课导入 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，例如我国首例远程遥控机器人手术就是由北京的医生通过电脑遥控着沈阳机器人“黎元”进行脑外科手术。 那究竟什么是机器人？我们要学习使用的机器人是什么样子？机器人能够做些什么？我们如何控制机器人？今天开始我一起走进机器人世界去寻找上述问题答案。 观看有关机器人的视频片段 2、教学内容 机器人的概念 各国科学家对机器人的定义有所不同，而且随着时代的变化，机器人的定义也在不断发生变化。 中国的科学家们把机器人定义为一种自动化的机器，具备一些与人或生物相似的能力，如感知能力、规划能力、动作能力、协同能力等，是一种具有高度灵活性的自动化机器，它的外形不一定象人。 判断一个机器人是否是智能机器人我们可以根据下面三个基本特点： （1）具有感知功能，即获取信息的功能。机器人通过“感知”系统可以获取外界环境信息，如声音、光线、物体温度等。 （2）具有思考功能，即加工处理信息的功能。机器人通过“大脑”系统进行思考，它的思考过程就是对各种信息进行加工、处理、决策的过程。 （3）具有行动功能，即输出信息的功能。机器人通过“执行”系统（执行器）来完成工作，如行走、发声等。 机器人的产生、发展、种类与应用 对这些内容请大家以小组合作的形式通过互联网、光盘等媒体检索信息，并设计一个关于机器人的有关知识的演示文稿。 1）成立小组，分工合作，制定活动计划。 小组成员 （2）确定“机器人世界探索”活动的探索主题，构建问题框架。 （3）评价要求 （1）展示 在小组内展示“机器人世界探秘”项目。 各小组推出代表参加班级交流。评选最佳主题奖、最佳演示奖、最佳合作奖。 （2）通过自评和互评的方式进行评价，标准如下： 3、作业布置 （1）说说机器人与一些电动玩具的区别？ （2）完成一个关于机器人演示文稿的制作，包括机器人的发展、机器人的分类、机器人的特点等内容。 三、课堂小结：这节课我们了解了机器人的概念和机器人的产生、发展、种类及应用等知识。并对学生的演示文稿的任务完成情况进行小结和评价。 第12课机器人学走路 教学分析： 本课教学内容为《小学信息技术》教材（浙江教育出版社）第四册第12课，属机器人模块。本课教学是在学生学习了《第10课我们身边的机器人》、《第11课机器人仿真软件》掌握了机器人的简单工作原理，初步掌握机器人仿真软件的使用，并会控制机器人走直线的基础上学习本课，为以后学习《机器人画正多边形》、《机器人分辨颜色》打下基础。 学情分析： 本次市研训活动，是临时选取了机器人模块的第3课作为教学内容，由于学生第一次接触机器人教学内容，且没有了第10课、第11课两课的铺垫，尽管学生对此教学内容充分好奇，但教学过程中教师处理不好，学生会觉得无从下手。因此，本课的教学对教师绝对是一次挑战。 教学目的： 1．知识与技能：学会使用“转向”模块编写程序，控制机器人转向；学会使用“启动电机”“延时”“停止电机”模块编程，控制机器人走弧线。 2．过程方法：通过任务驱动与学生的操作实践，使用学会简单的机器人编程控制思想。 3．情感态度与价值观：让学生在编程控制中体验成功的快乐，充分激发孩子学习信息技术的兴趣。 教学过程： 一、铺垫导入 1．出示机器人，简单师生交流，拓展学生对机器人的了解。讨论：机器人由程序来控制。我们用程序语言把机器人完成任务的步骤与方法表达出来，这个过程叫编程。 2．教师演示机器人控制程序在仿真软件中的仿真。 介绍：这种机器人的编程软件的启动与仿真。 3．学生打开范例尝试仿真。 讨论1：机器人的动作，如直行、拐弯等。 二、小组合作自主探究 1．任务一：让机器人动起来。 教师讲解与学生操作：介绍编程环境（菜单、快捷工具、模块库、编程区）----模块的拖放、移动、删除----直行模块与转向模块的设置---文件的保存 子任务1：机器人直行（教师示范，并讲解仿真环境的“运行、有轨迹、退出”几个按钮的使用。 子任务2：机器人原地转向（学生独立完成） 子任务3：机器人走折线（最好走出一个90度的角出来）
《工业机器人工程应用虚拟仿真》课程标准 制定人：高亮制定时间：2016年10月 批准人：批准时间： 适用专业：工业机器人技术专业课程类型： 建议学时：102 学分：8 本课程旨在提高学生在机器人方面的综合素质，着重使学生掌握从事机器人加工类企业中机器人工作所必备的知识和基本技能，初步形成处理实际问题的能力。培养其分析问题和解决问题的学习能力，具备继续学习专业技术的能力；在本课程的学习中渗透思想道德和职业素养等方面的教育，使学生形成认真负责的工作态度和严谨的工作作风，为后续课程学习和职业生涯的发展奠定基础。一、课程分析 （一）教学计划的制定和教学内容的选取 根据培养应用技能型人才总目标，制订本专业教学计划，课程的教材配套，教学、实验、实训、课程设计大纲和指导书等教学文件齐全，近几年来引入了现代教学技术手段，已初步建设、形成了具有特色的全套课堂教学和实验教学课件。 根据该课程的基本教学要求和特点，结合学时的安排，从教材的整体内容出发，有侧重地进行取舍，筛选出学生必须掌握的基本教学内容，较好地解决了教学中质量与数量的矛盾。 通过本课程的学习，使学生了解工业机器人工程应用虚拟仿真的基础知识、机器人虚拟仿真的基本工作原理；掌握机器人工作站构建、RobotStudio中的建模功能、机器人离线轨迹编程、Smart组件的应用、带轨道或变位机的机器人系统创建于应用，以及RobotStudio的在线功能，具备使用RobotStudio仿真软件的能力和针对不同的机器人应用设计机器人方案的能力，为进一步学习其它机器人课程打下良好基础。 （二）教学方法分析 1、本课程适宜采用理论、实践一体化的教学方法。坚持理论联系实际，突出实际上机训练，切实保证技能训练教学的时间和质量。
中学信息技术《机器人仿真系统》教案第16课机器人仿真系统 【教学目标】 .知识目标 ◆认识仿真下的虚拟机器人； ◆能用NSTRSS设计场地、构建机器人并利用仿真环境进行组队测试。 2．过程与方法 ◆通过教师演示在虚拟仿真环境下的机器人运行，激发学生兴趣； ◆通过教师讲解虚拟仿真软件，培养学生对新软件的兴趣； ◆通过让学生自己动手调试，体会学习新事物的乐趣。 3．情感态度与价值观 ◆使学生领悟“自由无限，创意无限，只有想不到，没有做不到”的道理； ◆培养学生积极探索、敢于实践、大胆创新的精神和意识。 【教法选择】 示例讲解、任务驱动、辅导答疑。 【教学重点】 ．用NSTRSS仿真系统设计仿真场地；
2．搭建仿真机器人； 3．运行仿真。 【教学难点】 ．设计场地； 2．搭建仿真机器人。 【教学过程】 一、巩固1日知，引入新知 教师活动 将上节课学生完成的在现实场地中运行的走迷宫机器人进行分组比赛，一是能够检验学生的学习情况，二是能调动起学生的积极性，三是为引入仿真系统做准备。 学生活动 小组合作，调试机器人程序，检查机器人的搭建，准备比赛。 教师活动 通过比赛，提出问题：同学们想不想经常地进行这样的比赛呢?但是在现实中调试，需要很多的时间，而且还需要固定的场地环境等等，非常不方便，我们有没有什么好办法解决这个问颢？ 引入纳英特的仿真模拟系统，展示它的特点，与现实情况做比较。 教师给学生演示讲解：
．关于仿真系统 什么是仿真系统?仿真系统是机器人的设计、实现，完全在虚拟的环境中，以虚拟的形式出现，它以优化机器人硬件和软件设计、缩短研发周期、节约成本为特色，解决机器人设计过程的不足。 2．初识NSTRSS软件 NSTRSS是NST科技新近推出的一款以．NET平台为基础，使用microsoftDirectX9．0技术的3D机器人仿真软件。用户通过构建虚拟机器人、虚拟环境，编写虚拟机器人的驱动程序，模拟现实情况下机器人在特定环境中的运行情况。 NSTRSS与市面上的同类产品相比，它具有如下的特点：全3D场景。用户可自由控制视角的位置及角度，甚至以第一人称方式进行场景漫游； 逼真的仿真效果。采用虚拟现实技术，高度接近实际环境下的机器人运动状态，大大简化实际机器人调试过程； 实时运行调试。运行时，依据实际运行情况，调整机器人参数，帮助用户快速实现理想中的效果； 自由灵活的机器人搭建与场地搭建。用户可自由选择机器人及其配件，进行机器人搭建，可自行编辑3D训练比赛场地，所想即所得； 单人或多人的对抗过程。用户可添加多个机器人，自由组队进行队伍间对抗；
《虚拟机器人》校本课程活动教案
课时：课时 展示范例机器人激发学生搭建兴趣。 师：同学们，上节课我们初步了解了虚拟机器人的平台，这节课，我们来试试搭建属于我们自己的第一个机器人。 一、进入操作界面 首先请大家陆平台，然后点击“搭建机器人”选项，进入机器人搭建操作界面。老师先来带着大家了解一下这一界面的基本功能划分。 模型面板：包含机器人所有模型，有控制器、驱动、安装块、传感器和其它大类。 模型列表：列出各个模型分类中所有模型。 模板列表：用户创建的模板，模板可保存经常使用的模型组合。 菜单工具栏：有文件、功能和操作个菜单，菜单下有相应的工具栏命令。 属性面板：在属性面板中设置直流电机、伺服电机、传感器的属性。 机器人信息：查看机器人零部件的数量，机器人的重量、尺寸等信息。 机器人编辑区：用于构建机器人的操作区，完成机器人零部件的安装等操作。 视角控制面板：调整查看编辑区的视角，完成视角旋转、缩放、移动等操作 二、探索尝试 通过老师的介绍后，大家应该对这些功能区有所了解了。现在请同学们动动脑，动动手，从模型面板中选择自己喜欢的模型，放到机器人编辑区，注意视角的控制和安装点的点选，看谁能组装出属于自己的第一台机器人！ 三、问题解决 （一）、机器人搭建首先需要选择好控制器，这是机器人的主体，没有控制器，其他的零件是无法起作用的。 （二）、控制器安放是有方向的，编辑区蓝色坐标轴的方向为机器人前方，学生容易出现错误。（三）、在旋转视角时，切忌用鼠标左键进行拖动，这会改变机器人零件的实际位置。而应该使用视角控制按钮或者鼠标的右键和滚轮来进行视角切换。 （四）、轮子是和电机安装在一起，电机再和控制器连接起来，而不是直接把轮子安装到控制器上。 教师在巡视指导过程中，发现问题，适时引导讲解。 四、拓展延伸 其实在机器人搭建的过程中，我们还可以使用一些小技巧来提高搭建的效率。教授“模板”的使用方法，把一些多次使用的零件组合创建为模板，可以直接拖出来重复使用。 五、秀一秀 通过电子教室“学生演示”的功能，请同学们来展示一下自己的个性机器人，大家来评评谁最有想象力和创造力。 学生点评，教师总结。
工业机器人工程应用虚拟仿真教程教学提纲 一、说明 1?'课程的性质和内容 《工业机器人工程应用虚拟仿真教程》课程是髙级技工学校工业机器人应用与维护专业的专业课。主要内容包括：Robot Studio软件的操作、建模、Smart 组建的使用、轨迹离线编程、动画效果的制作、模拟工作站的构建、仿真验证以及在线操作。 2?课程的任务和要求 本课程的主要任务是培养学生熟练操作Robot Studio软件，并能通过Robot StiMio 软件对工业机器人进行应用开发、调试、现场维护，为学生从事工业机器人工程技术人员打下的必要的专业基础。 通过本课程的学习，学生应该达到以下儿个方面的专业基础。 （1）了解Robot Studio工业机器人仿真软件的基础知识，掌握软件使用方法和技巧。 （2）掌握构建基本仿真工业机器人工作站的方法。 （3）能熟练在Robot Studio软件中创建工件、工具模型。 （4）掌握工业机器人离线轨迹编程方法。 （5）掌握Smart组建的应用。 （6）掌握带导轨和变位机的机器人系统创建于应用方法。 （7）了解ScreenMaker示教器用户自定义界面的操作。 （8）掌握Robot Studio软件的在线功能。 3?教学中注意的问题 （1）本课程教学最好采用理论与实际相结合的一体化教学方式，借助多媒体网络教室，一人一机，使用多媒体课件讲解与软件操作相结合。 （2）理论教学中应帮助学生总结并灵活运用所学的相关知识，本着够用的原则讲授，切忌面面俱到。对工业机器人仿真操作不作深入探讨，仅作一般性了解。 （3）实践教学环节中对工业机器人Robot Studio仿真软件常用功能作简单介绍，重点培养学生使用软件对工业机器人进行基本操作、功能设置、二次开发、在线监控与编程、方案设讣和检验。教师教学中多联系生产实际并选用一些工业上经典的匸业机器人使用案例进行讲解，提高学生对工业机器人进行应用开发、调试、现场维护的能力。 二、学时分配表
能力风暴机器人仿真系 统备课教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第一课教学机器人 一、教学目标 帮助学生了解机器人的由来 二、重点难点 使学生理解机器人是靠什么来思考，机器人的部分。 三、教学过程： 第一课时机器人的故事 新课导入 “robot”一词源出自捷克语“robota”，意为“强迫劳动”。1920年捷克斯洛伐克作家萨佩克写了一个名为《洛桑万能机器人公司》的剧本,他把在洛桑万能机器人公司生产劳动的那些家伙取名“Robot”,汉语音译为“罗伯特”，捷克语意为“奴隶”——萨佩克把机器 人的地位确定为只管埋头干活、任由人类压榨的奴隶，它们存在的价值只是服务于人类。它们沒有思维能力,不能思考,只是类似人的机器,很能干, 以便使人摆脱劳作。它们能生存20年,刚生产出来时由人教它们知识。它们不能思考，也有感情，一个人能干三个人的活，公司为此生意兴隆。后来一个极其偶然的原因,机器人开始有了知觉,它们不堪忍受人类的统治,做人类的奴隶,于是,机器人向人类发动攻击,最后彻底毁灭了人类。“机器人”的名字也正式由此而生。 新课讲授 第一代机器人只能用手抓取东西，用脚行走，听“懂”主人的语言，做一些重复性的机械动作。人们把它称为工业机器人。现在，机器人经过好几代的更新改造，已经能和人们自由交谈，沟通语言，并灵活地走动。也就是说，它不仅有了听觉、视觉、触觉，而且还具有记忆、学习、思维和判断能力。人们把新一代的机器人称为智能机器人。 明天的高级智能机器人将比今天的智能机器人具有更丰富的感觉功能和更熟练的活动能力。到那时，家庭里将有服务周到、态度和蔼可亲的家庭机器人。早晨，主人吃过早点上班以后，它立即用吸尘器清的房间，用洗衣机洗涤(dí)主人换下的衣服。电话铃响了，它马上拿起耳机，在一张便条上记下对话内容。“哇——”摇篮里的婴儿 醒了，它又像慈祥的母亲一样抱起婴儿，喂水、喂奶，轻声哼(hēng)起一支优美动听的催眠曲，把婴儿再一次送入梦乡。门铃响了，它并不急于开门，而首先问来访者是谁，然后根据来访者
第一课教学机器人 一、教学目标 帮助学生了解机器人的由来 二、重点难点 使学生理解机器人是靠什么来思考，机器人的部分。 三、教学过程： 第一课时机器人的故事 新课导入 “robot”一词源出自捷克语“robota”，意为“强迫劳动”。1920年捷克斯洛伐克作家萨佩克写了一个名为《洛桑万能机器人公司》的剧本,他把在洛桑万能机器人公司生产劳动的那些家伙取名“Robot”,汉语音译为“罗伯特”，捷克语意为“奴隶”——萨佩克把机器人的地位确定为只管埋头干活、任由人类压榨的奴隶，它们存在的价值只是服务于人类。它们沒有思维能力,不能思考,只是类似人的机器,很能干, 以便使人摆脱劳作。它们能生存20年,刚生产出来时由人教它们知识。它们不能思考，也有感情，一个人能干三个人的活，公司为此生意兴隆。后来一个极其偶然的原因,机器人开始有了知觉,它们不堪忍受人类的统治,做人类的奴隶,于是,机器人向人类发动攻击,最后彻底毁灭了人类。“机器人”的名字也正式由此而生。 新课讲授 第一代机器人只能用手抓取东西，用脚行走，听“懂”主人的语言，做一些重复性的机械动作。人们把它称为工业机器人。现在，机器人经过好几代的更新改造，已经能和人们自由交谈，沟通语言，并灵活地走动。也就是说，它不仅有了听觉、视觉、触觉，而且还具有记忆、学习、思维和判断能力。人们把新一代的机器人称为智能机器人。 明天的高级智能机器人将比今天的智能机器人具有更丰富的感觉功能和更熟练的活动能力。到那时，家庭里将有服务周到、态度和蔼可亲的家庭机器人。早晨，主人吃过早点上班以后，它立即用吸尘器清的房间，用洗衣机洗涤(dí)主人换下的衣服。电话铃响了，它马上拿起耳机，在一张便条上记下对话内容。“哇——”摇篮里的婴儿醒了，它又像慈祥的母亲一样抱起婴儿，喂水、喂奶，轻声哼(hēng)起一支优美动听的催眠曲，把婴儿再一次送入梦乡。门铃响了，它并不急于开门，而首先问来访者是谁，然后根据来访者的声音仔细辨别他是不是主人的客人，以此决定是否开门。即使是盗贼的恐吓，它也不会害怕，而是声色俱厉地高喊：“快走，你这个无赖(lài)!再不走，我要报警了!”盗贼听到这喊声，只好胆战心惊地走开。做午餐的铃声响了，
第一课智能机器人登场 教学目标： 1.了解当今种类繁多的机器人家族 2.认识机器人的本领 3.认识仿真机器人 4.了解真实的机器人 教学重点：认识机器人的本领 教学难点：认识仿真机器人 教学时间：一课时 教学过程： 一、导入新课 同学们，我们猜个谜语好吗？ 早晨，我们吃过早点上学以后，它立即用吸尘器清扫房间，用洗衣机洗涤我们换下的衣服。电话铃响了，它马上拿起耳机，在一张便条上记下对话内容。门铃响了，它并不急于开门，而首先问来访者是谁，然后根据来访者的声音仔细辨别他是不是主人的客人，以此决定是否开门。做晚餐的铃声响了，它走进厨房，熟练地焖米饭、炒菜，为我们准备可口的饭菜。门铃又响了，一听那熟悉的声音，它就知道是主人下班回来了，马上开门迎接……你知道它是谁吗？生答，师总结。那么今天我们就来一起认识一下，我们的新朋友——智能机器人。学生通过预习，查找资料来回答问题。 学生自己看书认识。 二、了解当今种类繁多的机器人家族。 同学们，你们知道吗？机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一，自60年代初问世以来，经历40余年的发展已取得长足的进步。还有谁知道其他有关机器人的知识，说出来大家一起分享一下？生答。 三、认识机器人的本领 你想更多地了解机器人吗？你想探索机器人世界的秘密吗？让我们一起进入机器人世界，共同探索机器人世界的奥秘吧！老师给同学们几个网址大家一起去看看机器人到底有多神奇，let’s go！ 机器人世界： https://www.doczj.com/doc/4518315109.html,/sjdw/works/robot/In 机器人博览：https://www.doczj.com/doc/4518315109.html,/gb/technology/robot/index.html 看到这么多有关机器人的资料，同学们你来想象一下，未来机器人长什么样子？会干些什么？好在课本上写下自己的想象。 下面，我们就一起认识一下我们身边的机器人朋友“智能宝宝”（展示机器人） 四、认识仿真机器人 我们将要学习的是仿真机器人。SVJC就是机器人的仿真系统，它是为仿真机器人定制的编程工具。宇航员遨游太空之前，都是先在虚拟仿真的太空环境下进行练习的。许多大型工程在动工之前，也都是在虚拟仿真的环境中进行测试论证的。SVJC就拥有一个功能强大的系统仿真模块，可以创建和真实的机器人功能相当的虚拟智能机器人。 师：展示智能宝宝的本领 1.单击“打开”按钮。 2.选择C:SVJCsample中的“自由行走”程序，单击“打开”按钮。 3.单击“仿真”按钮 4．双击“标准灭火场地”，进入系统仿真活动场地。
大连理工大学工程训练中心实习教案 实习项目名称：工业机器人训练教案编写：姜英 实习地点：现代制造技术车间讲课时间：教案审定： 工业机器人 教学目的及要求：了解工业机器人的基础知识、应用和简单的工作过程 教学重点：略 教学难点：略 教学内容：（结合实物讲解） 1．概述： 机器人是典型的光机电一体化的高科技产品。工业机器人是目前技术上最成熟、应用最广泛的机器人。现在世界各国已装配了90余万台工业机器人。工业机器人的应用使产品的质量更加可靠，生产线的柔性增加，企业适应市场的能力大大提高。 2．工业机器人的定义： 工业机器人是指在工业中应用的一种可自动定位控制的，可重复编程的，多功能的、多自由度的、多用途的操作机。它能够搬运物料、零件，或者是操持工具，用以完成各种作业。 3．工业机器人的分类： 根据臂机构，按照其工作形态，可以分为： 圆柱坐标型机器人 极坐标型机器人 直角坐标型机器人 多关节型机器人 4．实习机器人型号：ABB公司的IRB1400型小型机器人，属于多关节型机器人。 5．IRB1400机器人的组成：
Controller:控制器。 Manipulator:机械手。 机械本体： 由六个转轴组成的空间六杆开链结构； 六个转轴均有AC伺服电机驱动，每个电机后面均有编码器； 每个转轴带有一个齿轮箱。 有手动松闸按钮，用于维修时使用。 机器人控制器： Teachpendant ControllerManipulatorOperator’spanel MainsSwitchDiskdrive MainsSwitch:主电源开关。 TeachPendant:示教器。 Operator’sPanel:操作盘。 Diskdrive:磁盘驱动器 机器人的控制系统主要由中心控制计算机和伺服控制器组成。中心控制计算机发出指令协调各关节驱动器之间的运动，同时完成编程、示教/再现以及和其他环境状况、工艺要求、外部相关设备协调工作。伺服控制器控制各关节驱动器，使各轴按一定的速度、加速度和位置要求进行运动。 (示教器) 示教器功能： 坐标系指定：大地、基础、工具、工件 2
机器人教案 第一周 与学生进行自我介绍，并认识学生。介绍这门课程开设的目的和内容。带学生去机房，安排座位，观看机器人场地。告知机房的使用规则。 第二周走进机器人的世界 一、教学目标 知识与技能： 1．了解机器人的诞生与发展历史。 2．了解能力风暴机器人AS-MII。 过程与方法： 给学生展示各种机器人，并介绍其功能，是同学们对机器人有较深的认识。 情感态度价值观： 通过了解中国古代的机器人，伶人、木鸟、木牛流马，使学生们认识到中国人的智慧与伟大。 通过接触能力风暴机器人，使同学们产生兴趣，并能积极投入到学习氛围中。 二、教学重点与难点 其实机器人在我们的日常生活中无处不在，如吸尘器、电梯等，通过这些常见的机器人，可以使大家能更好理解机器人。 三、课前准备 制作课件“走进机器人世界”。 四、教学过程
五、教学后记 大家对机器人很感兴趣，为以后的学习有了一个好的开始。 第三周让机器人动起来 一、教学目标 知识与技能： 1．了解能力风暴机器人开发软件。认识流程图。熟悉模块的操作。 2．能使用开发软件让机器人动起来，并完成走正方形。 过程与方法： 认识机器人开发软件仿真vjc1.5，并介绍其界面和使用方法。 分析机器人走正方形步骤，为今后让机器人做更复杂动作时做好基础。 情感态度价值观： 通过使用开发软件让机器人动起来，认识到，机器人是人类智慧的结晶，机器人只有在人的指令下才能工作，从而认识到机器是永远不可能代替人类的。 通过实现机器人走正方形，同学们可以感受到学习的乐趣。 二、教学重点与难点 教学重点：知道流程图的执行过程。在机器人走正方形过程中，修改参数时掌握固定一个的方法，能很快调整到一个好的状态。 教学难点：对于流程图的概念，学生们以前没有接触过，可能会有些同学不容易理解。可以用简单的话去解释，尽量不要复杂话。 三、课前准备 安装机器人开发软件仿真版vjc1.5。 四、教学过程 （一）能力风暴机器人开发软件 图形化交互式C 语言（简称VJC）是用于AS-MII 的专用开发系统具有基于流程图的编程语言与交互式C语言。目前的最新版本为VJC1.6 ，它由流程图编辑界面和JC 代码编辑界面组成。 （二）学习VJC1.5仿真版 1、双击桌面上的VJC1.5仿真版，进入流程图界面 2、认识流程图编辑界面 菜单栏：文件，编辑，视图，工具等等 工具栏：有若干快捷按钮，使用起来很方便 模块库区：可以用鼠标点击打开 流程图生城区：模块库区的模块可以移入这个区域，连接生成流程图程序。连接好的模块会成为一个整体，可以一起移动。也可以断开模块之间的连接，删除或插入模块。 3、模块的基本操作 模块的新增、连接、插入、移动，结合让机器人前进倒退讲解。 注意：模块没有连接上是没有效果的，拖动模块时，光标的顶点放在上方模块的红点处，单击鼠标，就连接上了。连接后，上方模块的红点会消失。 4、仿真环境
认识机器人 教学目的： 1．了解机器人的基本定义和主要分类。 2．了解机器人的主要发展方向。 3．以知识普及为主线，引导学生理解机器人的涵义。 4．采用自主学习、合作学习的方式，了解机器人技术及其发展方向。 5．接受高科技的启发，学人所长，并与同学们一起交流感受。 6．感悟机器人与普通信息技术手段的不同之处。 7．独立思考，理解机器人的特征。 教具准备： 1、多媒体机房。 2、极域教学系统。 3、相关图片、课件。 教学重点与难点： 1．重点：认识机器人，了解机器人的定义和起源。 2．难点：理解机器人的发展趋势和基本特征。 教学课时：1课时 教学过程： 一、导入 师：同学们，你们喜欢看电影嘛？老师今天带来了一部电影，请同学们欣赏。(播放《终结者》片断) 这就是我们平时听说过的“机器人”，今天我们就一起来走进机器人的世界，研究有关“机器人”的知识。 (学生回忆有关机器人的印象，讨论并感受机器人的魅力，领略其中的涵义) (板书课题) 二、确定主题 师：通过初读教材，你最想了解哪些方面的知识呢？ ①什么是“机器人”？和人有哪些相似和不同的地方？？ ②机器人有哪些分类？ ③机器人有哪些应用？ ④你的生活中，有机器人吗？请举例说明。(可将学生的原话，板书在黑板上) ⑤师生共同讨论(结合实物机器人或图片进行讨论)。 三、小组讨论
教材中提供了很多机器人的内容，同学们想想，你认为机器人有哪些种类呢？ 教师参与注意事项： （1）根据不同的学情，采用弹性的方式，可以研究一个问题进行一次全班交流，也可以放手让学生自主学习，最后交流。 （２）着重引导大部分同学进行发言。 （３）正确处理讨论中出现的争论，随时捕捉学生发言中的闪光点，给与表扬鼓励。 方向一：以应用为导向。 方向二：以功能为导向。 方向三：以原理为导向。 四、展示结果 教师进行总结： （1）点评学生在讨论中的表现。 （2）分析讨论结果。 （3）对于不统一的问题，教师阐述自己的观点，注意：允许学生保留自己的意见。（4）认真倾听、分析研究学生发言中的实质，把讨论引向深入。 （5）控制好讨论的时间。 设计意图：学习过程让学生分步走，给学生以梳理知识的过程，能够在有限的时间内，争取最大的效益。 五、总结反思 今天我们一起研究了关于“机器人”的话题，同学们都非常认真，也得出了自己的结论。其实，“机器人”就在我们生活中。一切技术的产生，都会改变我们的生活。就像20年前，我们不可能会想象到今天手机的普及。随着时间的推移，将会有更多新技术出现，他们会把我们的生活点缀得更加丰富多彩。作为本次研究的结束，老师留给大家一个问题思考，你能大胆地想象一下，20年后的机器人是什么样的呢？
《机器人绘图》教学设计 本课选自清华版《小学智能机器人》教材第1单元第4课中的内容。依据教材，考虑学生年龄特点，我将教材中一课时的内容分解成两课时进行讲授，第一课时侧重讲授“转向”模块的使用方法；第二课时，侧重“转向”模块的应用，最后，让学生举一反三，灵活运用学过 一、教材及教学对象的分析： 本课选自清华版《小学智能机器人》教材第1单元第4课中的内容。 首先，依据教材，考虑学生年龄特点，我将教材中一课时的内容分解成两课时进行讲授，第一课时侧重讲授“转向”模块的使用方法；第二课时，侧重“转向”模块的应用，最后，让学生举一反三，灵活运用学过的知识，让机器人画出比较复杂的图形。 这样做的目的主要有以下考虑： 第一，新课标中，三维目标的“过程与方法”中指出：要培养学生解决学习和生活中实际问题的能力，具体要求是能从日常生活、学习中发现或归纳需要利用信息技术解决问题的能力。 第二，帮助学生设计恰当的学习任务和形成有效的学习方式；帮助学生发现他们所学知识的社会价值；帮助学生营造和维持学习的过程中的积极的心理氛围。 第三，本课教学在建构主义教学理论指导下，使用任务驱动的方法，教师在教学过程中通过“帮助”和“引导”发挥作用，激发学生学习动机，重在教会学生学会学习方法，达成多方面的教学目标。 最后，考虑学习者的学习特点，按照建构主义学习理论思想，在学生已经具备了编写机器人程序的基础上，让学生运用已有的数学知识，结合机器人课上所讲授的新知识，控制机器人完成新的任务。 二、教学思路： 机器人绘图这节课是以学生的研究活动为主体，以研究机器人绘图为主线，在课上设计3个研究任务。
1.复习引入（画正方形）。让学生回忆机器人编写程序中的两种结构。顺序结构和循环结构。知道机器人绘图要根据图形的特点。例如：正方形4条边相等、4个角都是直角。 2.画正三角形。在画正方形的基础上，学习画正三角形。根据三角形的特点3条边相等，3个角相等都是60度来编程。机器人转向的角度是难点，采用课件展示的方式让学生理解机器人转向的角度是120度不是60度。为了减低难道可以把120度看成90度加30度，这样让学生更容易的编写程序。 3.机器人画正六边形。出示课件，引导学生通过表格的分析正六边形、正八边形角度转向，引导学生体会正多边形转向角度和边数的关系。让学生自己选择是画正六边形还是正八边形。最后让学生画正多边形的图形。为总结画正多边形的规律做准备。 4．通过机器人绘图让学生总结出画正多边形的规律。机器人循环的次数和正多边形的边数相同，机器人转向的角度等于360度除以正多边形的边数。 本课，在任务1教学环节中，教师引导学生复习回忆画正方形的知识，引导学生体会画正方形要根据正方形的特点来设置程序模块的参数。在任务2教学环节中，培养学生的知识迁移能力，引导学生利用已有的经验和方法自己进行上机尝试画正三角形。通过画正三角、正六边形、正八边形到自己设计一个喜欢的正多边形的设计，给学生留有一些空间，充分发挥其自主性，让学生自己去探究，让不同层次的学生都能体验成功的快乐。让学生体会运用两种程序结构的优势。最后，和同学们一起进行归纳总结并找出规律来。从中让学生体会在编程控制机器人的过程中运用到了数学知识。各个学科的知识之间都存在某种联系，我们要注意知识的积累开阔视野，这样才能增强我们的解决实际问题的能力。 三、教学目标： 知识与技能：1.了解能力风暴VJC1.5仿真系统及其运行环境。 2.学会用直行、转向两个模块编写程序。 过程与方法：使学生在动手操作的过程中理解直行、转向模块的功能和使用方法，学会根据需要设置模块中的参数，学会如何在机器人仿真系统上实施机器人任务。 情感态度和价值观：1.培养学生自主学习和动手实践的能力，鼓励学生创新。
科技活动教课教案 主讲教师：** 授课时间：11月7日学时数：1学时项目：机 器人 教学目标1．使学生初步了解机器人概念、特征； 2．使学生了解中鸣、乐高机器人工作原理。 教学重点机器人原理的介绍 教学步骤1．导入 机器人诞生、机器人的发展 2．概念讲解 智能机器人的构成 3．基本工具初识 马达、机械部件 组织形式小组为单位活动 教学内容机器人发展历史及简单结构拼装 1、机器人诞生 教师：用幻灯片展示自己的总结 中国的科学家们把机器人定义为“机器人是一种自动化的机器，而且其 具备一些人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力、 协同能力等，是一种具有高度灵活性的自动化机器。” 2、机器人的发展 教师：用幻灯片展示自己的总结 第一代机器人属于示教再现型 第二代则具备了感觉能力 第三代机器人是智能机器人 3、智能机器人的构成 它不仅具有感觉能力，而且还具有独立判断和行动的能力，并具有记 忆、推理和决策的能力，因而能够完成更加复杂的动作。中央电脑控 制手臂和行走装置，使机器人的手完成作业，脚完成移动，机器人能 够用自然语言与人对话。 具有机械部件 （例如：木板、金属板、塑料板、有机玻璃板，还有螺丝、螺帽等各种五金紧固件。） 具有感应和动作电子部件 （光源传感器、声音传感器、气体传感器、温度传感器等。） 具有机器人的大脑（RCU） 具有机器人的思想（编程实现） 教师：对学生的回答进行补充。 学生活动： 熟悉乐高机器人的零件结构，拼插简单的机器人 积木块垂直结构的搭建，马达能量分为1——5级，按照马达的功率，进行速 度的调整。
本课小结通过本节课的学习，学生对智能机器人有一定的了解。 科技活动教课教案 项目：机 主讲教师：宋远授课时间：11月8日学时数：1学时器人 教学目标1．使学生初步了解机器人编程环境 2．使学生学会安装机器人编程环境，会下载一些简单的程序。 教学重点 1.机器人编程环境（乐高编程简单介绍） 2.下载工具的使用 教学步骤1．导入 2．概念讲解 3．学生活动（马达的使用） 活动方式小组为单位活动
第一课机器人折返跑比赛 一、教学目标 知识与技能 会使用vjc1.6开发软件使机器人做更多的动作，如：让机器人做直行，并且转弯180度，以及使用这些基本动作是机器人能模仿人进行折返跑。 过程与方法 以小组合作的形式实施项目，需要由一位同学负责程序的编写和下载、一位同学负责操作和调试机器人、一位或两位同学负责记录。小组成员的分工可以和前几次的活动一样，也可以重新分工。 情感态度价值观 通过折返跑比赛形式可以提高学生学习的兴趣，通过小组合作的方式可以锻炼学生们的协作能力，还可以通过交流经验提高学习效率和兴趣。 二、教学重点与难点 机器人前进时很容易走歪，转弯时角度需要反复调试。学生一拿到机器人就想着自己来让机器人做一些别的动作，或者希望能进行更复杂的动作，所以要告诉学生再复杂的动作也是由最基本的动作进行有序组合并且修改好参数才能实现的，所以只有耐心调整参数才能有助于以后的学习。 三、课前准备 准备机器人折返跑比赛场地。准备好登记表。 四、教学过程
请同学们完成学习评价表。见 下表。 活动记录表 我们小组的成员： 组长：_________ 组员：____________、_____________、___________ 机器人折返跑调试记录 模块名称直行转弯 修改后的参数第1次 （在仿真环境中实现的参 数） 80，0.25 50，1.00 第2次 第3次 第4次 第5次 经过一轮的拼搏，我们组的机器人获得了比赛的： 冠军亚军季军 没有获得名次（虽然没有名次，但是我们也很努力。我们的机器人也很棒哦。） 我对自己所担任工作的评价是： 组员姓名 承担任务 1、填写流程图 2、编制程序 3、调试机器人 4、记录数据 对自己所担任 工作的评价1、胜任愉快 2、勉强完成 3、有点困难 在这项活动中 我感到1、很开心 2、有收获 3、合作愉快 4、没什么意思 第二课机器人唱歌
机器人绘图教案 （教学设计） 学校： 教师： 时间：
《机器人绘图》教学设计 课题：机器人绘图学科：信息技术授课对象：小学 学校：年级：四年级授课教师： 课型：新授课时：1课时授课日期： 一、教材及教学对象的分析： 本课选自清华版《小学智能机器人》教材第1单元第4课中的内容。 首先，依据教材，考虑学生年龄特点，我将教材中一课时的内容分解成两课时进行讲授，第一课时侧重讲授“转向”模块的使用方法；第二课时，侧重“转向”模块的应用，最后，让学生举一反三，灵活运用学过的知识，让机器人画出比较复杂的图形。 这样做的目的主要有以下考虑： 第一，新课标中，三维目标的“过程与方法”中指出：要培养学生解决学习和生活中实际问题的能力，具体要求是能从日常生活、学习中发现或归纳需要利用信息技术解决问题的能力。 第二，帮助学生设计恰当的学习任务和形成有效的学习方式；帮助学生发现他们所学知识的社会价值；帮助学生营造和维持学习的过程中的积极的心理氛围。 第三，本课教学在建构主义教学理论指导下，使用任务驱动的方法，教师在教学过程中通过“帮助”和“引导”发挥作用，激发学生学习动机，重在教会学生学会学习方法，达成多方面的教学目标。 最后，考虑学习者的学习特点，按照建构主义学习理论思想，在学生已经具备了编写机器人程序的基础上，让学生运用已有的数学知识，结合机器人课上所讲授的新知识，控制机器人完成新的任务。 二、教学思路： 机器人绘图这节课是以学生的研究活动为主体，以研究机器人绘图为主线，在课上设计3个研究任务。 1.复习引入（画正方形）。让学生回忆机器人编写程序中的两种结构。顺序结构和循环结构。知道机器人绘图要根据图形的特点。例如：正方形4条边相等、4个角都是直角。 2.画正三角形。在画正方形的基础上，学习画正三角形。根据三角形的特点3条边相等，3个角相等都是60度来编程。机器人转向的角度是难点，采用课件展示的方式让学生理解机器人转向的角度是120度不是60度。为了减低难道可以把120度看成90度加30度，这样让学生更容易的编写程序。 3.机器人画正六边形。出示课件，引导学生通过表格的分析正六边形、正八边形角度转向，引导学生体会正多边形转向角度和边数的关系。让学生自己选择是画正六边形还是正八边形。最后让学生画正多边形的图形。为总结画正多边形的规律做准备。 4．通过机器人绘图让学生总结出画正多边形的规律。机器人循环的次数和正多边形的边数相同，机器人转向的角度等于360度除以正多边形的边数。 本课，在任务1教学环节中，教师引导学生复习回忆画正方形的知识，引导学生体会画正方形要根据正方形的特点来设置程序模块的参数。在任务2教学环节中，培养学生的知识迁移能力，引导学生利用已有的经验和方法自己进行上机尝试画正三角形。通过画正三角、正六边形、正八边形到自己设计一个喜欢的正多边形的设计，给学生留有一些空间，充分发挥其自主性，让学生自己去探究，让不同层次的学生都能体验成功的快乐。让学生体会运用
第一课：教学机器人概述教学目标： 1.了解机器人的概念。 2.了解机器人的分类和用途。 3.培养对机器人的浓厚兴趣。 教学重点： 培养对机器人的浓厚兴趣。 教学难点： 了解机器人的概念。 教学准备： 机器人仿真环境软件。 教学过程： 一、问题导入 同学们，你们队机器人感兴趣吗？你们队机器人了解多少？ 二、了解机器人 1.讲授机器人概念 机器人是一种可编程的多功能智能操作机，或是为了执行不同的任务而具有电脑控制功能、可编程实现动作的专门系统。它是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。
2.通过图片让同学们了解各种机器人 民用机器人 娱乐用机器人 军事用机器人 科研机器人 三、练习巩固 和同学们一块通过网络了解更多的关于机器人比赛的信息 四、布置作业 设计一个自己想象中的机器人，画图并用文字说明自己的机器人有什么功能和特点。 第二课：教学机器人和仿真机器人教学教学目标： 了解教学机器人的概况。 了解能力风暴教学机器人的身体结构。 了解和应用能力风暴教学机器人的仿真教学环境。 教学重点： 了解和应用能力风暴教学机器人的仿真教学环境。 教学难点： 了解能力风暴教学机器人的身体结构。 教学准备： 机器人仿真环境软件。
教学过程： 一、问题导入 我们没有购买到机器人怎么办？我们怎么才能够通过其他渠道学习和了解机器人。 二、通过网络展示教学机器人概况 随着人工智能技术、计算机技术等相关技术的发展，对智能机器人的研究越来越多。在教育领域，许多学校已在学生中开设了机器人学方面的有关课程或开设了兴趣实践小组。为了满足这些需要，人们专门研制出来了各种适合于教学用的机器人。 三、介绍能力风暴教学机器人情况 在VJC1.5中，有五种型号的机器人：AS-M、AS-MII、AS-UII、AS-InfoX和AS-InfoM。虚拟机器人的身体结构跟真实的能力风暴智能机器人是相似的。感觉器官能力风暴智能机器人的感觉功能，是由机器人的传感器实现的。能力风暴机器人身上安装的传感器有以下几种： 红外传感器 红外传感器由红外发射器和红外接收器两部分组成。一旦程序中发出“红外测障”的指令，红外发射器就开始发射红外线。红外线遇到障碍物会反射回来，被红外接收器接收，从而机器人就能判断出障碍物所在的方位。 碰撞传感器 虚拟机器人的碰撞传感器能够检测左、右、前、后四个方向的碰
基于MATLAB Robotics Toolbox的机器人学仿真实验教学 摘要:简要介绍MATLAB Robotics Toolbox在机器人学仿真实验教学中的基本应用,具体内容包括齐次坐标变换、机器人对象构建、机器人运动学求解以及轨迹规划等。该工具箱可以对机器人进行图形仿真,并能分析真实机器人控制时的实验数据结果,因此非常适宜于机器人学的教学和研究。 关键词:机器人学;仿真实验教学;MATLAB;Robotics Toolbox 机器人学是一门高度交叉的前沿学科方向,也是自动化和机电工程等相关专业的一门重要专业基础课。在机器人学的教学和培训中,实验内容一直是授课的重点和难点。实物机器人通常是比较昂贵的设备,这就决定了在实验教学中不可能运用许多实际的机器人来作为教学和培训的试验设备。由于操作不方便、体积庞大等原因,往往也限制了实物机器人在课堂授课时的应用。此外,由于计算量、空间结构等问题,当前大多数机器人教材只能以简单的两连杆机械手为例进行讲解,而对于更加实际的6连杆机械手通常无法讲解得很清楚。因此,各式各样的机器人仿真系统应运而生。经过反复的比较,我们选择了MATLAB Robotics Toolbox [1]来进行机器人学的仿真实验教学。 MATLAB Robotics Toolbox是由澳大利亚科学家Peter Corke开发和维护的一套基于MATLAB的机器人学工具箱,当前最新版本为第8版,可在该工具箱的主页上免费下载(https://www.doczj.com/doc/4518315109.html,/robot/)。Robotics Toolbox提供了机器人学研究中的许多重要功能函数,包括机器人运动学、动力学、轨迹规划等。该工具箱可以对机器人进行图形仿真,并能分析真实机器人控制时的实验数据结果,因此非常适宜于机器人学的教学和研究。 本文简要介绍了Robotics Toolbox在机器人学仿真实验教学中的一些应用,具体内容包括齐次坐标变换、机器人对象构建、机器人运动学求解以及轨迹规划等。 1坐标变换 机器人学中关于运动学和动力学最常用的描述方法是矩阵法,这种数学描述是以四阶方阵变换三维空间点的齐次坐标为基础的[2]。如已知直角坐标系{A}中的某点坐标,那么该点在另一直角坐标系{B}中的坐标可通过齐次坐标变换求得。一般而言,齐次变换矩阵是4×4的方阵,具有如下形式: 其中和分别表示{A}{B}两坐标系之间的旋转变换和平移变换。