第十二课初试机器人
【教学目标】
1.通过教学用实体机器人的展示与操控,了解实体机器人的组成及相关操作。

2.通过仿真软件的学习,了解仿真环境下机器人与活动场地的搭建方法。

3.在控制机器人完成一个简单任务的过程中,了解图形化编程的一般步骤以及机器
人工作的简单原理,进一步激发学习机器人的兴趣。

【重点难点】
教学重点:教学用机器人的组成及相关操作:仿真软件的简单使用。

教学难点:电机或传感器的接口设置。

【学情分析】
本课为浙教版《信息技术》九年级下册第三单元第2课《初试机器人》第二课时。

学生通过初中前两年的学习已经具备了良好的信息技术操作能力,通过本单元第一节课的学习,学生了解了机器人的概念、发展及应用,掌握了机器人的一般组成,对智能机器人有浓厚的兴趣。

经过本节课第一课时学习,学生基本上已经熟悉纳英特机器人仿真系统的界面。

本校是一所县城比较不错的初中,学生动手能力强,具有良好的学习探究能力,所以适合开展自主探究学习,学生学习自觉性高,所以采用任务驱动的模式进行教学,且机器人在学生日常生活中并没有普及使用,所以学生对机器人充满好奇心,学习积极性高。

【教学目标】
知识与技能:熟悉仿真环境下机器人与活动场地的搭建方法,了解机器人工作的简单原理。

过程与方法:通过观察扫地机器人了解机器人的工作原理:通过搭建虚拟扫地机器人掌握搭建虚拟机器人的方法,通过搭建房子掌握搭建场地的方法。

情感态度与价值观:通过分析搭建身边常见机器人,让学生体会机器人不是那么高深的东西,让学生体会到学习的成就感,并激发学生学习机器人的兴趣。

【环境素材】
1.网络教室和纳英特机器人仿真系统。

2.教学课件、学习帮助视频和范例机器人。

【教学过程】
教学
环节
教师活动学生活动设计意图
引入
(上一节课布置任务:《我想要发明的机器人》)
师:《认识机器人》这一课中学习了机器人的知识后,大家就“发明”
了各式各样的机器人,同学们都是伟大的发明家,我选取了部分同
学的发明成果和大家一起分享一下。

展示学生想要发明的机器人,请两位学生分享自己的想法。

师:今天老师也带来了一个机器人,这个机器人让我家变得干净整
洁,还帮我省了好多时间和力气,现在就请同学们看一下我的这个
一起欣赏同
学们梦想中
的机器人,思
考回顾机器
人工作原理。

展开学生想象的翅
膀,让学生先想象再
操作,不会束缚学生
思维,而且能让学生
回忆机器人的工作
原理及组成,为后面
搭建机器人做铺垫。

机器人的工作状态。

观察扫地机
器人从想象回到现实,从
具体可操作的问题
着手,方便学生学习
基础知识。

任务一:搭建机器人
我们刚才已经观察了机器人的工作状态了,现在请同学思考一
下,扫地机器人是怎样实现工作的呢?
学生讨论扫地机器人的工作原理,请代表起来回答。

教师总结:扫地机器人要用到的组件:红外避障传感器、碰撞传
感器、轮子、马达、指南针传感器……引出本堂课任务:用纳英特
机器人仿真系统搭建出扫地机器人。

布置任务:现在我们就尝试用上节课介绍的纳英特仿真系统搭
建一个扫地机器人,每个同学都要完成的任务是让机器人能行走,
也就是添加马达和轮子。

思考扫地机
器人工作原
理。

让学生思考出机器
人的组成,再让学生
操作,学生更有兴趣
和目的性。

师:现在请同学打开纳英特仿真系统,尝试搭建一个扫地机器
人,具体的操作方法可以参考教学平台上的操作步骤,也可以观看
学习视频。

部分学生掌握安装组件方法时,请学生演示操作方法,教师补
充并总结操作要点。

学生通过自
学教学平台
的教程或者
微课,尝试搭
建机器人,小
组成员讨论,
组员互助。

用任务驱动的方式
自主学习提高学生
解决问题的能力。

学生继续操作,教师巡视观察学生完成情况,并做指导。

提示学生如
果已经安装好轮子加马达,可以尝试让机器人实现其他功能,如避
障、识别方向。

大部分学生完成作品时,展示学生成品:同学们觉得这样组装实际
应用时会不会存在问题?可能有时候障碍物在左侧有时候在右侧,
有时候在前方,所以可能用到不只一个红外传感器或者碰撞传感
器。

而且传感器要朝向不同的方向,该怎么调整呢?刚才有没有同学
在操作的过程中已经学会调整了?
请学生演示调整组件。

师:现在问题又来了,用了多个传感器之后,机器人知道是哪
个传感器获取信号,它又该让哪只马达产生反应呢?这时候我们就
需要给各个组件编上端口号了!机器人的端口号就类似于同学们的
学号,要具有唯一性,而且在编写的时候要有规律,自己容易记得,
它对于后期控制机器人工作非常重要!
现在就请同学们调整好自己的机器人,并为各个部件编好端口
号。

欣赏同学的
作品,并反思
自己的作品。

学生代表演
示调整组件
调整机器人
并编端口号
结合实际问题,学生
更容易理解为什么
要调整
任务二:编辑任务二:编辑场地
基本上同学已经为自己的机器人添加了马达和轮子,还有部分
同学安装了其它传感器,那大家的机器人会在什么环境中工作呢?
通过自学教
学平台的教
程或者微课,
让学生搭建一个房
子模型,可操作性
强,学生积极性高。

场地现在请同学们为你的机器人编辑一个工作的场地。

编辑场地的方法和搭建机器人类似,同学们可以触类旁通,如果有困难,可以参考教学平台上的操作步骤,也可以观看学习视频。

当然你也可以和同学讨论。

(教师已经为同学们准备了房子的轮廓,大家只要在里面添加上家具就可以。

)
部分学生掌握安装部件方法时,请学生演示操作方法,教师补充并
总结操作要点。

(强调要添加起始点和终点)尝试编辑场地,小组成员讨论,组员互助。

机器人上阵师:同学们搭建了机器人,还给它提供了工作环境,现在我们就尝试
让机器人动起来。

——进入仿真
演示进入仿真:有了规则(想要机器人做的任务)、场地、机器人,机
器人还是不能执行任务——缺少程序,讲解程序的作用。

并提示后
面的课程将会学习机器人编程,让机器人动起来,而且机器人设计
一般不会一次就成功,需要调试调整。

观看教师演
示并思考领
会程序的重
要性。

编程与调试是后期
学习的内容,所以本
堂这一环节只要让
学生领会它的重要
性就可以,不需要学
生学会操作。

课堂调查反馈
由于仿真系统的作品不方便提交,课堂时间又有限,老师不能
一一欣赏同学们的作品,所以现在请同学们打开学习平台的“课堂
调查”栏目,做一个学习成果反馈。

调查结果反馈。

在教学平台
中进行调查。

由于仿真系统功能
限制,学生作品不能
提交,评价比较困
难,所以用调查的形
式让学生自评进行
反馈
总结延伸
今天我们尝试了用纳英仿真系统搭建了一个虚拟的扫地机器
人,还为机器人编辑了一个虚拟的房间,操作还有困难的同学课后
还可以登录学习平台进行查漏补缺,也可以寻求老师和同学的帮
助,有兴趣的同学可以尝试着用虚拟机器人搭建一下你想发明的机
器人。

后面的课程我们就通过编程、调试,让你们的机器人完成各
种任务。

除了纳英特,大家也可以尝试其他一些不同特色的仿真软
件(比如萝卜圈,播放萝卜圈视频)。

看了最后一题调查的结果,相信
有一天,我们会有机会用上同学们发明的机器人!
通过总结加深学生
对本节课知识的印
象,通过延伸消除学
生没有搭建出自己
梦想的机器人的失
落。

教学反思。