入门一认识机器人
一、机器人概述
1.机器人产生的背景
机器人技术的发展应该说是科学技术发展的一个综合性结果，是社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术，它的发展归功于第二次世界大战中各国加强了经济投入。比如说日本，战后开始进行汽车的工业，这时候由于人力的缺乏，它迫切需要一种机器人来进行大批量的制造，提高生产效率，降低人的劳动强度。另一方面，它也归功于电子技术，计算机技术以及制造技术等相关技术的发展而产生了提供了强大的技术保证。
为什么要发展机器人？它有三个方面是必要去发展：一个是机器人干人们不愿意干的事，把人从有毒的、有害的、高温的或危险的的环境中解放出来，同时机器人可以干工人干不好的活，比方说在汽车生产线上看到工人天天拿着一百多公斤的焊钳,一天焊几千个点，就重复性的劳动，一方面工人很累，但是产品的质量仍然很低；另一方面机器人从事人们干不了的活，这也是非常重要的，比方说人们对太空的认识，人上不去的时候，机器人上天，上月球，以及到海洋，进入到人体内的小机器人，以及在微观环境下，对原子分子进行搬迁的机器人，都是人们不可到达的工作，这就是机器人发展的三个理由。
2．机器人的定义
机器人是具有一些类似人的功能的机械电子装置或者叫自动化装置，它仍然是个机器。它有三个特点：一个是有类人的功能，比如说作业功能；感知功能；行走功能；还能完成各种动作，它还有一个特点是根据人的编程能自动的工作，这里有一个显著的特点，就是可以编程，改变机器人工作的要求。它是人造的机器或机械电子装置，所以这个机器人仍然是个机器。但是目前还没有一个统一的有关机器人定义，一般来说，认为机器人是计算机控制的可以编程的目前能够完成某种工作或可以移动的自动化机械，这是美国工程师协会定的一个定义，但日本和其他国家也对机器人有不同的看法，认为从完整的更为深远的机器人定义来看，应该更强调机器人智能，所以人们又提出来机器人的定义是能够感知环境，能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。机器人如图1－1所示：
(a)人形机器人(b)排爆机器人
图1－1 机器人
3．机器人发展的三个阶段
机器人有三个发展阶段，一种是第一代机器人，那么也叫示教再现型机器人，它是通过一个计算机，来控制一个多自由度的一个机械，通过示教存储程序和信息，工作时把信息读取出来，然后发出指令，这样的话机器人可以重复根据人当时示教的结果，再现出这种动作，比方说汽车的点焊机器人，如图1－2所示，它只要把这个点焊的过程示教完以后，它总是重复这样一种工作，它对于外界的环境没有感知，这个操作力的大小，这个工件存在不存在，焊的好与坏，它并不知道。
(a) (b)
图1－2 点焊机器人
第一代机器人存在这种缺陷，因此，在20世纪70年代后期，人们开始研究第二代机器人，叫带感觉的机器人，如图1－3所示，这种带感觉的机器人是类似人在某种功能的感觉，比如说力觉、触觉、滑觉、视觉、听觉和人进行相类比，有了各种各样的感觉，比方说在机器人抓一个物体的时候，它实际上力的大小能
感觉出来，它能够通过视觉，能够去感受和识别它的形状、大小、颜色。抓一个鸡蛋，它能通过一个触觉，知道它的力的大小和滑动的情况。
图1－3 感知机器人
第三代机器人，也是机器人学中一个理想的所追求的最高级的阶段，叫智能机器人，如图1－4所示，只要告诉它做什么，不用告诉它怎么去做，它就能完成运动，感知思维和人机通讯的这种功能和机能，目前的发展还是相对的只是在局部有这种智能的概念和含义，但真正完整意义的这种智能机器人实际上并没有存在，随着的科学技术的不断发展，智能的概念越来越丰富，它内涵越来越宽。
(a)
(b) (c)
图1－4 智能机器人
4．机器人的应用领域
随着工业化的发展，近十年以来，机器人的发展的应用领域在不断拓宽，目前一个很重要的特征，机器人已经从制造业逐渐转向了非制造业和服务行业，如服务行业包括清洁、加油、救护、抢险、救灾这些等等，都属于非制造行业和服务行业，这里跟工业机器人相比，它有一个很重要的不同，它主要是一个移动平台，它能够移动、去运动，上面有一些手臂进行操作，同时还装有一些像力觉传感器和视觉传感器、超声测距传感器等等。对周边的环境进行识别，判断它的运动，完成某种工作，这是服务机器人的基本的一个特点。
导盲机器人它针对盲人这种安全性考虑，类似于一个小狗的形状，它能够对道路的一些障碍，运动的车辆和行人进行判断，来引导这个盲人进行安全的行走，这个确实对提高盲人的安全，是非常必要的，如图1－5所示。
图1－5 导盲机器人
导游礼仪机器人，这也是服务机器人，体现出一种智能的，一个体现的代表，
在很多大的公司它需要对产品进行宣传，它制作出一些各种卡通形状的机器人，能够跟人进行简单的对话，介绍产品等等，这在一些宾馆能够接待一些客人等等增加企业或者宾馆的这种对社会的影响，如图1－6所示。
图1－6礼仪机器人
家务机器人主要体现在像一些对地毯和地板定期的它能够进行清扫和吸尘，它这个机器人很有意思，它有传感器，它能够把家具和人能识别出来，它自动的按照一种规律，能根据路径把地面全部的清扫干净，如图1－7所示。
图1－7 家务机器人
表演娱乐机器人，很多国家在开发这种像动物园，还有迪斯尼这样的一个大型的游园，它为了增加趣味性，把研究出像模仿人，包装成各种人的样子，它能够说话唱歌和表演，这样还能跟人进行交流，这样的机器人，还包括把机器人包装成各种有趣的动物，像恐龙、大象、狮子，还有一些小的卡通式的这种动物，它已经完成像动物的一些动作的模仿，模仿它的声音，同时还跟人进行交流，如图1－8所示。
图1－8 表演娱乐机器人
演奏家的机器人，包括拉小提琴，这个小提琴在乐器里是最复杂的，难度最高的一种乐器，它能通过乐曲拉小提琴，力的控制、协调、速度等等，都要进行选择或者自动的判断，还包括这也是一个机器人在做一个表演等，就是在服务机器人方面，它是一个应用很宽的领域，它跟人的需求越来越接近。
那么总结一下它有几个关键技术，技术上有四个方面，一个是移动机构，前面看过几种机器人它跟工业机器人不一样，大多数的服务机器人，它是移动的，有轮式、履带式、还有步行式的，包括还有组合式的，这种移动机构，对环境感知功能，这也是服务机器人最重要的特点，因为它所处的环境，不像工业机器人对一个固定的环境，固定的机座，固定样子来实现的，这个环境也许是未知的，也许是变化的，包括清扫机器人，屋子的形状，每家一个样子，家具的摆放不一样，甚至，还有一些人在走动，这些非结构环境使得它能够准确的描述和感知和判断，从这一点来讲，就表现出服务机器人具有一定的人的智能的这种功能，如图1－9所示。
图1－9 演奏机器人
建筑机器人在国外，用量和需求在逐渐增加，建筑机器人它主要解决，像筑路机器人，也都需要建筑机器人，包括喷涂，挖掘机，包括像一些建筑的模块化的预制板来进行拼接，都需要一些自动化的装置，还包括家庭装修的时候，像墙壁的粉刷这个量也很大，而且也很脏，对人体有害，现在国外一些公司，在开发面向家庭的粉刷这种机器人已经得到了小批量的使用，如图1－10所示。
图1－11 建筑机器人
图1－10 建筑机器人
消防救护机器人，在日本发展的比较多，那么像高楼建筑一旦发生火灾，那么大家知道这是很危险的事情，通过机器人来辅助来进行救护，把人从高楼救下来，然后进行抢救，包括高楼着火的时候，它可以用这种消防救护机器人爬到大楼上去，进行喷水，或者是进行切断一些电缆等等这样的工作，都可以用机器人
来完成，如图1－11所示。
图1－11 消防机器人
医疗机器人，是近五年来发展比较迅速的一个新的应用领域，可以看到几个方面，包括人是一个非常珍贵的生物，包括人的眼球、神经、血管都很精细，如果人手术的时候，医生来手术，一是疲劳，另一方面人操作的精度还是有限的，如腰间盘突出这种病，医疗机器人进行识别后，能够自动地用机器人来辅助进行定位，进行操作和手术，如图1－12所示。
图1－12 医疗机器人
那么机器人是人类的得力助手，能友好相处的可靠朋友，将来会看到人和机器人会存在一个空间，成为一个人的助手和朋友。机器人会不会产生抢人们工作的问题，相信是不会出现“机器人上岗，工人下岗”的局面，因为人们随着社会的发展，实际上把人们从繁重的体力和危险的环境中解放出来，使人们有更好的岗位去工作。所以很多专家预测，在21世纪的前20年是机器人从制造业走向非制造业的发展一个重要时期，也是智能机器人发展的一个关键时期，目前国际上
很多国家，也对机器人对人类社会的影响的估计提出了新的认识，同时，也可以看到机器人技术，涉及到多个学科，机械、电工、自动控制、计算机测量、人工智能、传感技术等等，它是一个国家高技术实力的一个重要标准。
二、软件开发平台
1．开发平台的特点
机器人软件开发平台采用的是通用机器人多语言教学系统，到目前为止它有LOGO语言、QBASIC语言、汇编语言、C语言四种编程语言，简单易学，可以根据个人的能力选择不同的开发语言。同时，通用机器人多语言教学系统配有仿真系统，可以创建和真实的通用机器人功能相当的虚拟的通用机器人，可以在不必涉及硬件的情况下进行编程，在计算机上完成对比赛场景的模拟和对所编写的程序的演示，而这些命令和程序经过汇编后可直接下传到通用机器人上运行。
2．软件的安装
（1）将通用机器人多语言教学系统光盘放入光盘驱动器。
（2）打开光盘目录中的“setup.EXE”，出现安装窗口。如图1-13所示
图1-13 安装窗口
（3）依次单击按钮，就可以完成通用机器人多语言教学系
统的安装,在桌面上建立一个“”图标。
（4）单击Windows桌面的“开始”按钮，将鼠标指针依次移动到“程序”→“通用机器人多语言教学系统”→“通用机器人”选项上并单击, 屏幕出现通用机器人的多语言教学系统，如图1-14所示。自此软件开发平台就安装完毕了。
图1-14 多语言教学系统
三、机器人的大脑 （一）机器人的主板
主板是机器人的核心部分，它由一个单片机和一系列的驱动电路组成。它的功能类似于人的大脑。在机器人运动的过程中，它主要完成接收信息、处理信息、发出指令等一系列过程。
机器人主板的控制芯片采用的是PIC 系列的单片机，其型号是PIC16F873A ，它有4K 的程序存储器、192字节的RAM 、128字节的EEPROM 、通用的输入/输出口、A/D 转换器和通用通讯接口等。机器人主板是在PIC16F873的外围扩展了一些机器人常用的传感器的驱动电路和通讯接口，例如电机驱动电路、红外探测模块驱动电路、扬声器驱动电路和通讯接口电路等。机器人主板实物图如图1-15所示。
单片机（控制器） PIC16F873A
机器人主板电源接口（DC:5V ）
下载线接口
图1－15机器人主板
我们可以通过机器人编程软件来编写程序然后把程序下载到机器人主板上单片机的程序存储器里，运行机器人，机器人就会根据你设计的程序而进行动作。 （二）PIC 单片机特点
1．PIC16F873A 单片机的引脚和内部结构
如图1－16所示为PIC16F873A 引脚图，内部结构如图1-17所示。
图1-16 PIC16F873A引脚图
图1-17 PIC16F873A 内部结构
（1） CPU
中央处理器CPU由运算器和控制单元构成。
运算器：是以8位的算术/逻辑运算部件ALU为核心，除了ALU之外，只有一个累加器，称为工作寄存器W。工作寄存器是一个利用率很高的8位寄存器，是CPU 中工作最频繁的寄存器。
控制单元：是CPU的“神经”中枢，控制单元包括定时控制逻辑、RAM文件寄存器、地址多路选择器、指令寄存器、文件选择寄存器等。
（2）存储器M
PIC16F873A程序存储器总线的数据线与地址线位数不同；数据存储器总线的数据线与地址线位数不同；程序存储器与数据存储器的数据线与地址线位数也不同。
PIC16F873A程序存储器总线的数据线为14位，地址线为13位，因此，程序存储器的大小为4K*14位。程序存储器可多次重复写入FLASH ROM，并且可以在程序执行中写入新的数据。
PIC16F873A数据存储器总线的数据线为8位，地址线为9位。9位地址线，29＝512，可以寻址512个单元。这512个单元被平均分为4个存储器体或称存储区，每个存储区有128个8为数据存储空间。
（3）输入/输出口
输入、输出口是单片机与外部电路的接口。PIC16F873有A口,B口,C口3组输入/输出口。每一组输入/输出口都可以作为一般的数据输入与数据输出使用。每一组输入/输出口相应的引脚都可以被独立设定为输入或输出引脚，设为1表示为输入，设为0表示输出。
A口是一个6位的双向输入/输出口，依次为RA0,RA1,RA2,RA3,RA4,RA5。
B口是一个8位的双向输入/输出口，依次为RB0、RB1、…、RB7。
C口是一个8位的双向输入/输出口，依次为RC0、RC1、…、RB7。
（4）模拟输入
PIC16F873中嵌入了一个模拟/数字转换器A/D模块，在用PIC16F873A开发产品中需要检测处理模拟信号时十分方便。PIC16F873A中具有一个10位A/D转换模块，可支持5个通道的模拟输入。五个通道依次为A口的RA0、RA1、RA2、RA3、RA5。
（5）定时器/计数器
PIC16F873内有三个定时器/计数器,分别称为Timer0,Timer1,Timer2. Timer0是一个带有预分频器的8位定时器/计数器。
Timer1是一个带有预分频器的16位定时器/计数器,在使用外部晶体振荡时钟时，在sleep期间仍能工作。
Timer2是一个带有8位周期的寄存器，预分频器和后分频器的8位定时器/计数器。
（6）捕捉、比较及脉冲宽度调制（Capture/Compare/PWM,CCP）模块CCP模快可以提供外部信号的捕捉、内部比较输出及脉冲宽度调制输出三种功能。但须注意，在规划一个CCP模快时，用户只能选择其中一种功能使用。CCP 模快必须与定时器/计数器一起使用。
捕捉指的是监测引脚上输入信号的状态，当信号状态符合设定的条件时，立即产生中断，并记录当时的定时器/计数器值。
比较指的是将事先设定好的值与定时器方式或同步计数器方式下的值相互
比较，若两个值相等，则立即长生中断并驱动事先设定好的动作。
脉冲宽度调制PWM指的是输出脉冲宽度可调整的信号，此时，脉冲的周期和工作周期是由内部的定时器产生的，所以需要配合定时器来使用。
（7）中断
PIC16F873的中断源有13个。这些中断享一个中断向量地址，PIC使用查询的方式判断别谁产生了中断，并由用户在程序设计中设定中断的优先级别。2．PIC单片机与MCS-51系列单片机的区别
(1)总线结构:MCS-51单片机的总线结构是冯-诺依曼型,计算机在同一个存储空间取指令和数据,两者不能同时进行;而PIC单片机的总线结构是哈佛结构,指令和数据空间是完全分开的,一个用于指令,一个用于数据,由于可以对程序和数据同时进行访问,所以提高了数据吞吐率。正因为在PIC单片机中采用了哈佛双总线结构，所以与常见的微控制器不同的一点是：程序和数据总线可以采用不同的宽度。数据总线都是8位的，但指令总线位数分别位12、14、16位。
(2)流水线结构:MCS-51单片机的取指和执行采用单指令流水线结构,即取一条指令,执行完后再取下一条指令;而PIC的取指和执行采用双指令流水线结构,当一条指令被执行时,允许下一条指令同时被取出,这样就实现了单周期指令。(3)寄存器组:PIC单片机的所有寄存器,包括I/O口,定时器和程序计数器等都采用RAM结构形式,而且都只需要一个指令周期就可以完成访问和操作;而MCS-51单片机需要两个或两个以上的周期才能改变寄存器的内容。
（三）机器人主板的测试
机器人主板需要连接DC5V电源才能正常工作，同时还需要通过下载线连接到PC机（或笔记本电脑）以便下载程序。以上接线完成后，就可以对机器人主板进行测试了。下面将告诉你如何完成上述任务？
1．下载线的连接方法
机器人的下载线一端为串口，另外一端为USB口，将机器人下载线的串口端连接到PC机串口（或笔记本电脑的USB转串口的适配器）上。
如果你使用的是计算机，那么将下载线的串口电缆连接到你的计算机后面的COM 端口上。如图1－18所示。
图1－18 下载线与PC机上的串口连接方法
如果你使用的是笔记本电脑，由于大部分笔记本都没有串口，所以需要使用USB转串口的适配器，如图1－19所示。USB转串口的适配器一端连接笔记本电脑的USB口，另外一端连接机器人的下载线的串口端。
图1－19 USB 转串口适配器
下载线的USB 端连接机器人主板的USB 下载口，具体的连接方法如图1－20
所示。
图1－20 下载线与主板的连接方法
2．电池组的连接方法
机器人主板正常工作是需要电源的，因此，它使用的是4.8V 电池组。每一节电池容量 1.2V,都是充电电池，四节组合到一起是4x1.2=4.8V 。按图1－21所示，将每一个电池放到电池盒中时，都要按照塑料盒子里面标记有电池机型（“＋”，“－”）的方向装入。
连接PC 机（或者笔记本）
图1－21 电池的安装方法
在电池组和主板之间还要连接一个电源开关，方便接通和断开电源。具体的连接方法如图1－22所示。
负极（－）
正极（＋）
负极（－）
正极（＋）
电源指示灯电池充电接口
电池组电池开关
图1－22 电池组与电源开关的连接方法
接下来，将电源开关的另外一端的插头与主板的电源接口连接在一起，具体的连接方法如图1－23所示。
1－23 电池组与主板的连接方法
当电池组的电量用完了以后，我们需要用充电器对电池进行充电，那么，充电器与电池组的连接方法如图1－24所示。
图1－24 充电器与电池组的连接方法
3．扬声器的连接方法
机器人主板电源接口（DC :5V ）
交流220V 电源
扬声器（喇叭）是机器人发出声音的器件，利用它我们可以让机器人唱歌等，扬声器与主板的连接方法如图1－25所示。
图1－25 扬声器与主板的连接方法
到此为止，机器人主板测试的硬件部分就连接完了。 4．主板测试方法 （1）．打开软件
在桌面上双击 图标，打开通用机器人编程软件，如图1-26所示：
图1-26 打开软件
（2）．语言选择
在标题栏中点击“设置”在下拉菜单中选择“语言选择”，然后选择QBasic 语言，如图1-27所示：
图1-27 语言选择
（3）．编辑程序
把程序输入到编辑窗口中，如图1-28所示：
图1-28 编辑程序
（4）.语法检查
点击标题栏的“运行”选项，再点击“语法检查”,如图1－29所示，检查你编写的程序是否有语法错误，如果有错误会有提示，并进行修改。
图1－29语法检查
然后点击“连接机器人”，会弹出如图1-30界面：
图1－31 连接机器人
（5）．下传程序
把机器人下载线一端连接PC机串口,一端连接机器人主板上的下载口,打开5V的电源开关, “下传”两个字会由灰色变为黑色,如图1-32所示,代表着PC 和机器人主板通讯成功,然后点击“下传”按钮,进行程序下传,屏幕对话框中出现流动的下载线,同时可以看到下传的过程中,通讯下载线中部小盒中的绿色指示灯点亮。
六年级下册信息技术《走近机器人》备课 教案 六年级下册信息技术《走近机器人》备课教案 第11课走近机器人 教材分析： 本课主要有两大块内容：进一步深入了解和学习机器人的一般硬件特征和软件组成；掌握操作课堂教学机器的一般步骤。学生对机器人的硬件结构已经有了比较多的了解和学习，老师可以适当作一些演示和讲解，同时要引导学生，光有硬件结构的机器人还是不能正常工作的，还需要有机器人能读懂的程序。展开介绍机器人配套软件的重要性、界面、图标等方面内容，再过渡到课堂教学机器人的一般操作过程和方法，把前面两部分综合起，完成一个范例程序的下载、调试和运行。 教学目标： 1. 知识目标：了解机器人各部分的功能和组成；了解机器人编程的环境和界面。 2. 能力目标：学习操作和控制机器人的一般过程。 3. 情感目标：培养学生的想像能力和对学习机器人的兴趣。 教学重点：
学习控制机器人的一般过程。 教学难点： 程序的编写、下载、调试和运行。 课前准备： 一段舞蹈或音乐程序（教师演示操作过程）。 教学过程： 一、机器人的组成 机器人到底是由哪些部件组成的呢？请同学们先观看一段介绍机器人的录像资料，请留意以下方面的内容：机器人的大脑、机器人的手脚、机器人的眼睛、机器人的耳朵等。 通常一套完整的机器人设备，至少包含以下几个部件： 1. 微型计算机——机器人的大脑。 机器人的大脑就是电脑，一般都是由较复杂的芯片和电路组装而成的。 2. 传感器——机器人的感觉器官。 传感器是一种与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉对应，能代替人定量测出感知对象的信息量，并能把被测的信息量转换成电脑能识别、判断电信号的装置。常用的有红外传感器、光敏传感器、热敏传感器、声音识别等传感器。 3. 执行器——机器人的四肢和嘴。 执行器一般由电机和机械装置构成。用完成指定的动作，一般机器人的执行器有：马达、喇叭、风扇、机器臂、气缸
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）
认识机器人 教学目标 学情分析 对于机器人，六年级的学生非常感兴趣，他们在电影、电视节目中或多或少接触过，有的学生家里还买了扫地的机器人。认识机器人这一课，对他们来说，已经有一定的基础。但他们对机器人的具体概念是模糊的，对机器人的诞生、发展、分类没有一个具体的认识，甚至很多学生头脑中就认为机器人必须是和人长得一样的。因此本课重点是让学生比较系统的了解机器人的由来，机器人的发展，甚至让学生畅想机器人的未来。 另外，六年级的学生已经学习了小学阶段的所有信息技术基础知识，因此，学生的信息技术已经有了很强的基础，对于绘图软件的应用、网络资料的搜索、文档（Word或PowerPoint）的编辑已经非常熟练，所以本课的最后安排了一个选择性的课堂作业，让他们通过搜索编辑一个介绍机器人的文档，或绘制一个未来的机器人，学生在技术上已经没有难度，重点落在如何发挥学生的创意上。 重点难点 教学重点：机器人的由来及种类。 教学难点：概括常见机器人的三个基本组成部分。 教学过程 教学活动 活动1【导入】谈话引入，了解机器人的由来 教学环节1：谈话引入，了解机器人的由来 1.通过《机器人总动员》片断视频，引出今天讨论的话题——机器人。 学生媒体活动：观看视频 设计意图：视频引入，激发兴趣。 2.在学生观看视频的过程中，教师使用IPAD中的TeacherKit软件进行课堂点名。 设计意图：TeacherKit用于记录课堂表现，作为平时成绩的依据。
3.话题：人类为什么会想到要制造机器人的呢？ 学生媒体活动：回答老师问题 设计意图：机器人的出现不是偶然的，是人类创造工具后，对工具不断改进的结果。 4.出示一张图片，猜猜图片上的设备是什么？同时问问，你为什么会这么猜？ ----得出：世界上第一台工业机器人，是1959年美国发明的，名字叫Unimate(尤尼梅特)。 学生媒体活动：学生猜想，并说出理由。 设计意图：引导学生进行有意义的分析。 5.谁最早提出“机器人”这个名字呢？看视频回答老师问题猜想，并说出理由。通过看书了解视频引入，激发兴趣。 TeacherKit用于记录课堂表现，作为平时成绩的依据。机器人的出现不是偶然的，是人类创造工具后，对工具不断改进的结果。猜想并分析了解机器人的历史，知道为什么英语中机器人叫”Robot”的原因。 学生媒体活动：阅读书本了解相关知识。 设计意图：了解机器人的历史，知道为什么英语中机器人叫”Robot”的原因。 活动2【活动】交流讨论，了解机器人的种类、特点 1.你在日常生活中看到过机器人吗？ ----你看到的机器人是怎么样的？ ----它有什么特点？ 学生媒体活动：回忆生活中见到过的机器人。 设计意图：了解机器人的多样性。 2.出示各种各样的机器人，讨论它们的功能、外形设计。 学生媒体活动：猜想这些机器人的样子、结构等。 设计意图：了解不同的应用，机器人有多种样子。 3.说说机器人可以怎样分类。 学生媒体活动：说说分类及分类的依据。 设计意图：引导学生按依据进行分类。 4.看了那么多机器人，它们有没有共同的特征？----交流过程中，教师用TeacherKit 软件记录学生表现情况。 学生媒体活动：概括特征 设计意图：了解机器人的一般组成。 活动3【活动】辩论交流，机器人会不会超越并控制人类
认识机器人 ■教材分析 《认识机器人》是机器人相关课程的引入课，也是学生的学习机器人的第一课。本课主要安排了机器人的概念，分类，及发展历史。通过“认识机器人”让学生初步了解机器人，并激发学习兴趣，为今后的课程打下基础。 ■学情分析 本节课通过学习“认识机器人”让学生初步了解机器人。由于这是学生学习机器人的第一课，学生对此的学习热情非常高涨。考虑这是学生第一次机器人课，所以教学内容选择了最简单的机器人概念，分离和发展历史，旨在激发学生们的学习兴趣。。 ■教学目标 1.知识与技能 （1）首次了解机器人的概念及特点。 （2）了解机器人的发展历史。 （3）学会根据机器人的特点对其分类，激发学习兴趣，并对未来机器人的发展趋势有一定设想。 2.过程与方法 让学生在讨论中理解机器人的概念，学会根据机器人的特点对其分类。 3.情感态度与价值观 通过讨论认识机器人，感受机器人学习的快乐，进一步激发信息学习兴趣。 4.行为与创新 通过自主探究的学习方式，在固有知识学习的基础上对机器人进行分类，并对未来机器人的发展进行猜想。 ■课时安排 安排1课时。 ■教学重点与难点 教学重点：了解机器人的概念，分类和发展历史。 教学难点：根据机器人的特点对其进行分类。 ■教学方法与手段 演示法、讲授法、自主探究。
■课前准备 教学演示文稿、学件。 ■教学过程 教学环节教师与学生活动设计意图 一、导入师：同学们开始新课“认识机器人”之前，我们先来看一 段有趣的视频（播放超能陆战队片段） 师：同学们大白可不可爱呀？ 生：可爱！ 师：好的，我们今天的课程就是“认识机器人”（板书）， 同学们有没有人看过其他机器人的动画呢？ 生：（积极回答…）。 师：同学们说的真好！既然大家看了那么多机器人，那么 大家认为机器人应该是什么样的？ 生：像人一样/可爱的/笨笨的…. …. 通过动画视频， 活跃课堂气氛， 激发学生学习兴 趣，将学生引入 “认识机器人” 的主题 1.机器人概念师：（展示一些机器人与其他物品的图片）那么同学们来 看一下，这里面有哪些是机器人，哪些不是呢？ 生：指出机器人 师：好的，从这里面可以看出，机器人并不一定要像人， 机器人呢，是靠自身动力和控制能力实现各种功能的机器， 它是一种机器，大家明白了嘛？ 生：明白了 师：那么大家再根据这个定义想一下生活中有哪些机器人 呢？(适时展示一些图片，引导学生思维) 生：研究、讨论，回答 师：好的，大家回答的都很好 通过图片的展示， 并通过讨论让学 生们理解什么是 机器人 2.机器人发展历史师：那么这么多的机器人是怎么发展来的呢？大家有没 有看过三国演义呀？来看这张图片是什么？木马流牛对吗？ 生：对！ 师：这就是我国最早的机器人，诸葛亮用它来运送军粮。 外国的古希腊也曾经出现过“自动机”（放图片）。这些呢 都属于古代机器人 老师通过讲解让 学生们了解机器 人的发展史 二、认识机器人 3.机器人分师：我们来看看这位同学编写的程序，他是让机器人按照 图3的路线行走的，你发现程序有什么规律吗？如果在 logo中我画正方形也这么画吗？能不能精简一下？ 生：用重复命令。 师：对了，在机器人编程中不叫重复，叫循环。循环模块 老师先讲解机器 人的分类，再让 学生们根据学到 的知识对机器人 进行分类，加深
第13课认识机器人 一、教学目标： 1. 知识目标：了解机器人的产生、现状和发展。 2. 能力目标：收集有关机器人各个方面的资料，以小组为单位，进行编辑整理。 3. 情感目标：激发学习热情，从小树立爱科学的志向。 二、教学重点：机器人的发展史。 教学难点：能较快地、有针对性地收集有关机器人的资料。 三、课时安排：1课时。 四、课前准备：准备有关介绍机器人的演示文稿、照片、录像资料等。 五、教材分析：本课主要分成：知道机器人一词的由来、知道机器人的种类、了解机器人结构特征和不同功能、畅想未来机器人的发展方向等几方面。 由于学生对机器人的感性认识往往是通过电视、书籍等途径，大部分学生都认为：机器人就是像人一样的机器，能够做一些简单的动作等。在处理教材时，可以在开始上课时，让学生来交流：“你知道什么是机器人吗？”“机器人能做什么呢？”让学生大胆、充分地说出自己的见解。然后，教师出示有关机器人的幻灯片，较系统、完整地介绍机器人的由来、种类、特征、发展等，学生的学习兴趣就会被激发。本课要重点介绍机器人的发展史，介绍它们在各行各业中的“杰出”表现，同时让学生思考体会：机器人不一定是人形的样子！ 六、教学内容： 一、机器人的由来 几千年前人类就渴望制造一种像人一样的机器，以便将人类从繁重的劳动中解脱出来。西周时期，我国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人，这是我国最早记载的机器人。 机器人跟“Robota”有什么关系呀？ 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“Robota”,汉语音译为“罗伯特”——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，也没有感情，一个人能干三个人的活，公司因此而生意兴隆。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。呵呵，真是有意思……“机器人”就叫“Robota”啦。 今天，我们就来认识机器人，了解机器人，走进奇妙的机器人世界。 二、机器人产业
《走近机器人》教案 教学目标： 1.知识目标：了解机器人各部分的功能和组成；了解机器人编程的环境和界面。 2.能力目标：学习操作和控制机器人的一般过程。 3.情感目标：培养学生的想像能力和对学习机器人的兴趣。 教学重点： 学习控制机器人的一般过程。 教学难点： 程序的编写、下载、调试和运行。 课时安排： 2－3课时。 课前准备： 一段舞蹈或音乐程序（教师演示操作过程）。 教材分析： 本课主要有两大块内容：进一步深入了解和学习机器人的一般硬件特征和软件组成；掌握操作课堂教学机器的一般步骤。学生对机器人的硬件结构已经有了比较多的了解和学习，老师可以适当作一些演示和讲解，同时要引导学生，光有硬件结构的机器人还是不能正常工作的，还需要有机器人能读懂的程序。展开介绍机器人配套软件的重要性、界面、图标等方面内容，再过渡到课堂教学机器人的一般操作过程和方法，把前面两部分综合起来，完成一个范例程序的下载、调试
和运行。 教学建议： 根据不同的教学机器人和学生的信息技术水平情况，本节内容可以进行重新编写和整合。可以先在机房对机器人编程软件界面进行单独介绍和学习，尝试编写一段小程序，再进行机器人实践操作。也可以先讲解机器人的硬件结构，让学生有针对性地找一找，认一认“机器人大脑、传感器、执行器”等，学习机器人的编程软件。 本课要重点介绍教学机器人的操作步骤和方法，特别是在机器人软硬件的结合方面，应根据学生的信息技术能力基础，由简到难，逐步推进。一般可以让学生下载一段范例程序并尝试运行，观察学生的学习效果，有针对性地加以指导。 练习建议： 1.观察教学机器人，进行一些简单的组合、分拆活动，让学生来说一说机器人的各部件名称和作用。要求组内成员找到机器人各部件的名称和作用以后，互相说一说，并作适当的记录。 2.上机作业：按照机器人操作步骤和方法，下载一个教师提供的程序，并能够让机器人现场运行，想一想，这个程序是用来干什么的？在全体基本完成的基础上，对那些学有余力的学习小组，教师可作进一步的指导，对范例程序作一些修改。 一、机器人的组成 机器人到底是由哪些部件组成的呢？请同学们先观看一段介绍机器人的录像资料，请留意以下方面的内容：机器人的大脑、机器人的
关于智能机器人路径规划的认识 樊阳阳 仪器仪表工程学号2013704008 摘要 智能机器人是人工智能的理想研究平台，是一个在感知、思维、效应方面全面模拟人的机器系统，它是人工智能技术的综合试验场，可以全面地考察人工智能各个领域的技术。在简要介绍智能机器人及发展状况的基础上，深入阐述了机器人在其路径规划算法的研究现状，对全局的路径规化算法作出了详细的研究，指出各种算法的优缺点，提出建立嵌入式智能机器人路径规划平台，实现了基于嵌入式实时系统的智能机器人路径规划算法。 关键词：嵌入式技术；路径规划；智能机器人
On the Understanding of the Intelligent Robot Path Planning Abstract Intelligent robot is an ideal research platform, artificial intelligence (ai) is a comprehensive simulation in terms of perception, thinking, effect of machine system, it is a comprehensive range of artificial intelligence technology, can fully inspect all areas of artificial intelligence technology. The brief introduction of intelligent robots and the development status, on the basis of deeply expounds the robot in its research status quo of path planning algorithm for global path planning algorithm made a detailed research, and points out the advantages and disadvantages of various algorithms, the proposed embedded intelligent robot path planning platform, realizes the intelligent robot path planning algorithm based on embedded real-time system. Key words:Embedded technology;Path planning;Intelligent robot
第1节认识机器人 【教学目标】 1．知识与技能目标 （1）初步认识机器人，了解机器人的定义和基本构成。 （2）理解机械传动的基本知识。 （3）掌握机器人的发展及应用，讨论未来人与机器人的关系。 2．过程与方法 通过相关图片、视频，帮助学生理解和开阔视野并展望未来；通过讨论，引导学生结合实际生活，感受现代机器人的广泛应用及与人类的辩证关系；类比人类，通过小组自学探究，帮助学生掌握机器人的基本构成。 3．情感态度与价值观 感受机器人给我们的生活、学习带来的影响和价值；辩证地认识机器人技术的应用价值，增强社会责任感。 【教学重点】 机器人的基本构成以及广泛应用。 【教学难点】 辨识机器人以及理解齿轮传动这种机械传动方式。 【教学方法】讲演法、任务驱动下的自学探究法、小组讨论法 【课时安排】1课时
计算机控制和可编程，所以不是机器人，例如，一般的遥控玩具汽车可以通过遥控手柄控制运动，但由于没有计算机控制和编程，所以无法完成“走迷宫”等活动。 4、讨论 围绕我国科学家对机器人的定义及机器人定义三要素，观察身边的世界，想一想，你认为哪些机器可以称为机器人，为什么？ （二）机器人的基本构成 1、类比（人类处理信息的过程） 2、自学探究，回答问题： （1）常见的传感器种类有哪些？ （2）什么是“单片机”？ （3）“单片机”的优点及在生活中的广泛应用？ （4）机器人机械传动的主要方式有哪些？（5）“齿轮传动”中，“加速装置”和“减速装置”的区别主要在哪里？ （6）将齿数为10的齿轮与齿数为30的齿轮分别搭建成2个装置，转动手柄时，会发生什么现象？填写下表： （三）机器人的发展方向 师：随着机器人技术的发展，人们开发了各式各样的具有感知、决策、行动和交互能力的机器人。 1、机器人分类 （我国，从应用环境出发） 工业机器人 特种机器人 2、举例 外骨骼机器人；达芬奇手术机器人；（图文资料）Atlas机器人；无人驾驶汽车。（播放相关视频） （四）教学机器人 1、师：了解了这么多有关机器人的知识，相信，很多同学都对机器人学习产生了浓厚的兴趣，那么，对于我们来说，如何学习机器人知识才是较为便捷有效的呢？ ——教学机器人
第1课认识机器人 备课时间：上课时间： 一、教材分析 本课是苏科版《小学信息技术（6年级）》教材“机器人”单元中的第1课，从结构上承领整个机器人单元的教学内容，从内容安排上看具有综合性的特点。 二、学情分析 本课学习之前，学生没有接触过实体机器人，学生的认知水平一般保持在虚拟编程机器人的初步印象上。教师在教学中，应突出机器人的历史、来源、分类和发展4个方向，并借助实物、图片等素材工具为学生提供感性知识。 三、教学目标 1. 知识与技能 （1）能够初步了解机器人的概念。 （2）可以找出生活中的机器人。 （3）能够描绘出生活中机器人的作用。 2. 过程与方法 （1）了解机器人的历史和分类。 （2）掌握机器人的发展方向。 3. 情感、态度与价值观 培养学生对于新科技的学习兴趣，激发求知欲。 四、教学重点与难点 教学重点：机器人在生活中的运用实例。 教学难点：机器人的一般工作原理。 五、教学方法与手段 演示教学法、探究学习法。 六、课时安排 安排1课时。 七、教学媒体或资源 多媒体网络教室、系统控制软件、实体机器人。 八、教学过程 （一）展示与引入 师：同学们，你们看过《变形金刚》吗？ （播放《变形金刚》片段） （学生观看） 师：其中你印象最深刻的是哪位金刚啊？其实这些能变形的金刚就是以生活中的机器人为原型，别以为它们离我们很遥远，其实就在我们身边哦！今天让我们一起走进机器人的世界。 （板书：第1课认识机器人） （二）新授一：初识机器人 （首先了解机器人的概念）
师：介绍机器人的特点： （1）自动控制。 （2）结构形态。 （3）完成动作。 生：观察机器人的图片，听教师介绍。 师：看教材的相应内容，归纳机器人的历史、特征和起源。 （三）新授二：机器人的发展 师：机器人的发展经历了复杂的过程。 （打开图片） 第1步：第一代机器人。 示教再现型机器人。 （学生观察图片） 第2步：第二代机器人。 感觉机器人——有一定的知觉能力。 （学生观看相应图片） 第3步：第三代机器人。 智能机器人——最聪明的机器人。 （学生看图，并举例） 师：讨论，你的身边有哪些机器人在工作呢？ 生：展开思考和讨论。 （四）新授三：机器人分类 师：刚才同学们介绍了那么多的机器人，可是我有点糊涂了，它们都是一家人吗？没有任何的区别吗？ （学生分小组讨论） （教师播放相应的资料，引导学生探索） 师：按照功能的不同，我们可以给机器人分类，让我们来汇报一下自己的研究成果。 （学生汇报） （五）巩固与思考 师：今天，我们一起研究了机器人的很多内容，这些看似简单的机器人，其实凝聚了很多高新科技，在后面的学习中，我们将去深入研究。 师：请同学们打开教材的“实践园”，来为机器人做一份知识普及的小报吧！ 九、板书设计 十、教学反思
六年级信息技术下册第11课常见的机器人教 案闽教版 1、了解常见的机器人。 2、了解未来机器人及学术界开发机器人的准则。 3、查找资料，制作一个以机器人为专题的网页。教学重点： 1、机器人的分类及其用途。 2、开发机器人的准则。教学难点：机器人的分类及其用途。教学过程： 一、激趣导入：教师：同学们，猜猜它是谁？人们不敢做的事情它敢做，人们做不来的事情它能做；它既不要吃，也不要喝，更不用休息了。你知道它是谁吗？它就是我们的新朋友智能机器人。 二、新课： （一）机器人分类、工作特点及其应用范围 1、自学课文63－65，完成下列作业：（1）根据机器人的应用领域可分为己类？（2）每类机器人都是怎样开展工作的？ 2、交流学习成果。 3、从网络上搜索资料，举例说明机器人工作特点及其应用范围。如：自主式军用机器人车辆自主式车辆不需要操作手，而是依靠自身的人工智能来完成预定的动作和任务，主要特征是采用
了许多先进而可靠的传感器和高速计算机系统，需要复杂的人工智能/专家系统程序。在地面行驶时能选择最佳路线和地形到达目的地。自主式车辆的地面导向需要快速计算机处理系统，而其观察系统需要有高水平的图像识别能力。虽然自主式车辆是机器人车辆的发展方向，但目前各种自主式车辆研制都未达到实用阶段，大都是半自主式，而且完成的车型也不多，自主式工作能力有限。应用范围军用机器人车辆的应用范围很广，而且还在不断地扩大。目前军用机器人车辆的主要应用有下列几个方面。如：扫雷、排除爆炸物、哨兵站岗巡逻等。 （二）未来机器人 1、自学课文66－67，思考：（1）未来机器人与现在机器人有何区别？（2）机器人开发原则是什么？为什么要遵循这条原则？ 2、学习交流 三、应用：查找相关资料进行分类整理，制作一个关于机器人的专题网页。 四、课堂小结：教师：这节课我们学习什么内容？讨论一下。大家还有什么疑问吗？提出来我们共同解决。对机器人有兴趣的同学课后可以在互联网上继续查阅。
六年级下册信息技术《走近机器人》备 课教案 www.5y kj.co m 第11课走近机器人 教材分析： 本课主要有两大块内容：进一步深入了解和学习机器人的一般硬件特征和软件组成；掌握操作课堂教学机器的一般步骤。学生对机器人的硬件结构已经有了比较多的了解和学习，老师可以适当作一些演示和讲解，同时要引导学生，光有硬件结构的机器人还是不能正常工作的，还需要有机器人能读懂的程序。展开介绍机器人配套软件的重要性、界面、图标等方面内容，再过渡到课堂教学机器人的一般操作过程和方法，把前面两部分综合起来，完成一个范例程序的下载、调试和运行。 教学目标： .知识目标：了解机器人各部分的功能和组成；了解机器人编程的环境和界面。 2.能力目标：学习操作和控制机器人的一般过程。 3.情感目标：培养学生的想像能力和对学习机器人的兴趣。
教学重点： 学习控制机器人的一般过程。 教学难点： 程序的编写、下载、调试和运行。 课前准备： 一段舞蹈或音乐程序（教师演示操作过程）。 教学过程： 一、机器人的组成 机器人到底是由哪些部件组成的呢？请同学们先观看一段介绍机器人的录像资料，请留意以下方面的内容：机器人的大脑、机器人的手脚、机器人的眼睛、机器人的耳朵等。 通常一套完整的机器人设备，至少包含以下几个部件：.微型计算机——机器人的大脑。 机器人的大脑就是电脑，一般都是由较复杂的芯片和电路组装而成的。 2.传感器——机器人的感觉器官。 传感器是一种与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉对应，能代替人定量测出感知对象的信息量，并能把被测的信息量转换成电脑能识别、判断电信号的装置。常用的有红外传感器、光敏传感器、热敏传感器、声音识别等传感器。 3.执行器——机器人的四肢和嘴。 执行器一般由电机和机械装置构成。用来完成指定的动
1教学目标 2学情分析 对于机器人，六年级的学生非常感兴趣，他们在电影、电视节目中或多或少接触过，有的学生家里还买了扫地的机器人。认识机器人这一课，对他们来说，已经有一定的基础。但他们对机器人的具体概念是模糊的，对机器人的诞生、发展、分类没有一个具体的认识，甚至很多学生头脑中就认为机器人必须是和人长得一样的。因此本课重点是让学生比较系统的了解机器人的由来，机器人的发展，甚至让学生畅想机器人的未来。 另外，六年级的学生已经学习了小学阶段的所有信息技术基础知识，本单元已经是小学信息技术的最后一个单元，因此，学生的信息技术已经有了很强的基础，对于绘图软件的应用、网络资料的搜索、文档（Word或PowerPoint）的 编辑已经非常熟练，所以本课的最后安排了一个选择性的课堂作业，让他们通过搜索编辑一个介绍机器人的文档，或绘制一个未来的机器人，学生在技术上已经没有难度，重点落在如何发挥学生的创意上。 3重点难点 教学重点：机器人的由来及种类。 教学难点：概括常见机器人的三个基本组成部分。 4教学过程 4.1第一学时
4.1.1教学活动 活动1【导入】谈话引入，了解机器人的由来 教学环节1：谈话引入，了解机器人的由来 1.通过《机器人总动员》片断视频，引出今天讨论的话题——机器人。 学生媒体活动：观看视频 设计意图：视频引入，激发兴趣。 2.在学生观看视频的过程中，教师使用IPAD中的TeacherKit软件进行课堂 点名。 设计意图：TeacherKit用于记录课堂表现，作为平时成绩的依据。 3.话题：人类为什么会想到要制造机器人的呢？ 学生媒体活动：回答老师问题 设计意图：机器人的出现不是偶然的，是人类创造工具后，对工具不断改进 的结果。 4.出示一张图片，猜猜图片上的设备是什么？同时问问，你为什么会这么猜？ ----得出：世界上第一台工业机器人，是1959年美国发明的，名字叫Unim ate(尤尼梅特)。 学生媒体活动：学生猜想，并说出理由。 设计意图：引导学生进行有意义的分析。 5.谁最早提出“机器人”这个名字呢？看视频回答老师问题猜想，并说出 理由。通过看书了解视频引入，激发兴趣。 TeacherKit用于记录课堂表现，
第13课机器人的组成 ［教学目的与要求］ 1.学习机器人的组成。 2.能够掌握机器人组件的知识。 3.学会理解机器人“器官”与人类的相同和不同点。 4.通过交流，了解每一部分组件的主要原理和用途。 5.培养学生的信息素养。 6.感受机器人的工作特点。 7.尝试将机器人的各组件与实物对应起来。 8.观察机器人实物，体会机器人的组成特点。 ［课时安排］ 建议安排1课时。 ［教学重点与难点］ 1.重点：机器人的组成知识。 2.难点：学会将机器人实物与相应的组件联系起来。 ［教材分析与教法建议］ 1．教材的地位与作用 机器人组成是机器人部分的重要内容，本课为机器人部分的第二课，学生在之前已经初步了解了机器人的定义和发展历史，在本课中，教师应着重将机器人的实物引入课堂，让学生拥有更多的感性认识，并在此基础上形成较为完整的立体概念，为后续学习提供有利的引导。
本课的内容顺应前面知识，在教学上应保持教学内容的延续、畅通，教学环节连贯，并能够为后面课时的学习打下基础，让学生能够顺利形成一定的认知结构，促进其信息素养的提高。 2．教学方法指导 机器人的组件介绍是机器人部分的重要内容之一，在讲授使用方式的时候，可以采用范例讲解与学生自学相结合。因为本课知识点比较多，完全放手让学生自学，对于部分基础较弱的学生而言时间不够，所以必要的实例讲解可以大大提高教学效率。可以由教师演示范例，也可以鼓励学生自我尝试，利用讲授法集体授课，来提高本课的教学效果。在学习本课之前，应对学生进行必要的分组训练，保证每位学生都能有一定的学习空间和机会。 ［参考资料］ 1.机器人虽然是由多种配件构成的，但大致可分为4种。 －组织部：机器人的外型(身体，手，腿，脚，关节等)。 －传感器部：识别外部环境的部分(视觉传感器、声音传感器、嗅觉传感器、触觉传感器等)。 －控制部：判断识别到信息和抑制动作的部分(微型计算机)。 －驱动部：让机器人实际动作的部分(马达，液压装置，空压装置等)。 2.机器人的大脑：可以有很多叫法，可以叫做微控制器，微处理器，处理器或者计算器等，不过这都不要紧，通常微处理器是一块芯片，而其它的是一整套控制器，包括微处理器和一些别的元件。任何一个机器人大脑就必须要有这块芯片，不然就不能称为机器人了。 3.传感器：是机器人和现实世界之间的纽带。但就目前传感器技术而言，我们现在所能选用的传感器或者说负担的起的传感器不多。根据传感器的工作特征，可以分为光学传感器（比如红外传感器）、声音传感器（比如microphone）、力传感器（比如压敏传感器）、位置传感器（比如陀螺仪）。后面的章节中，将详细介绍这一组件。
六年级信息技术下册第11课走近机器人教案 4 浙江摄影版 1、知识目标：了解机器人各部分的功能和组成；了解机器人编程的环境和界面。 2、能力目标：学习操作和控制机器人的一般过程。 3、情感目标：培养同学们的想像能力和对学习机器人的兴趣。教学重点：学习控制机器人的一般过程。教学难点：程序的编写、下载、调试和运行。课时安排：2－3课时。课前准备：一段舞蹈或音乐程序（教师演示操作过程）。教学过程： 一、机器人的组成师：机器人到底是由哪些部件组成的呢？请同学们先观看一段介绍机器人的录像资料，请留意以下方面的内容：机器人的大脑、机器人的手脚、机器人的眼睛、机器人的耳朵等。通常一套完整的机器人设备，至少包含以下几个部件： 1、微型计算机机器人的大脑。机器人的大脑就是电脑，一般都是由较复杂的芯片和电路组装而成的。 2、传感器机器人的感觉器官。传感器是一种与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉对应，能代替人定量测出感知对象的信息量，并能把被测的信息量转换成电脑能识别、判断电信号的装置。常用的有红外传感器、光敏传感器、热敏传感器、声音识别等传感器。
3、执行器机器人的四肢和嘴。执行器一般由电机和机械装置构成。用来完成指定的动作，一般机器人的执行器有：马达、喇叭、风扇、机器臂、气缸等。 4、配套软件玩转机器人的大舞台。组装完成的机器人，没有软件是不会工作的，必须通过相关配套软件，编制程序，下载、调试后，才有可能让机器人按我们的设计意图忠实地执行。学生操作：观察自己的机器人，找出机器人的大脑、感觉器官、执行器等。 二、机器人调试请同学们在老师的指导下，先在电脑中完成机器人配套软件的安装，完成后运行该程序，尽快熟悉整个平台界面、操作步骤、菜单选项、图标功能。以“给机器人下载并播放一段音乐”为例，大家一起来学习和掌握机器人编程、调试和运行的整个过程。程序下载的一般步骤（教师示范）： 1、首先完成机器人的主体搭建。 2、检查机器人各部分连线是否到位，装入电池，查看机器人设备初始化自检是否正常。 3、关闭机器人电源，将机器人与电脑主机通过数据线连接。 4、启动相关软件操作平台，检测计算机与机器人通讯线路是否正常。一般在第一次使用时，都要先下载自带初始化程序到机器人的微型电脑中。
第12 课认识机器人 教学目的与要求］ 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。 课时安排］ 建议安排1 课时。 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。 教材分析与教法建议］ 1．教材的地位与作用 本课教学要密切结合学生学习与生活的实际，选取机器人为主题，注重介绍机器人的定义和特征，便于学生感受到较为直观的形象，并利用实体和相关资料进行介绍，让学生实现直观交流。 通过了解实物、图片展示、范例示范、任务驱动、小组合作探究等形式，让学生在实践中初步了解机器人的定义，并能对身边的机器人应用实例做出大致的判断。 2．教学方法指导 本课为机器人部分的起始内容，学生学情的参考尤其重要。教师在本课的教学中，要充分考虑到本地的实际学情和适宜的教学方法。 建议可以通过主题活动形式，以情境启发模式作为普及知识的重要方法来组织教学。 学习机器人的分类和发展趋势时，能够结合已有知识系统来组织学习，培养学生的学习实践能力和创新精神。在密切联系实际、有意义的“任务”情境中，鼓励学生知识迁移，通过完成任务来学习知识、获得技能、形成能力、内化理论。 参考资料］
3 ．机器人技术包括至少 4 门主要的学科分支： 1．辞典中所述，所谓的机器人是指“能够代替人类做事的自动装置或具有人类形态的 机器”。生活中的洗衣机、咖啡自动售货机、自动取款机等装置也可谓是机器人，因此，我 们可将机器人简单定义为： 机器人是具有能够识别目标物体和使其运行的功能， 并且按程序 执行操作的自动机器。 2．“机器人”名字的起源 据说，“机器人”这一单词来自捷克语中的“ Robota ”，即劳动的意思。“机器人”这一 单词，最早出现在 1920 年捷克斯洛伐克作家恰佩克发表的科幻剧“ Rossum's Universal Robots （ 罗萨姆的万能机器人 ） ”中，是小说中没有思想和情感的人造人中的主人公。 它一出 现就得到人们的普遍关注。现在 机器人” 是帮助人们做事情， 陪人们游戏或代替人们做危 险工作的人物。 ①电气工程 （ 电路和传感器 ）。 ②机械工程及加工 （ 齿轮、 电动机和机身 ） 。 ③计算机科学 （虚拟智能行为 ） 。 ④艺术 （ 外观、风格和情趣 ） 。 参考教案］ 1．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 ） 设计意图： 应用多媒体技术引入课题，从熟悉的内容出发，揭示课题， 标。 2．确定主题 为下面的讨论明确目 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。
11 认识机器人 1教学目标 知识与技能: 1. 认识“机器人”名称及由来; 2. 通过观看机器人的图片与视频,了解机器人的种类,感受到机器人的基本特征。 过程与方法: 1. 通过观看机器人的图片与视频,了解机器人; 2. 通过实物认识机器人; 3. 通过辩论述说机器人的发展。 情感、态度与价值观: 1. 产生主动关注并了解机器人的兴趣; 2. 对机器人是否会取代人类产生质疑。 2学情分析 虽然六年级的学生对电脑的操作与基础知识有了一定的了解。但对本课认识机器人来说,大家都不是非常熟悉。 但是机器人这个话题对学生来说,又是充满科幻与想象的。是能够激发学生的好奇心的。 3重点难点 a) 重点:从多方面来认识机器人,理解机器人的定义; b) 难点:能认识教师出示的机器人,及辩论。 4教学过程 4.1第一学时 4.1.1教学活动 活动1【导入】导入 我校前不久来了一批机器人,看图。 说说你所了解的机器人。 提题:板书“认识机器人” 活动2【活动】角色扮演
师:你知道机器人英文怎么说吗? 生:ROBOT. 师出示机器人课文。学生分角色扮演朗读。 要求,扮演机器人的同学要机器人的感觉。 活动3【活动】讨论为什么会有机器人 师生交流为什么会有机器人,你觉得是什么原因? 学生说说。 师讲述机器人的诞生是人类社会不断进步的原因。 如:犁田,人-牛-拖拉机-大型机械 又如:洗衣服 ,人-手摇式洗衣机-蒸汽式洗衣机-波轮洗衣机-智能滚筒洗衣机。师小结,人类憧憬一种机器来代替人,从而把人类解放出来。 活动4【讲授】机器人的由来 ROBOT 原意“奴隶” 《罗萨姆的万能机器人》 机器人的历史机器人形象和机器人一词,最早出现在科幻和文学作品中。1920年,一名捷克作家发表了一部名为《罗萨姆的万能机器人》的剧本,剧中叙述了一个叫罗萨姆的公司把机器人作为人类生产的工业品推向市场,让它充当劳动力代替人类劳动的故事。 第一台机器人 真正意义上的机器人出现在1959年。当时,美国人英格伯格和德沃尔制造出了世界上第一台工业机器人。这台机器人外形像一个坦克的炮塔,基座上有一个可转动的大机械臂,大臂上又伸出一个可以伸缩和转动的小机械臂,能进行一些简单的操作,代替人做一些诸如抓放零件的工作。 活动5【讲授】各种各样的机器人 1、北京现代汽车制造车间内的焊接机器人(视频) 学生说感受。 2、仿人形机器人 3、家庭保洁机器人 4、防爆机器人
1 第一章 走进机器人 人与机器人 —“机器人”I want to know!让我们一起走进智能机器人的世界！ 随着智能机器人的不断发展，我们的生活中已经出现了很多鲜明的机器人在不知不觉的帮助着我们的生活，同学们说说都有什么样的机器人在我们生活中出现了呢？ 相信大家都看过影片《机器人瓦力》 在影片中我们的地球被我们自己双手毁坏 的无法生活，而选择居住在外星球大家因此 没有了快乐。而真实世界里我们更需要爱惜 地球保护环境，让我们和机器人一起来创造 和谐的地球，美好的家园。 机器人的问世改变了世界，人们为此减 少了工作量提高了产品质量，创造出更多的 社会财富。不仅在中国，世界各地的人们都 在使用机器人为世界做出有力的贡献。 当然任何新事物的出现都有利有弊，只不过利大于弊，很快就得到了人们的认可。比如汽车的出现，它不仅夺了一部分人力车夫、挑夫的生意，还常常出车祸，给人类生命财产带来威胁。虽然人们都看到了汽车的这些弊端，但它还是成了人们日常生活中必不可少的交通工具。英国一位著名的政治家针对关于工业机器人的这一问题说过这样一段话：“日本机器人的数量居世界首位，而失业人口最少，英国机器人数量在发达国家中最少，
2 而失业人口居高不下”，这也从另一个侧面说明了机器人是不会抢人类的饭碗。 说了这么多相信同学们也该明白：没有机器人，人将变为机器；有了机器人，人仍然是主人。 好了大课堂总结时间到了：什么才是智能机器人呢？感知、思维和行为是机器人是否具备智能的三要素。智能机器人具备的环境感知能力，对执行任务和将感知与行为联系起来进行思维、判断的载体。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统。”它能为人类带来许多方便之处。 1、 机器人不应该伤害人类; 2、 机器人应服从人的一切命令，但不得违反第一定律。 3、 机器人应保护自身的安全，但不得违反第一、第二定 律。 人们对制造机器人，制定出必须遵守的三条法则。 你还知道哪些机器人？说说他对我们 生活和工作带来那些帮助。 智能型教育机器人实验指南