智能机器人综合实践活动课案例.doc

七年级综合实践活动课《智能机器人》案例
金禧中学 余宇宏

一、活动背景
智能机器人是现代高科技的集成体，是21世纪的科技至高点之一。智能机器人集成了数学、力学、机械、电子、自动控制、传感技术、通信、计算机、人工智能等多项技术，是信息技术发展的综合体现，能全面激发学生对科技的兴趣，是中小学技术课程和综合实践课程的良好载体，在把智能机器人的教学内容渗透到综合实践课程中，能有效培养学生的动手能力、逻辑思维能力、创造能力和协作精神，符合新课改的精神。因此，我们开展了“智能机器人”这一综合实践活动课。

二、活动目的
1、培养学生勇于探索未知世界，积极参与实践活动的意识。
　　2、引导学生运用机器人套件，设计、制作智能机器人，并进行比赛，在活动中提高学生的观察分析、动手、创造能力，培养他们的参与、竞争、实践、协作意识。
3、认识智能机器人，了解相关信息，形成感性认识，动手组装实践，并编写程序进行比赛。

三、活动过程
第一阶段
了解机器人：
1、让学生了解为什么要学习智能机器人。是因为智能机器人是现在高科技的集成体，是21世纪的科技产物。智能机器人集成了数学、力学、人工智能、通信、自动控制等领域的前沿理论和机械、电子、传感器、计算机等众多领域的高新科技。
2、让学生了解什么是机器人。真正意义的机器人应该是一个具有一定智能的计算机控制系统，是按照人类的某种方式进行工作的一种机器。
3、让学生了解机器人的特点。尽管机器人的外形、功能有千差万别的变化，但是任何一个智能机器人都应该具备三大功能即三大部分的机构：感知机构、职能机构和执行机构。

第二阶段
学习组装机器人：
1、学习机器人的基本机械构造。让学生通过视频的方式了解机器人的组装过程以及机器人的基本结构。让学生以分组的形式，对简单机器人进行拆装。在拆装过程中，学生逐步的掌握机器人是由驱动装置即马达，以及控制装置即处理芯片组成。
2、学习机器人的感应器。将机器人的感应器分别给学生进行介绍，包括：红外避障感应器用于检测外界的障碍物，地面灰度感应器用于检测地面的颜色深浅，火焰探测感应器用于检测外面存在的火源，触碰感应器用于检测接触到机器人的物体，指南针感应器用于确定机器人所朝的方位。以此让学生掌握各类感应器的外观以及使用的范围。
学习编程语言：
1、学习机器人的基本运行指令。学生学习控制机器人的基本指令，包括前进FD,后退BK，左转LT，右转RT。并通过使用这些指令控制机器人做出各种各样的运动。在仿真环境中，让学生使用基本指令控制机器人完成布置的任务。任务由简到难，让学生控制机器人走正方形，正三角形，正六边形，正五角星。学生在控制机器人完成任务来掌握基本指令的知识。
2、学习机器人的重复命令。对基本指令完成的任务进行分析，引入重复命令REPEAT，让学生学习如何运用重复命令来使我们的程序编写更为简洁、高效。让学生运用重复命令将前面的任务进行完成，以对比的形式让学生了解重复命令在使用上的好处。
3、学习使用条件语句来控制机器人。这部分以走迷宫的任务，让学生了解如何使用程序来控制机器人对外界信息进行判断，以此来控制机器人完成走迷宫的任务。学生从任务分析开始学习，对迷宫的任务进行分析，并从分析中总结出迷宫任务完成的方法可以通过左手法则或者右手法则来实现，以及使用到的机器人感应器为红外避障感应器。根据对迷宫任务的分析和迷宫任务使用到的，来对条件语句进行讲解。让学生掌握如何使用感应器反馈的信息对机器人的运动进行控制。让学生通过控制机器人来完成走迷宫的任务，掌握条件语句的使用。

第三阶段
竞赛活动：
在学生基本掌握了机器人的组装和程序编写之后，以竞赛任务的方式让学生更好的学会智能机器人这门课程。活动中，将学生进行分组并确定小组长，让学生既可以学会团队协作，又可以让能力强的学生起到领导的作用。
组织机器人灭火竞赛。机器人灭火是机器人活动中的常见项目，这个项目对学生的编程和组装能力要求较高。学生在完成任务时，需要先对任务的场地和要求进行分析。在分析完成之后，选择合适的驱动装置和感应器进行灭火机器人的组装。这一部分对学生动手能力要求较高，因此小组长应该选择组装能力强的同学来完成这部分的任务。还要选择程序编写能力强的同学对任务进行程序的编写。同时，小组长需要对组装和程序编写进行相应的协调，使两者可以合理的结合到一起。在完成任务的过程中，学生还会经历机器人的调试。机器人的调试主要是由机器人结构的调试和机器人的程序调试结合完成的。在完成调试的过程中，学生要对机器人在任务完成中的情况进行记录。根据记录的情况对机器人进行调整。在一连串调试完成之后，学生基本可以完成任务。这时，以竞赛的方式让学生之间进行比较，在比较中学生可以看到其他同学完成的情况，也可以从这些情况中，了解到自己的优势以及劣势，再继续对自己的机器人进行更好的调整。

四、学生活动总结
通过《智能机器人》的实践活动，我们懂得了智能机器人的基本知识、学会动手组装机器人和为机器人编写程序，让我们的综合知识和技能得到进一步的提升。通过智能机器人的实践活动，我们总结如下：
一、学习智能机器人，让我们掌握了很多其他学科的知识。
二、在机器人的活动中，学会了与人的沟通及合作、对他人的尊重、毅力与自信心的树立及时间的合理分配、利用。
三、培养了我们的团队精神、创造与创新精神、多学科知识、解决问题的能力。
四、让我们学会在面对困难的时候，不能放弃，要努力向前去解决困难。
五、我们在看到自己的机器人完成任务的时候，心里能感到非常的开心，和同学分享成果的感觉很好。

五、教师点评
通过智能机器人综合实践活动的开展，不仅让学生接触到了21世纪的科技产物，学习了很多课本之外的知识，也培养了学生的动手能力和团队的合作能力。学生在学习过智能机器人之后，不单单学习了智能机器人的知识，通过竞赛等一系列的活动，学生的综合能力也得到提升。特别是在参加各种竞赛活动的表现也是老师们非常满意，屡次在竞赛中获得优异的成绩。同时通过实践活动的开展，学生的临场表现能力，分析能力也是得到了明显的提高。