信息技术机器人教案（精选8篇）
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：
http:// 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。5．找到并单击智能宝宝，将它拖放到仿真活动场地中。
刚才我们学习了虚拟仿真机器人的一些知识，可能有些小朋友手中有真正的机器人，下面我们以“能力风暴”AS-MII型机器人为例向大家简单介绍一下。
五、了解真实的机器人 机器人的模样? 机器人各个部位? 同学们可以看书也可以看老师这里的机器人来观察分析一下。你能说出仿真机器人和真实机器人的相同和不同之处吗？
师总结：同学们今天我们认识了机器人及我们新朋友：“智能宝宝”，可算是收获不小。他的本领可大，这节课，你们先自己研究，下节课我们接学习他的本领。教后记
第二课 智能宝宝学唱歌 教学目标：
1、认识仿真系统程序编辑界面和仿真环境演示界面；
2、学会设置声音模块，让“智能宝宝”发出声音；
3、学会保存程序。
教学重点：学会设置声音模块，让“智能宝宝”发出声音 教学难点：学会保存程序 教学时间：一课时 教学过程：
师准备好机器人唱歌的程序，上课时播放。（演示）
同学们，我们上节课一起认识了我们的新朋友机器人——“智能宝宝”。大家听听这是谁在唱歌？唱得这么好听？（生答）
同学们你们想不想像老师那样也让你的“智能宝宝”会唱歌？这节课我们就一起学习一下，怎样让“智能宝宝”唱歌。
一、认识仿真系统程序编辑界面和仿真环境演示界面 1．在“发音”模块上单击鼠标左键，出现发音模块； 2．将发音模块移到主程序图标下，单击鼠标左键；
3．主程序图标和“发音”模块之间用箭头连接起来，就表示成功了。4．在“发音模块”上单击鼠标右键，就弹出了设置对话框。
这是智能宝宝发音的时间，二分之一音符代表发音0.5秒，四分之一音符代表发音0.25秒…… 设置好了之后，我们单击“确定”按钮，看看原来的发音模块现在有什么变化？ 5．布置任务：
自己设置一个音符，发音时间为0.5秒。
“智能宝宝”练发声，让“智能宝宝”发出声音，必须在它的活动场地中才行。
二、学会设置声音模块，让“智能宝宝”发出声音 1．单击工具栏中的仿真图标。
2．单击“新建环境”按钮，进入系统仿真模块。
3．将“智能宝宝”拖到活动场地中，单击鼠标左键，“智能宝宝”就停在鼠标所在的位置，然后就会按照设置的音符发出声音。同学们，你听到声音了吗？好听吗？
引导学生提问：我想让“智能宝宝”发出多个音符，应该怎么办？ 布置任务：
同学们让“智能宝宝”唱出“1、2、3、4、5、6、7、1（高音）”。
同学们，让“智能宝宝”发一个音、发多个音，我们都学会了，是不是很容易，那下面我们再来考虑一下，要删除没有用的“发音模块”，应该怎么做？ 1．先用鼠标单击要删除的发音模块。
2．然后，把这个发音模块拖到垃圾箱里，就可以将它删除了。
小提示：
1、要删除连续的多个模块，可以从要删除的第一个模块起，将其下面的一串模块一并拖到垃圾箱中。
2、改变声音后，必须重新进入仿真环境中，“智能宝宝”才能发出新的声音。
删除了没有用的，但是我们已经设计好的程序怎么把它保存起来呢？同学们你们自己试着保存一下，根据咱们以前学习word保存的方法试一试。
三、学会保存程序
找到“保存”按钮，点击一下，保存完毕。也可以输上自己喜欢的名字，然后在保存，便于查找。
师总结：我们现在学的知识越来越有趣，这节课学习了，让“智能宝宝”发出声音，拿下节课我们研究什么呢？请同学们回去预习一下。教后记
第三课 唱支歌来给你听
教学内容：让“智能宝宝”唱出较完整的曲子 教学目标：
1、继续使用声音模块，让“智能宝宝”唱出较完整的曲子；
2、学会使用多次循环模块和永远循环模块；
3、会打开保存过的程序。
教学重点：继续使用声音模块，让“智能宝宝”唱出较完整的曲子 教学难点：学会使用多次循环模块和永远循环模块 教学时间：一课时 教学过程：
一、同学们，我们上节课一起学习了让我们的新朋友机器人——“智能宝宝”，发出单个音节。大家想象一下，他会不会唱一首完整的歌曲（生答）师准备好机器人唱歌的程序，上课时播放。（演示）
同学们听过了老师的“智能宝宝”唱完歌以后，下面就是你们也让你的“智能宝宝”学着唱一首完整的歌曲。这节课我们就一起学习怎样让“智能宝宝”唱一首完整的歌曲。
二、继续使用声音模块，让“智能宝宝”唱出较完整的曲子 展示歌曲： 小小歌唱家
歌曲《两只老虎》：4/4 1 2 3 1 | 1 2 3 1 | 3 4 5-| 3 4 5-| 5 6 5 4 3 1 | 两只老虎，两只老虎，跑得快，跑得快，一只没有眼睛，5 6 5 4 3 1 | 3 5 1-| 3 5 1-| 3 5 1| 我是一个 粉刷匠 粉刷本领 强，5 3 5 3 | 5 3 1 | 2 4 3 2 | 1| 刷了房顶 又刷墙 刷子飞舞 忙，5 3 5 3 | 5 3 1 | 2 4 3 2 | 1| 4 4 | 3 3 | 2 2 | 1| 5 5 | 4 4 | 3 3 | 2-| 挂在 天空 放光 明，好像 千万 小眼 睛。
师做课堂总结，我们从一个音符到一首完整的歌曲，一步一步教会了“智能宝宝”唱歌，收获简直太大了。下节课我们再来一起来看看他的眼睛是怎么看到东西的。教后记
第四课 一闪一闪大眼睛
教学内容：给“智能宝宝”“设置眼睛”模块 教学目标：
1、熟练掌握“设置眼睛”模块
2、掌握“延时等待”模块
教学重点：熟练掌握“设置眼睛”模块 教学难点：掌握“延时等待”模块 教学时间：一课时 教学过程：
上节课就有同学问我，“智能宝宝”有嘴巴会唱歌，那它有没有眼睛来看东西呢？现在我就来回答这些同学的问题，当然有了，而且它的眼睛还能一闪一闪的，很漂亮呢！不信，让我们一起做一做。
一、“设置眼睛”模块
1．找到“设置眼睛”模块，将它拖放到主程序的下面。
2．在“设置眼睛”模块上单击鼠标右键，我们就可以对机器人的眼睛进行设置了。看看你能让你的机器人宝宝眼睛一闪一闪了吗？
3．你还记得如何进行仿真测试吗？请点击“仿真环境”试一下。4．怎么样？看见机器人一闪一闪的大眼睛了吗？ 试身手：
让机器人左眼闪烁，右眼发绿光
做一做：让我们的机器人每隔一秒变换一种发光方式 每隔一秒就是通过“延时等待”模块来设置的。
二、掌握“延时等待”模块
1．将“执行器模块库”中的“延时等待”移到流程图生成区并连接在程序中的“设置眼睛”下方。“延时等待”主要是让机器人保持前一个状态一段时间。
2．右击“延时等待”，在弹出的对话框中输入 “等待时间”参数，以“秒”为时间单位。在这里我们输入“1”就行。最后点击“确定”按钮。
3.想让你的机器人眼睛多变换几次，就重复上面的操作，并改变“设置眼睛”中的参数即可。4．如果流程图较长怎么办？
请你试着点击一下工具栏中的“全图”按钮吧。请大家再试试“放大”和“缩小”这两个按钮。
试身手：
让机器人边唱歌边眨眼 提示：
师总结：你学会给机器人设置眼睛了吗下课后的练习做一下，给自己今天的表现打一下分数。教后记
第五课 智能宝宝做自我汇报
教学内容：掌握“显示”模块和“亮度检测”模块 教学目标：
1、熟练掌握“显示”模块和“亮度检测”模块
2、学会在系统仿真界面下添加蜡烛并显示亮度值
3、学会在系统仿真界面下添加图带并显示其地面灰度值 教学重点：熟练掌握“显示”模块和“亮度检测”模块
教学难点：在系统仿真界面下添加图带并显示其地面灰度值 教学时间：一课时 教学过程：
谈话：我们的智能宝宝真厉害，它又能唱歌，又能用眼睛进行交流？同学们想象一下智能宝宝还能干些什么？它能做的事当然不止这些，今天我们就来看看智能宝宝如何向我们做自我汇报。
一、智能宝宝做自我介绍 做一做：输入“I’m a robot.”。
1．把“显示”模块拖放到“主程序”的下面。“显示”模块主要用于在虚拟LCD上显示信息 2．输入“I’m a robot.”。然后单击“确定”按钮。提醒：可要注意打字的指法哟！
3．看到了我们的智能朋友为我们做的自我介绍了吗？ 试身手：请输入“Nice to meet you”。
评一评：请你自己尝试一下，显示信息最多能有几个字符？ 在显示模块的信息中能输入汉字吗？
二、智能宝宝向我们汇报蜡烛的亮度 做一做：显示蜡烛亮度的值
1．将“传感器模块库”中的“亮度检测”移到流程图生成区并连接在“主程序”下面。再将“显示”连接在“亮度检测”的下方。在“显示”的设置对话框中选中“引用变量”。2.单击亮度按钮，然后点击“亮度变量一”。3.在“系统设置”中单击“光源”，选择“添加”。
4.将鼠标移动到仿真区域，鼠标自动变成十字，单击鼠标后将产生光源效果。
同学们：在“光源设置”中，可以修改光源的半径和光源的渐变值，修改后点击“刷新”按纽，则设置的结果将在屏幕上显示出来。知识小天地： “亮度检测”模块主要用于检测环境的光线明暗，传感器的返回值为0～255，其值越大，说明光线越暗。
三、智能宝宝向我们汇报地面的亮度 拓展练习：
仿照机器人汇报蜡烛亮度的方法，试着让机器人汇报地面的亮度 想一想并试一试，我们可以在哪找到“地面检测”模块。知识小天地：
图带是代表不同的地面,在图带上用“地面检测”传感器可以测得它的值。值的范围在0～255，其值越大，说明地面的亮度越暗，越小图带度越亮。通过“实体设置”我们可以设置图带的长宽以及颜色。看到智能朋友向我们汇报地面检测的值了吗？
师总结：你学会让智能宝宝检测亮度了吗？课后的练习做一下，给自己今天的表现打一下分数。教后记
第六课 智能宝宝叫起床
教学内容：掌握“设置眼睛”和“发音”模块的结合使用 教学目标：
1、掌握“设置眼睛”和“发音”模块的结合使用
2、学会对亮度的检测判断
教学重点：掌握“设置眼睛”和“发音”模块的结合使用 教学难点：学会对亮度的检测判断 教学时间：一课时 教学过程：
谈话：同学们：俗话说“春乏秋困。”最近有没有人早上总是不愿意离开他那可爱的被窝，弄得起床后忙忙碌碌，生怕上学迟到。
现在呢老师想治一治大家的懒病呀，很简单，就让我们的智能朋友帮助大家按时叫你起床。
一、智能小闹钟
做一做：设定“智能小闹钟”
1．在显示模块中的显示信息中输入“Wake me up”，这样智能朋友在闹钟响起的时候还能显示相关信息。
2．在控制模块库中将永远循环模块连接到程序下面。
3．这可是最重要的一步。先将亮度检测模块连接到永远循环模块里面，可别放错了哟。下面就要右击亮度检测模块，对它进行设置。请单击“条件判断”，就可以对亮度进行条件判断了。4．“平均” “<”
“200”代表左右的亮度平均值小于200，即平均亮度比200亮度更亮的时候，条件判断成功，执行“是”一侧连接的模块；否则条件判断失败，执行“否”一侧连接的模块。
二、亮度的检测判断 检测方式：
平均检测左右两个光敏，再取平均值
左检测左侧光敏
右检测右侧光敏
偏差左亮度检测值与右亮度检测值的差值
5．当天亮时就发高音1和中音3。
你看到LCD显示的信息了吗？听到了小闹钟不断发出叫你起床的声音了吗？ 想一想：
为什么智能朋友能够不断地发出响声？
1．在显示信息中引入亮度变量，以便于我们可以从LCD中清楚的看到亮度的值。2．给亮度变量一赋值，让它小于80。3．在第一个亮度检测不成立的一端，连接下一个亮度检测让它小于220。
这样，当80<亮度值<220，就发出123的声音，当亮度值<80或者亮度值>220的时候，就发出321的声音。
师总结：你学会让机器人叫你起床了吗？对同学说你发现的窍门或感受 教后记
第七课 智能宝宝学走路
教学内容：掌握“设置眼睛”和“发音”模块的结合使用 教学目标：
1、学会设置直行模块，让“智能宝宝”动起来；
2、了解启动电机、停止电机和延时等待模块的设置方法。教学重点：学会设置直行模块，让“智能宝宝”动起来；
教学难点：了解启动电机、停止电机和延时等待模块的设置方法。教学时间：一课时 教学过程
谈话：同学们：“智能宝宝”的本领真大吗？我们已经知道了他的那几种本领？ 他会唱歌，能发光，……，那它会不会走路呢？这还用问，当然会了。
一、勇敢地迈出第一步
1．拖一个直行模块到主程序下。注意直行模块上的文字。2．在直行模块上单击鼠标右键，弹出设置对话框。
3．通过移动滑杆来确定行走的速度；数值是正数表示前进，数值是负数表示后退。小提示：
速度可以用两种方式进行设置。一是在速度对话框中直接输入前进/后退速度值；二也可以直接用鼠标拖动滑杆来设置移动速度。
同学们：好了，这样就设置完毕了，让我们到活动场地去看看效果吧。看看智能宝宝的起始位置，智能宝宝的行走路线和停止的位置。1）将速度的数值设置为正值，智能宝宝是（）。（前进 后退）2）决定“智能宝宝”后退的范围是（）。（-100～-1 1～100）3）“智能宝宝”前进时，数值越小，速度就越（）。（快，慢）4）“智能宝宝”后退时，数值越接近-100，速度就越（）。（快，慢）
5）“智能宝宝”移动的时间需要输入在（）里面。（时间输入框 速度输入框）6）“智能宝宝”移动的时间是按（）计算。（小时 分 秒）试身手：
（1）以100的速度，前进1秒；（2）以20的速度，前进1.5秒；（3）以-60的速度，后退1.5秒；（4）以-5的速度，后退1秒； 一直走（前进或后退均可）
二、两种方法任我选
让“智能宝宝”走起来，除了可以使用“直行”模块外，还可以使用执行器模块库中的：“启动电机”模块、“延时等待”模块和“停止电机”模块。
1、“启动电机”模块：让轮子开始转动
2、“停止电机”模块：让轮子停止转动
3、“延时等待”模块：维持当前状态 试身手：
使用这三种模块，编程让“智能宝宝”动起来。教后记
第八课 高高兴兴转起来
教学内容：掌握学会设置转向模块，让“智能宝宝”会自由自在的转弯 教学目标：
1、学会设置转向模块，让“智能宝宝”会自由自在的转弯；
2、让“智能宝宝”会按照简单图形的轨迹行走。
教学重点：学会设置转向模块，让“智能宝宝”会自由自在的转弯； 教学难点：让“智能宝宝”会按照简单图形的轨迹行走。教学时间：一课时 教学过程：
同学们：“智能宝宝”会走路了，大家开不开心？可是，大家想想“智能宝宝”要是遇到了转弯的道路该怎么办呢？ 老师告诉你们“智能宝宝”可聪明了，转弯也难不到它。
一、“智能宝宝”学转弯
提问：考考你们，你们认为控制“智能宝宝”转弯的模块是哪一个？是转向模块 让我们来看看“转向”模块如何设置吧。
同学们说说“转向模块”和“直行模块”的对话框，有什么相同点和不同点？ 试身手：
1、根据表中给出的数据，让“智能宝宝”转出下列角度。
角度速度时间
901000．25 1801000．5
2、下面的角度你能让智能宝宝做到吗，并把合适的速度和时间填在表中。
角度速度时间
135
二、“智能宝宝”走图形
同学们你的“智能宝宝”真聪明，既能够直行，又学会了转弯，让我出个题目考考它吧？ 考考你：
1）返跑：直行1秒钟，然后转弯180度，再直行1秒钟，回到起点 2）走“T”字形路线； 3）按照“正方形”的轨迹行走 师总结：
1、展示：
“智能宝宝”擂台赛，比一比，看谁编的程序最快，看谁走的最准确？
2、你觉的本节课自己“智能宝宝”的表现是： 优秀（）良好（）合格（）
3、你觉得全班同学中 的“智能宝宝”本节课表现得最好。教后记
第九课 小小舞蹈家
教学内容：进一步使用“直行”和“转向”模块，让“智能宝宝”掌握几种舞蹈的舞步。教学目标：
进一步使用“直行”和“转向”模块，让“智能宝宝”掌握几种舞蹈的舞步。教学重点：熟练使用直行和转向模块 教学难点：掌握几种舞蹈的舞步 教学时间：一课时 教学过程：
同学们：“智能宝宝”会走路了，他的歌唱得还很动听，如果它再会跳舞的话，那就更好了！今天我们就一起学习一下让“智能宝宝” 跳舞，看看他是怎么跳舞的。今天我就教大家几个舞步。
一、学跳8字舞 想一想：
8字可以看成是由（）个圆组成的图形。做一做：
1．拖一个“转向”模块，原地转第1个圆。速度 时间
2．拖一个“直行”模块，注意确定合适的位置。速度 时间 2． 拖一个“转向”模块，转第2个圆。好了，快到活动场地里去欣赏“智能宝宝”的舞姿吧！把你的“8”字舞的方案写下来：
程序流程图参数设置
除了老师教的这个方案之外，你还有别的好方案吗，把它写下来？
二、宝宝秧歌扭起来
试身手：扭秧歌（十字舞）的舞步： 行走路线： 师总结：
1）这节课，小组中最快完成程序编写的同学是，舞蹈跳的最标准的是 同学的“智能宝宝”。2）这节课，你觉得自己“智能宝宝”的表现是： 优秀（）良好（）合格（）
教后记：通过上节课的练习，这节课学生掌握比较好。
第十课 文艺演出显身手
教学内容：学会调用子程序，让“智能宝宝”载歌载舞； 教学目标：
1、学会调用子程序，让“智能宝宝”载歌载舞；
2、掌握编写子程序的方法。
教学重点：学会调用子程序，让“智能宝宝”载歌载舞； 教学难点：掌握编写子程序的方法。教学时间：一课时 教学过程：
谈话：同学们：听说，要举行文艺汇演了。我们的“智能宝宝”既会唱歌，又能跳舞，这次我可要大显身手了！
今天我们就一起学习一下让“智能宝宝” 跳舞，看看他是怎么跳舞的。今天我就教大家几个舞步。
一、“智能宝宝”载歌载舞
同学们你们知道吗，除了可以自己编写唱歌跳舞的程序之外，仿真系统其实已经给我们提供了一些编写好的程序供我们直接使用。涛涛：是吗，那我们应该如何调用这些程序呢？ 做一做：
1．在程序模块库中找到 “新建子程序”模块
2．在 “新建子程序”模块上单击鼠标左键，弹出设置对话框。3．在弹出的窗口中选择想要的子程序，单击确定按钮。
4．这时我们选择的子程序就出现在编辑区里了。但是，我们要使用这个子程序，还必须要回到主程序当中，调用之后才行。
5．单击工具栏上的 “主程序”按钮，回到主程序编辑区。6．把“歌曲1”模块拖到 “主程序”下面，歌就添加好了。试身手：
自己添加一个“三步舞”的子程序。
7、好了，“三步舞”也加好了。看，是不是有点载歌载舞的味道了！同学们现在行了，我们可要到文艺汇演中大显身手了。
二、自己来编“子程序”
同学们，其实，除了仿真系统给我们提供的这些系统子程序之外，我们自己也可以把一些需要重复使用的一组模块编辑成子程序，直接使用。做一做：
把“1、2、3、4、5、6、7、1（高音）”做成子程序。1．单击“新建子程序”模块，弹出设置对话框。
2．选择“自定义”，子程序名称改为“音阶”，然后单击“确定”按钮。3．在“子程序”下面添加“发音”模块。
4．回到“执行器模块库”，添加“1、2、3、4、5、6、7、1（高音）8个“发音”模块。5．再回到“程序模块库”，添加 “子程序返回”模块。
6．好了，“音阶”子程序设置完毕。现在，我们就可以调用了。小提示：
我们自己编写的子程序，只能在当前的文件中使用，不能在其它的文件中调用。师总结：
（1）小组中最快掌握使用“子程序”的同学是（2）这节课，你觉得自己“智能宝宝”的表现是： 优秀（）良好（）合格（）教后记
第十一课 碰碰撞撞走起来
教学内容：掌握在前方和后方有障碍物时，“碰撞检测”模块的的设置方法 教学目标：
1、掌握在前方和后方有障碍物时，“碰撞检测”模块的的设置方法；
2、能够让“智能宝宝”在行走过程中，前方和后方碰到障碍物时自动地调整方向继续行走 教学重点：掌握在前方和后方有障碍物时，“碰撞检测”模块的的设置方法
教学难点：能够让“智能宝宝”在行走过程中，前方和后方碰到障碍物时自动地调整方向继续行走。
教学时间：一课时 教学过程：
同学们：如果我们的“智能宝宝”撞在了墙上，它会不会有知觉呢？
“智能宝宝”身上有一圈碰撞环，就像我们的皮肤一样，它能感觉到来自“前、后、左、右”四个方向发生的碰撞。
一、灵敏的触觉
做一做：试试“智能宝宝”的触觉灵敏吗？ 1．从“控制模块库”拖一个“永远循环”模块
2．从“传感器模块库”拖一个“碰撞检测”模块到“永远循环”模块下。
3．在 “碰撞检测”模块上单击鼠标右键，弹出设置对话框，单击“监测判断”按钮。
4、在方向设置中的“前”上打上“√”，然后单击确定按钮，来判断前方有障碍物的情况。5．在流程图上原来的“碰撞检测”模块变成了需要判断的“碰撞检测”的模块
6．在“碰撞检测”模块“是”的流程线上添加“转向模块”。当智能宝宝前方碰到障碍物，就转向180度。
7．在“碰撞检测”模块“否”的流程线上添加“直行模块”。当智能宝宝前方没有碰到障碍物，就直行。
好了，快让“智能宝宝”到活动场地中去试试吧。
二、自动地调整方向
8．在活动场地中首先要设置“环境”，添加障碍物。单击“实体”——“添加障碍物”——“矩形”（单击）
9．用鼠标在活动场地中添加一条“矩形”障碍物。
10．重复第7步和第8步的操作，在活动场地中再添加一条“矩形”障碍物。11．好了，让我们的“主角”闪亮登场吧。
12．快看，“智能宝宝”碰到障碍物后，自动转向了。比一比，说一说：
“直行”模块中时间设置的长或者短，对“智能宝宝”有什么影响？ 试身手：
设置“碰撞检测”模块来判断身后有障碍物的情况，注意“直行”模块要设置成后退才行！师总结：同学们看见了吧，“智能宝宝”的触觉就是这么灵敏。我们所学的只是你都掌握了吗？ 教后记
第十二课 巧避障碍物
教学内容：继续学习在左方和右方碰到障碍物时，“碰撞检测”模块的设置方法，让机器人能在封闭的房间内自由行走。教学目标：
继续学习在左方和右方碰到障碍物时，“碰撞检测”模块的设置方法，让机器人能在封闭的房间内自由行走。
教学重点：掌握在前方和后方有障碍物时，“碰撞检测”模块的的设置方法 教学难点：让机器人能在封闭的房间内自由行走。教学时间：一课时 教学过程：
同学们：上节课，我们的“智能宝宝”碰到前方和后方的障碍物时，已经能够轻松应付了，如果障碍物在左方和右方，设置的方法也一样吗？
今天我们就一起研究一下这个问题，你们就来当一会自己的老师教给好吗？
一、避障走房间
做一做：在封闭的房间内自由行走 1．从“控制模块库”拖一个“永远循环”模块
2．添加一个“碰撞检测”模块，先判断前方有障碍物的情况。3．如果前方有障碍物，就先转向，然后再直行。转向设置：速度：80 时间：0.2秒 直行设置：速度：80 时间：0.2秒
4．如果前方没有障碍物，就再添加一个“碰撞检测”模块，判断左方有障碍物的情况。5．如果左方有障碍物，就向右转向，然后再直行。转向设置：速度：80 时间：0.3秒 直行设置：速度：80 时间：0.2秒
6．如果左方没有障碍物，就再添加一个“碰撞检测”模块，判断右方有障碍物的情况。7．如果右方有障碍物，就向左转向，然后再直行。转向设置：速度：—80 时间：0.3秒 直行设置：速度：80 时间：0.2秒
二、封闭房间内自由行走
8、如果前、左、右方都没有障碍物，就让“智能宝宝”直行。直行设置：速度：80 时间：0.2秒 好了，到“活动场地”中去试试身手吧。注意，要选择“蜡烛场地”环境
9．先选择“蜡烛场地”环境，然后单击“进入环境”按钮。10．好了，我们就在这个场地中让“智能宝宝”显身手吧。11．蜡烛我们暂时还不用，可以在“光源”中，把它删除掉。
师总结：学会了让“智能宝宝” 避障走房间，我们的“智能宝宝”也很高兴，看他玩得多开心呀。教后记
第十三课 喜欢光明朝前走
教学内容：掌握“亮度检测”模块中的“偏差”方式 教学目标：
1、掌握“亮度检测”模块中的“偏差”方式
2、学习“亮度检测”的判断
教学重点：掌握“亮度检测”模块中的“偏差”方式 教学难点：学习“亮度检测”的判断 教学时间：一课时 教学过程：
同学们：你听过夸父追日的故事吗？其实呀，我们的“智能宝宝”也能像夸父一样追日，不信就来跟我做一做。
一、朝亮处走
想一想：机器人怎样才能朝亮处走呢？
机器人有两个光敏检测器（即亮度检测器），左右各1个。这样机器人就能检测到它左前方和右前方的光强。利用亮度检测模块中的
“偏差”，就可以测得哪个方向亮，然后让我们的机器人朝亮处走就行了。做一做：让智能宝宝朝亮处走
1．“启动电机模块”，让机器人宝宝走起来。使用“显示模块”来显示光敏检测器检测到的亮度的值。2．将“亮度检测”连接到程序下方。
其中“方式”选择“偏差”，条件一中的“亮度变量一”<0。
3．当判断成立时，即“亮度变量一”<0时，机器人就左转并前进。想一想：（填写“<”,“>”）
当“亮度变量一”<0时，应该是左边的亮度_____右边的亮度。
4．当“亮度检测”判断不成立时，再加上一个“亮度检测”让它继续进行判断。5．在“亮度检测”中，“方式”选择“偏差”，条件一中的“亮度变量一”>0。
二、“亮度检测”的判断 想一想：（填写“<”,“>”）
当“亮度变量一”>0时，应该是左边的亮度_____右边的亮度。
6．当“亮度检测”判断成立时，即“亮度变量一”>0时，机器人就右转并前进。
看看吧，这就机器人宝宝朝亮处走的完整程序。下面我们就到仿真环境中去试一试吧！7．单击“光源”，添加蜡烛。8．放入“智能宝宝”，进行试验。师总结： 评一评：
我的试验做成功了吗？
我对同学说（我发现的窍门或感受）你学会让机器人宝宝朝亮处走了吗？ 教后记
第十四课 自由行走好开怀 教学内容：掌握红外避障的方法 教学目标：
1、掌握红外避障的方法
2、让机器人在单间屋内自由行走 教学重点：掌握红外避障的方法 教学难点：让机器人在单间屋内自由行走 教学时间：一课时 教学过程：
同学们：以前我们的智能宝宝总是按照我们设定好的距离或路线进行行走，能不能让它自由的走路，而又不会碰到障碍物呢？
当然可以了，我们的智能宝宝可聪明啦。因为它有一双特殊的眼睛，那就是红外传感器。知识小天地：
世界上有些光波我们是看不到的，像红外光以及紫外光就属于这类光波。机器人就是利用红外光看物体的。
机器人的红外传感器包括两个红外发射器和一个红外接收器，能够检测到机器人左/右/前方是否有障碍物。
一、单间屋内自由行走
做一做：让机器人在单间屋内自由行走
1． 用鼠标将“传感器模块库”中的“红外检测”模块，移到流程图生成区并连接在“永远循环”模块的下方。
2．设置时，右击“红外检测”模块，将出现“红外测障模块”设置对话框，选择“检测完后进行条件判断”，则可以进行条件判断。先判断前方有障碍物的情况。3． 当前方有障碍物就让机器人左转一个角度。
4．将“控制模块库”中的“条件判断”模块连接到“红外测障”模块不成立的一方，并将条件赋于“红外变量一”，然后判断左边是否有障碍物。5．当左边有障碍物就让机器人右转一个角度。
6．再连接一个“条件判断”模块，然后判断右边是否有障碍物。7．当右边有障碍物就让机器人左转一个角度。
8．当机器人前、左、右都没有障碍物时，就让机器人前进。同学们瞧，你们设计的流程图是不是这样？ 让“智能宝宝”去仿真系统的场景中去试一试吧！想一想：
如果将程序中最后的前进的时间过长，那么机器人在红外避障行走会有什么结果？ 试一试：
改变一下机器人避障时的转角参数，看看机器人在避障行走时的样子。
师总结：这节课我们学会了让“智能宝宝” 在单间屋内自由行走，他的本领就更大了，下节课我们再来看看他还有那些本领。教后记
第十五课 绕木行走 教学内容：
1、学会利用红外检测绕着物体行走 教学目标
1、学会利用红外检测绕着物体行走
2、掌握对红外探测半径的设置
教学重点：学会利用红外检测绕着物体行走 教学难点：掌握对红外探测半径的设置 教学时间：一课时 教学过程：
谈话：同学们：上节课我们学习了“红外检测”模块，我们的智能宝宝在没有人干预的情况下能够自由的行走，真有意思。
这有什么，利用“红外检测”模块，我们的智能宝宝还能表演许多项目呢？今天我们就看看我们的智能朋友为我们表演绕木行走。
一、绕左木行走
想一想：机器人是怎样实现绕木行走的？
其实很简单。我们利用红外检测的功能，当机器人接近障碍物时就离远点，当感觉不到障碍物时就在靠近点。做一做：让机器人绕木行走 假设木头在机器人宝宝的左边。
1．让机器人红外检测左边然后做出相应的判断。
2．当左边离木头太近时，就向右走一走，当机器人感觉不到左边有木头时再向左走走。想一想，直行的时间长一点好吗？去仿真场景中去试一试 3．添加矩形障碍物作为木头。
4．将仿真机器人放到障碍物的左边，看看你的机器人走的好吗？ 想一想：
你会调整红外变量值的大小吗？ 练一练：
如果木头在机器人的右边，你应该怎样设置呢？
二、绕前木行走
做一做：当木头在机器人的前边，让机器人绕木行走 1．用红外检测机器人前方，当发现障碍物时就右转。2．当前方没有障碍物时，再连接上一个红外检测，检测障碍物的左方。3．如果左方有障碍物，机器人就右转，如果左方没有，机器人就左转。你的机器人绕木行走了吗？ 填一填：
当前方右障碍物时，你的机器人宝宝右转的参数是：速度：_____ 时间：______ 师总结：机器人绕木行走的原理同学们掌握了吗？主要是利用红外检测发现障碍物的原理。教后记
第十六课 智能宝宝灭火演习
教学内容：
1、综合复习仿真机器人的模块操作（复习课）教学目标
1、综合复习仿真机器人的模块操作
2、了解机器人灭火比赛
教学重点：综合复习仿真机器人的模块操作 教学难点：了解机器人灭火比赛 教学时间：一课时 教学过程：
同学们：我们以前学习了分别利用红外和碰撞检测进行行走，能不能让智能宝宝结合这两种检测模块自由行走呢？
你的想法很好，这当然可以了。就让我们一起来看看吧！
一、潇潇洒洒走起来 做一做：
1．回忆我们以前编写的红外避障和碰撞避障两个程序。2．启动程序，编写红外避障行走。
3．将碰撞避障行走程序连接到红外避障行走程序的下面。4．进入“标准灭火场地”，删除光源。拓展学习机器人灭火比赛 灭火比赛简介： 美国三一学院的Jake.Mendelsohn创立了这一比赛，目前已成为美国规模最大的机器人比赛。机器人灭火比赛是一项能动手、有观赏性、有活力和悬念的活动。它涉及机械、电子、硬件、软件、人工智能和工程组织等方面的知识，可以使参赛者获得极好锻炼。另一方面，通过参加比赛，参赛者将学会战胜失败，为工程作出长期计划和组织。灭火比赛规则：
机器人灭火比赛是让机器人在一间平面结构房子模型里运动、尽快找到并熄灭蜡烛以模拟现实家庭中机器人处理火警的过程。
比赛场地：建筑物的墙壁33cm高，由木头做成，刷成白色。比赛场地要求平整。所有的走廊和门口宽都是46cm。门口是一个46cm的开口，用一个白色的2.5cm宽的白色带子或白漆印迹表示房间入口。机器人将从一个30cm直径的标有
AI-RCJ虚拟足球机器人做为一种好的游戏工具、好的教育载体、好的教育资源融入到信息技术教学中, 通过我们不断的实践研究, 发现它有着独特的魅力, 与信息技术课程相结合, 学生可以从虚拟实践中获得创新思维, 在思维创新中涵养综合素质。
一、教学内容分析
AI-RCJ虚拟足球机器人 (如图1) 是AI-CODE游戏教育系统的一个重要分支, 是一个以虚拟足球机器人为控制对象进行程序设计和比赛竞技的教育系统, 它综合运用了物理、数学、计算机等多学科知识。学生可以运用机器人快车, 通过流程图式的图形化编程方式编写程序, 赋予足球机器人进攻和防守的能力后, 再在虚拟平台AIRobot上进行对弈赛。
整个智能足球机器人教学体系包括五部分, 其中, 《初识机器人》和《足球机器人动起来》是基础类, 《进攻机器人》、《守门员》、《我的球队》三个模块是整个教育体系的核心部分。在这三个模块中渗透给学生计算机程序设计的基本思想、顺序结构、循环结构、分支结构;让学生了解数学平面坐标、体会不同质量的物体碰撞带来的不同效果和状态。
《单向进攻机器人》是《进攻机器人》模块中的一课。在《进攻机器人》的模块教学中, 我们根据学生认知的规律设计成《单向进攻》和《双向进攻》 (如图2) , 入门由浅入深, 将课堂教学成梯度呈现给学生。这样的教学设计, 可以将教学难点分散, 学生能够理解也容易实现, 有利于调动学生学习的积极性, 使学生在快乐轻松的学习气氛中进入更深层的思考。
二、教学对象分析
五年级学生初步掌握了计算机操作的基本技能。在此之前学习了《初识机器人》和《足球机器人动起来》两个教学模块, 对AI-RCJ智能足球软件的基本操作和图形化编程环境有所了解, 对足球机器人充满好奇, 有着浓厚的兴趣。
三、教学目标及教学重难点
(一) 教学目标
1. 知识与技能
(1) 认识“条件循环”和“将球踢入某点”图标。
(2) 理解球场坐标, 能简单计算球门点坐标。
(3) 会编写单方进攻足球机器人程序。
2. 过程与方法
能够分析机器人的动作, 大胆运用图标指令, 通过科学的方法思考问题, 并大胆尝试, 通过反复试验获得成功的体验。
3. 情感态度
愿意和小组同学交流思想, 培养学生合作意识和实事求是的科学态度, 提高学生对计算机科学的兴趣。通过比赛竞技, 引发学生深层的思考, 提高动手能力和团结协作能力。
(二) 教学重点和难点
教学重点:理解球场坐标, 会编写单方进攻足球机器人程序。
教学难点:学会分析机器人的动作, 大胆运用图标指令, 通过科学的方法思考问题并大胆尝试, 通过反复试验获得成功的体验。
四、教学方法、过程及整合点
(一) 教学方法
本课采用直观演示法、尝试教学法、讨论法等教学方法, 整合教师的启发教学和学生探究法的优势, 并加入多媒体直观教学, 引导学生自主探究、合作交流, 充分发挥学生的主动性, 提升学生的自主学习能力。
(二) 教学过程
五、教学环境
根据本节课的教学内容, 需要计算机网络教室的教学环境。计算机操作系统为Win2000/XP, 计算机需要安装AI-ARJ虚拟足球机器人软件。
六、教学反思
《单向进攻机器人》点燃了学生研究足球机器人的热情, 许多学生在课后都将AI-RCJ软件拷回家中使用, 还利用课余时间研究, 兴趣浓厚。现在许多学生都喜欢网络游戏, 作为教师怎么抓住这一契机转移学生的兴趣点, 引领学生, 促进学生信息技术应用水平和信息素养的发展, 笔者认为这种竞技类游戏软件无疑是一种好的途径。
随着学习的深入及难度的增大, 如何保持学生的兴趣, 使学生从游戏的表象真正走进理性的思考, 也是我们在教学中需要思考的问题。在教学中笔者发现应该注意以下几点。
(一) 将专业术语转换成生活化语言
笔者从学生的年龄特点和认知水平出发, 将一些抽象的专业术语转换成生活化的语言。如:将程序设计中的变量, 比喻成“小匣子”, 循环, 介绍说为“反复做”。这些生活化的语言让学生能够接受, 并且容易理解它们的作用。课堂上将生活化的语言和专业术语有机结合, 学生好理解, 并较快地接受了专业化名称。
(二) 课堂教学设计要有梯度, 入门要由浅入深
在整个智能足球机器人教学体系中, 教师应该根据学生认知的规律, 注重观察学生的表现, 每节课设计的内容应呈现梯度, 入门课由浅入深。
如:本节课的《单向进攻机器人》就是《进攻机器人》模块的第一个梯度, 将机器人简化为单方进攻, 将球踢入球门的位置简化成具体的坐标点。这样学生只需要使用三个指令、设计一个参数, 就可以实现一个进攻机器人的设计。等学生能够理解这样的设计思路后, 再进入第二个梯度, 将单项进攻改成双向进攻。这样的课堂设计, 循序渐进, 学生能够理解也容易实现, 看到自己设计的机器人能够进球, 他们有一种成就感, 在欣喜的同时有了持续学习研究的动力。在快乐轻松的学习气氛中进入更深层的思考。
(三) 小组合作, 重在学生去探究发现, 重发展性评价
针对学生之间的差距我们采用小组相互合作的方式教学, 通过相互带动弥补了学生之间的差距。教学中, 应注重学生探究发现、解决问题的过程和学生在这一活动中分析、比较、推理、判断等逻辑思维的发展。课堂上提倡发展性评价的理念, 关注学生在学习过程中思维的发展和提升, 关注孩子的积极情感和态度, 以过程评价为主。
总之, 通过本节课学生不仅学会了计算机程序的几个概念和编程思想, 还学会了一种分析-推理-实践的科学的方法, 获得合作探究的体验过程。信息技术课程不仅仅是技术性和工具性学科, 只要抓住青少年的心理特点, 找到好的教育资源和教育途径, 信息技术教学就会向更高层次, 向培养学生思维和综合素质的方向不断发展。
摘要：机器人教学是信息技术教育的重要内容。如何开展机器人教学, 该文以教案的形式向我们阐释了关于机器人教学的一般方法、步骤。
【关键词】机器人教育;信息技术;课程改革
【中图分类号】G633.67 【文献标识码】A 【文章编号】1005-6009（2015）22-0068-01
【作者简介】赵春声，江苏省镇江市教育局教研室（江苏镇江，212000）教研员。
随着科学技术日新月异的发展，人类社会正进入以机器人为代表的智能化时代，机器人教育越来越受到人们的关注。在一些发达国家，机器人教育已经在中小学得到了普及，在我国基础教育阶段，机器人教育才刚刚起步。因此，在信息技术课程中开展机器人教育成为信息技术课程改革发展的一个趋势。江苏省句容高级中学的机器人创新教育课程基地在这个方面做出了积极的可贵的探索。
首先，机器人教育可以成为学习程序设计的基石。基础教育用到的机器人的编程软件功能简单，大都具有图形化、模块化的特点，它能够通过靠鼠标的拖拽实现编程，不像一般程序设计语言那样要记很多语句。同时，所有编写出来的程序都能执行，程序中出现错误能够在编写中指出，不会出现运行中出错的情况。虚拟机器人通过软件平台对所编写的程序进行仿真，实体机器人通过硬件的实际行动来执行人们编写的程序，使初学编程的人不再觉得编写程序是抽象的、没有具体运用价值的一件事，而是实实在在地看到自己所编写的程序的功能与作用。
其次，机器人教育可以作为人工智能的学习平台。机器人是人工智能研究与应用的一个具体领域。随着微电子和人工智能技术的发展，目前的机器人大都配有相关的智能部件。在高中阶段开展对机器人的探索和研究，通过对看得见、摸得着的人工智能实际应用的问题展开教学，能够使学生受到有关人工智能科学的启蒙教育，既能促进学生的个性发展，又能促使学生未来产生对信息技术的追求。
再次，机器人教育是培养学生实践能力与创新精神的载体。当今全球基础教育改革的趋势就是，以知识为核心的教育逐步转变为以能力为核心的教育，知识成为学习的载体而不是目标，机器人教育正是体现这一教育思想的最佳方式之一。
机器人的硬件系统和软件系统是一个有机的整体，两者相互支撑，相互作用，缺一不可。在机器人的教学和学习中，既需要编写程序，又需要硬件的搭建，因此，在机器人教育中，需要学生动脑与动手相结合，需要学生能够创新思维。在一些机器人比赛中除了规定项目外，还有创意项目，重点展示选手自己设计制作的机器人。创意项目更多地展示了学生的创新能力与实践能力、合作能力和应变能力。
一、教学目标 【知识和技能】
⑴初步认识VJC仿真软件中的程序模块。⑵会用“直行”和“转向”程序模块。（3）初步了解“顺序结构”程序 【过程和方法】 ⑴体验编程的过程。
⑵了解编程解决问题的思想和方法。【情感态度和价值观】
⑴培养学生善于观察，发现问题，用于尝试。
⑵让学生认识到学习上要善用方法，才能提高学习效率。
二、教学重难点 【教学重点】
⑴会用直行和转向程序模块控制机器人直行和转向。⑵懂得通过修改模块参数改变机器人的运动效果。【教学难点】
⑴能正确修改模块参数指挥机器人完成需要的动作。
三、教学过程 1．导入：
（1）大家看看，这个是什么？
（2）上节课，我们让它在VJC仿真软件又能跳舞，又能灭火，大家想不想指挥它，让它听你的话，动起来？今天我们从最简单学起，先来教它走路，好不好？出示课题：第17课 机器人行走。（3）出示两个模块，问：这两个模块分别有什么特征？（4）引出直行模块可以前进、后退；转向模块可以左转、右转。2．任务一：机器人走直线
（1）阅读P72-73，自学机器人走直线。如果你的机器人能顺利走直行，那么想想：怎样才能让机器人走得更快更远呢？
（2）组长检查，帮助组员解决问题。
（3）出示三种流程图的情况，让学生判断哪个流程图能走直线。（4）小结：连接线
结束模块
顺序结构、垃圾箱（5）指名演示怎样才能让机器人走得更快更远。（6）师小结： 速度和时间参数
（7）你们想想，当我们调整速度和时间参数时，直行模块的名称和方向会有变化吗？
说说你的发现。
（7）小结：速度大于0前进，等于0停止，小于0后退。
3.任务二：机器人学转弯
（1）转向模块中同样有速度和时间两个参数，请同学们根据表16-2的速度和时间取值，试一试。并思考下列问题：
a.机器人怎样才能右转、怎样才能左转、怎样才能停止？ b.机器人转的角度和什么有关系？(2)学生尝试操作。
（3）汇报填表结果，和思考的问题。
（4）延伸：右转45度、右转60度、左转60度的参数是多少？ 4.总结 直行模块和转向模块用法。5.任务三：显身手（1）完成p74实践园(2)出示一个右转的直角，问：能否让机器人转一个90度的弯？请大家试一试。
1.知识与技能
◆认识碰撞传感器;
◆掌握简单的碰撞方向确定方法：
◆学会使用嵌套语言编程。
2.过程与方法
◆通过机器人功能演示，让学生完成“碰碰车”的任务;
◆通过学生自主体验实施机器人碰碰车的任务，培养学生的动手能力、创新能力、分析问题和解决问题的能力。
3.情感态度与价值观
◆增强学生使用人工智能来实现日常生活中问题的意识。
【教法选择】
以任务驱动、自主探究、分组协作为主，教师指导为辅的教学方法。
【教学重点】
1.认识并了解碰撞传感器;
2.理解简单的碰撞方向的确定方法、掌握碰撞传感器的使用，能简单应用碰撞传感器解决生活中的一些简单问题，促进创新思维的发展;.
3.理解并掌握逻辑表达式。
【教学难点】
如何让学生应用碰撞传感器解决生活中的一些简单问题，促进创新思维的发展。
【教学过程】
一、创设情景，导入新课
教师活动
有很多同学玩过碰碰车吧?那么碰碰车是怎样感受到外界的碰撞，并改变行走方向的呢?因为它们安装了碰撞传感器。在机器人身上安装碰撞传感器，就像人类有了触觉器官一样，利用它来判断是否碰到物体。通过机器人碰碰车学习碰撞方向的确定，从而了解碰撞传感器的应用。下面老师就给你们演示一下碰碰车机器人。
学生活动
观察机器人碰碰车的运行，此环节调动了学生的学习兴趣。
二、展现目标，引入任务
教师活动
在上一环节为学生演示了碰碰车机器人的功能，接着为学生讲解碰撞传感器的功能和安装方法，并强调碰撞方向的设置以及嵌套语句的使用方法。
学生活动
学生小组讨论，研究实施方案，教师指导。
三、自主学习，任务探究
教师活动
1.布置学习任务一：搭建实物机器人;
2.指导学生以小组为单位，合作完成碰碰车机器人的搭建。鼓励完成快的同学当小组长，辅导制作有困难的学生;
3.布置学习任务二：程序设计。
学生活动
1.结合教材完成任务一。在练习过程中，完成快的同学辅导制作有困难的同学;
2.结合教材完成任务二。在学习过程中，收集各组制作时出现的问题，协作探究，找到解决问题的方法，让学生在活动中，分享学习的快乐。
教师活动
1.引导和激励各组的探索学习，让学生通过观察、比较、探究、合作等一系列学习活动，归纳总结知识结构，完成“各显神通”;
2.启发学生将碰撞传感器的应用与生活实际相结合，看看还有哪些教材中没有提到的实际运用。
学生活动
动手实践，小组讨论，实际应用。
四、学习评价、归纳总结
教师活动
1.利用教学平台展示学生的作品，学生进行自评和他评;通过归纳总结，让学生进一步强化本节课所学的知识内容;
2.启发引导学生完成教材“博弈舞台”中的任务;
3.提示学生将本节课的学习成果及学习感受记录到“成长基石”中。
学生活动
1.欣赏作品，自评、他评;
2.完成“博弈舞台”中的任务;
3.记录学习成果及学习感受。
[教学内容]:设置幻灯片背景、设置填充背景、使用应用设计版式。
[教学目标]:
1、设置幻灯片背景色。
2、设置填充效果背景。
3、使用应用设计版式。
[教学重点]:设置幻灯片背景
[教学难点]:设置填充效果背景。
[教学准备]:演示文稿、多媒体电脑室
[教学过程]:
一、导入
今天我们来设置一下幻灯片的背景色和设计版式
二、新授
1、设置背景色
(1)打开“成语集.ppt”演示文稿
(2)打开菜单“格式”->“背景”打开“背景”^对`话框
(3)在背景^对`话框中设置背景色
(4)点“应用”按钮
(5)保存文档
2、设置“填充效果”背景
(1)打开“背景”^对`话框
(2)点击“填充效果”^对`话框，点“过渡”选项卡，点击“单色”单选框
(3)在“颜色”下拉框，选一种合适的颜色
(4)拖动“深浅”滑块，调整颜色渐变
(5)单击“横向”单选框，在“变色”中选择一种颜色渐变的方向
(6)点“确定”
(7)点“应用”
(8)试一试：让学生自学设置“双色过度”效果和设置“纹理”背景，设置图片背景
3、使用“应用设计模板”
(1)新建演示文稿
(2)打开菜单“格式”->“应用设计模板”
(3)在“应用设计模板”^对`话框中，选择设计模板，点“应用”使用
(4)观察使用“应用设计模板”后的效果，并说说。
三、学生活动
多传感器、信息融合技术与传统机器人的结合构成了智能机器人。智能机器人相当于人的拷贝, 传感器相当于人类的五官, 要使机器人拥有智能, 对环境变化做出反应, 首先必须使机器人具有感知环境的能力, 用传感器采集环境信息加以综合处理, 控制机器人进行智能作业, 更是机器人智能化的重要体现。
在以往机器人智能领域的研究中, 人们把更多的注意力集中到研究和开发机器人的各种外部传感器上。尽管在现有的智能机器人和自主式系统中, 大多数使用了多个不同类型的传感器, 但并没有把这些传感器作为一个整体加以分析, 更像是一个多传感器的拼合系统。虽然在各自传感器信息处理与分析方面开展了大量富有成效的工作, 但由于忽视了多传感器系统的综合分析, 对提高智能系统的性能带来了不利影响, 效率低下而且速度缓慢。
因此, 将多传感器信息融合应用于智能机器人, 可以弥补单一传感器的缺陷, 从而得到描述系统的更一致性的解释。
1 智能机器人的感觉
智能机器人区别于普通的工业机器人, 在于他本身能够感知和认识工作环境, 能够根据人给予的指令和自身认识外界的结果来独立地决定工作方法, 利用操作机构和移动机构完成任务, 并能够根据外部环境的变化做出相应的决策。
一个功能较强的智能机器人通常都装配立体视觉传感器、触觉传感器、听觉传感器、测距传感器、力/力矩传感器等。而为了完成复杂任务, 多个同一类型和不同类型的传感器共存于一个机器人传感器系统中, 每个传感器采集的信息在时间、空间及表达方式上都不尽相同。若对各个不同传感器采集的信息进行单独处理和判断, 往往会造成信息的丢失和决策的失误。为了改善这一状况, 引入多信息融合技术, 使处于同一环境下的多个传感器根据一定的算法和策略进行融合而不是简单的集合, 得出统一的一致性的解释。
2 多传感器信息融合的基本原理
多传感器信息融合是人类和其他生物系统中普遍存在的一种基本功能。人类本能地具有将身体上的各种功能器官所探测到的信息与先验知识进行综合的能力, 以便对他周围的环境和正在发生的事件做出估计。多传感器信息融合的基本原理就像人脑综合处理信息的过程一样, 它充分地利用多个传感器资源, 通过对各种传感器及其观测信息的合理支配与使用, 将各种传感器在空间和时间上的互补与冗余信息依据某种优化准则组合起来, 产生对观测环境的一致性解释和描述。信息融合的目标是基于各传感器分离观测信息, 通过对信息的优化组合导出更多的有效信息。它的最终目的是利用多个传感器共同或联合操作的优势, 来提高整个传感器系统的有效性。
3 智能机器人信息融合研究的内容
主要包括:融合结构、融合算法、传感器测距问题、目标识别、自主导航和定位及路径规划和跟踪, 下面简要介绍一下上述的几个问题。
3.1 融合结构
智能机器人的融合结构可分为三种:集中式融合、分布式融合以及混合式融合。集中式融合即把各个传感器采集到的信息集中到一个信息融合中心处理;分布式融合即将各个传感器的信息分别进行预处理, 然后再输入到信息融合中心进行二次处理;混合式融合既有集中又有分布, 每个传感器信息可以多次利用。
3.2 融合方法
主要包括:加权平均法、Kalman滤波、扩展Kalman滤波、Bayes估计、Dempster-Shafer证据推理、模糊逻辑、神经网络以及基于行为方法和基于规则方法等。
3.3 传感器测距问题
距离是智能机器人感知环境的重要信息, 它在智能机器人避障、导航、路径规划和定位等移动机器人执行各项任务有着非常重要的作用。
3.4 目标识别
在目标识别中如何提取稳健的、能分离的目标特征是关键。智能机器人用视觉传感器以及各种测距传感器来进行目标识别。识别的信息包括形状、大小、方向、位置和颜色等。
3.5 自主导航
导航技术是智能机器人的核心技术之一, 也是机器人控制中的一个热点问题。导航技术主要解决D.White提出的三个问题:
3.5.1 定位问题
主要是研究如何利用内部和外部传感器获得智能机器人的环境信息来确定移动机器人在其作业环境的位置。
3.5.2 路径规划问题
该问题的主要目标是搜索一条从起始状态到目标状态的无碰撞路径。在局部路径规划中, 由于运行的环境信息完全未知或部分未知, 智能机器人的行为必须通过传感器实时地对工作环境进行探测, 以获取障碍物的位置、形状和尺寸等信息进行实时控制, 进而无碰撞地到达目的地。
3.5.3 路径跟踪问题
主要是研究如何利用多传感器获得较完全的信息。在路径规划和路径跟踪研究中测距和目标识别的各种传感器都有可能用到。
4 信息融合的关键问题
4.1 数据对准
在多传感器融合系统中, 每个传感器提供的观测数据都在各自的参考框架之内, 在对这些信息进行组合之前, 必须首先将它们变换到同一个参考框架中去。但是要注意的是, 由于多传感器时空配准引起的舍入误差必须得到补偿。
4.2 同类或异类数据
多传感器提供的数据在属性上可以是同类, 也可以是异类的, 而且异类多传感器较之同类传感器, 其提供的信息具异类数据在实践上的不同步, 数据率不一致以及测量维数不匹配等特点, 使得对这些信息的处理更加困难。
4.3 传感器观测数据的不确定性
由于传感器工作环境的不确定性, 导致观测数据包含有噪声成分。在融合处理中, 需要对多源观测数据进行分析验证, 并补充综合, 在最大限度上降低数据的不确定性。
4.4 不完整、不一致及虚假数据
在多传感器信息融合系统中, 对传感器接收到的测量数据有时会存在多种解释, 称之为数据的不完整性。多传感器数据往往也对观测环境做出不一致甚至相互矛盾的解释。另外, 由于噪声及干扰因素的存在, 往往存在一些虚假的量测数据。信息融合系统需要能够对这些不完整、不一致以及虚假数据进行有效的融和处理。
4.5 数据关联
数据关联问题广泛存在, 需要解决单传感器时间域上的关联问题, 以及多传感器空间域上的关联问题, 从而能够确定来源于同一目标源的数据。
4.6 态势数据库
态势数据库有实时数据库和非实时数据库两种。前者的作用是把各传感器的检测结果提供给融合中心, 并存储融合处理的最终态势、决策分析结果进行分析和综合, 生成综合态势, 实时地根据错传感器检测结果进行数据融合计算和态势决策分析等。
5 结论
智能机器人的智能体现在多传感器系统的应用上, 而拥有更高的智能需要在多传感器系统中运用多信息融合技术。分析了基于机器人的多信息融合技术的内容和方法, 使二者更好地结合。
参考文献
[1]何友, 王国宏, 陆大等.多传感器信息融合及应用[M].北京:电子工业出版社, 2000, 1-11.
[2]罗志增, 蒋静坪.机器人感觉与多信息融合[M].北京:机械工业出版社, 2002, 6.
[3]李梅, 姚蓝.基于模糊综合技术的多传感器目标识别融合[J].舰船科学技术, 2003, 25 (6) :16-17.
[4]陈俊风.多传感器信息融合及其在机器人中的应用[D].硕士学位论文哈尔滨理工大学, 2004.
[5]高富国, 谢少荣, 罗均.机器人传感器及其应用[M].北京:化学工业出版社, 2005.
教材版本及章节:《信息技术基础》第二章 第二节
1.教学目标:
知识目标:(1)使学生了解搜索引擎的使用,以及如何根据自己需要的内容来确定搜索的关键词
(2)让学生掌握从网上下载网页、图片、文字和文件的基本方法
技能目标:(1)培养学生在网上获取信息、下载信息的能力
(2)培养学生自主探索,以及合作学习的能力
情感目标:与我国的文化遗址相结合,唤起学生对文化遗址的更多了解。
2.教学重点:
利用关键词搜索信息的方法,网页、图形、文字、文件等信息的下载
3.教学难点:
文字的保存和文件的下载
4.教学设计思路
根据建构主义的教学理论,将学习和一定的社会文化背景,即“情境”相联系。但这种联系又有别于以往我们熟悉的事物,而是一种并不为学生所了解的事物,以此来激发学生的学习兴趣和求知欲。
基于上述理论,在学习信息搜索的时候,我们采用“湖州三绝”这样一个课题“情境”导入新课,引出本节课的讲解内容,然后介绍一些常用的搜索引擎,以及如何利用搜索引擎来搜索我们所需要的资料。学生初步掌握有关方法之后,让学生思考如何进一步了解更为详细的信息,以此引导学生积极去思考:可以通过关键字的调整,搜索到更为具体的信息。
在确认学生已经能够通过搜索引擎查找到我们需要的资料后,再提出一个新的问题:如果我们要组织一个班会活动,介绍有关湖州三绝的一些情况,并且需要一些图片的展示和文字的说明,应该如何来搜集资料呢?让学生进一步思考:如何把搜索到的资料保存起来?然后讲解有关网页、图形、文字的不同的保存方法。之后继续提出问题:为了增加大家对“湖州三绝”更深的了解,有同学认为应该下载图片和视频动画来让大家欣赏一下,那么这个又该如何来下载呢?组织学生以小组为单位,通过合作学习来解决问题,然后让小组派出代表来演示如何下载文件,教师根据实际的情况给出一定的评价。
最后,引导学生对本堂课所学的知识做一个回顾,在学习了网络下载的有关知识的同时,我们对于湖州的优秀历史文物也有了一定的了解。
5.教学过程
(1)情境导入
我们创设这样一个情境:随着科技的不断发展,我们的社会也在不断地前进。影视技术的不断改进,数码产品的不断更新,都在改变着我们的生活,而与此同时,一些优秀的历史文物和事件,也逐渐在被人们遗忘。我们湖州是丝绸之府,鱼米之乡的地方,而且还有一些非常有名的历史遗产,特别是湖州有全国有名的三绝,“桥里桥潮英桥”、“庙里庙府庙”、“塔里塔飞英塔”,但是随着社会经济的发展,遗产难免受到一些破坏,然而庆幸的是,网络给我们提供了这样一个空间,让我们更多的机会,更好的平台来了解我们湖州的优秀遗产。
(2)新课讲授
①利用搜索引擎搜索有关信息
A.搜索引擎的概念
介绍一些知名的搜索引擎(Google、百度、雅虎、搜狐等)
B.例1:搜索有关湖州三绝的信息
操作:进入搜索引擎,然后在关键词栏目中输入要搜索的内容“湖州三绝”,点击“搜索”按钮进行搜索。对于搜索到的信息,点击相关的“超级链接”就可以查看有关的内容。
C.思考:如果我们现在要了解我们湖州具体的“三绝”的文化以及相关的历史,应该输入什么关键词?以此培养学生根据搜索的内容来选择适当的关键词。
(提出新问题:如果我们现在要组织一个班会活动,介绍有关湖州三绝的一些历史情况,并且需要一些图片的展示和文字的说明,应该如何来获取资料呢?引导学生进一步思考:如何把搜索到的资料保存起来?过渡到信息的保存。)
②下载www上的信息
A.保存网页
操作:选择“文件”菜单中的“另存为”命令,在“保存Web页”对话框中选择保存网页文件的文件夹。在“文件名”处输入要保存文件的名称,单击“保存”按钮。
B.保存图形
操作:将鼠标指针移动至网页中的图片上,单击右键,在弹出的快捷菜单中选择“图片另存为”命令。在“保存图片”对话框中选择保存图片文件的文件夹,在“文件名”处输入要保存图片的名称,单击“保存”按钮。
C.保存文字
操作:以拖动方式选择所需要的文字,单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择“复制”命令,在word编辑区内单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择“粘贴”命令。
(继续提出问题:为了增加大家对湖州三绝更深的了解,有同学认为应该下载一个动画讲解让大家欣赏一下,那么这个又该如何来下载呢?组织学生以小组为单位,通过合作学习来解决问题,然后让小组派出代表来演示如何下载文件。)
D.下载文件
操作:单击要下载的文件,弹出“文件下载”对话框,选择“将该文件保存到磁盘”,单击“确定”(或者,在弹出的“另存为”对话框中选择相应的文件夹,单击“保存”按钮)
(3)小结
①利用搜索引擎搜索有关信息
②下载www上的信息
A.保存网页B.保存图形
C.保存文字D.下载文件
(4)教学评价
主要采取学生自评和小组互评的形式,辅以教师在学生操作和演示过程中的评价以及最后的总结性评价。
评价标准设计如下:
①是否掌握了搜索引擎的使用,以及关键词的确定
②是否掌握了网页、图形、文字的保存和文件的下载
③在学习过程中是否进行积极的探索研究
④在合作学习过程中是否和同学交换意见,共同探讨,从而得出结论
6.信息资源及工具的应用
网络教室,连接到internet,教学课件
7.教学后记
本节课融合了建构主义的教学理论和传统的教学理论,采用湖州本地文化遗产的历史导入新课,激发学生的求知欲望。之后设计一个整体的任务贯穿整堂课的教学,采用任务驱动法,不断地提出问题,解决问题,使学生在整个学习过程中一直保持探索的兴趣。在不同的知识点之间设计好自然的过渡。但是,在具体的教学过程中,由于学生的差异性,教师还应作好个别辅导工作,在小组合作学习时,注意将不同程度的学生安排在一个小组,以促进彼此间的帮助与合作。
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