初识机器人ppt课件.pptx

,2,0,1,8,为孩子们开启人工智能之窗,初识机器人教材分析与建议昆一中 杨 蓉,单元设计的初衷,2017年7月，国务院印发了“新一代人工智能发展规划的通知”，在通知中制定了新一代人工智能发展的规划：,单元设计的定位,教材定位：以培养学生对信息的获取、加工、管理、表达和交流的能力为主线，以应用技术，挖掘其中的问题解决策略为主要目标的。,单元定位：从体验到应用,应用机器人仿真实验系统，让学生们体验机器人从硬件的搭建到程序控制，再到仿真运行的全过程。,单元设计的目标,总目标体验过程引发兴趣,认识什么是仿真实验系统,了解什么是机器人,能够进行简单搭建能够编写简单程序,1,2,3,单元知识框架,目录,CONTENTS,教学碎碎念,每节课的教学建议,单元知识框架,元,目,CONTENTS,单,课,1,初识机器人,2,搭建第一个机器人,3,“绝壁求生”避障机器人,4,“循迹夺宝”循迹机器人,单元知识框架,Knowledge Frame,1. 初识机器人认识机器人机器人的应用机器人的构成机器人仿真实验系统初体验制作简易机器人的基本流程,单元知识框架,Knowledge Frame,本单元的任务设计和教学主线索： 以让机器人完成一个寻宝任务为主线索，逐步深入完成任务,单元知识框架,Knowledge Frame,第9课,第10课,第11课,第12课,拓展,每节课的教学建议,第9课,Lesson 9,了解什么是机器人，它的主要构成和功能；认识机器人仿真实验系统 ，了解制作简易机器人的基本流程。,教学目标,机器人的构成和功能,使用仿真实验系统运行仿真,教学重点,教学难点,第9课初识机器人,想一想,思考现实中的机器人是什么样子的,知识链接,介绍机器的发展历程，发现人类自古就有设计机器人的愿望。,一、认识机器人,从我们身边的机器人入手，列举了大量的事例，意在引入机器人的概念 。,第9课,Lesson 9,二、机器人的应用,身边实实在在的机器人有哪些？它们真正是什么样子的呢？让学生们看到实际的机器人不一定要长得像人。,第9课,Lesson 9,第9课,第9课,Lesson 9,教学建议,学生探寻：什么是机器人引发思考：机器人的到来，对 我们意味着什么？,三、机器人构成,只要有控制系统、传感系统和执行系统三个基本的系统构成，就可以被称之为机器人。,第9课,Lesson 9,第9课,Lesson 9,教学建议,利用实物进行展示利用视频进行展示利用仿真实验系统展示,仿真运行“城市穿梭”,构建好的机器人编写完成的程序重在体验提起兴趣,四、机器人仿真实验系统初体验城市穿梭,通过虚拟现实技术，将机器人教育和设计的各个应用细节进行三维仿真，实现三维世界里的任务场景设计、智能体构建、行为设计、运动模拟和组织评价。,第9课,Lesson 9,五、制作简易机器人的基本流程,通过仿真运行，引导学生思考，并帮助总结出仿真系统里制作简易机器人的基本流程和制作实体机器人的流程。,第9课,Lesson 9,技能练习,打开仿真实验系统，了解它的界面组成 ，尝试使用它们的功能,综合实践,构建好的机器人编写完成的程序重在体验提起兴趣,第9课,Lesson 9,综合实践,尝试打开程序，调整电机的速度，比一比谁的速度更快,第9课,Lesson 9,教学建议,简单介绍仿真系统大胆让孩子们自己体验充分发挥学生的主动性,第10课,Lesson 10,熟悉机器人仿真实验系统，搭建出一辆能前进和转弯的机器人小车；借助流程图，编写能让机器人小车运动的程序。,教学目标,机器人的搭建,在理解流程图的基础上编写控制程序。,机器人三维环境的使用，控制程序的编写,教学重点,教学难点,第10课搭建第一个机器人,机器人编辑器的组成,打开仿真实验系统了解编辑器的组成,一、构建机器人,Lesson 10,第10课,思路,依照思路顺序教学,一、构建机器人,Lesson 10,第10课,一、构建机器人,Lesson 10,第10课,构思机器人,机器人设计成什么样子?,分析任务,需要哪些部件？,如何将他们组装起来？,小车,控制器电机轮子,电机驱动轮子连接到控制器,一、构建机器人,选择添加控制器,Lesson 10,第10课,搭建顺序,主 中间次 两边,一、构建机器人,构建机器人的“四肢”,添加直流电机和轮子利用模板简化过程安装到控制器为直流电机设置端口号,Lesson 10,第10课,一、构建机器人,构建机器人的“四肢”,添加直流电机和轮子利用模板简化过程安装到控制器为直流电机设置端口号,Lesson 10,第10课,一、构建机器人,构建机器人的“四肢”,添加直流电机和轮子利用模板简化过程安装到控制器为直流电机设置端口号,Lesson 10,第10课,一、构建机器人,构建机器人的“四肢”,添加直流电机和轮子利用模板简化过程安装到控制器为直流电机设置端口号,Lesson 10,第10课,想一想：为什么左侧的直流电机要勾选“反转电机”，而右侧的不勾选“反转电机”？,教学建议,少说，精说，多实践引导孩子们发现要求要有梯度,Lesson 10,第10课,二、编写程序,绘制流程图,分析机器人运动过程绘制流程图,Lesson 10,第10课,运动过程：机器人小车前进几秒后左转，再前进，直到到达目的地,教学建议,引导学生用语言描述机器人运动的过程再用流程图的形式描述过程其间穿插流程图的绘制规则。,Lesson 10,第10课,二、编写程序,在仿真实验系统中编写程序,流程图转换成相应的程序模块设置每一个模块相应的值,Lesson 10,第10课,流程图转换成相应的程序模块选择对应的电机设置相应的数值知识链接呈现流程图与程代码的对应关系,教学建议,抓住两个要点电机运行时间要靠“延时”来控制每个动作要设置对应电机的值,Lesson 10,第10课,二、编写程序,知识链接,呈现流程图与程代码的对应关系,Lesson 10,第10课,三、开启仿真,仿真运行程序,检验机器人搭建的正确性检验程序编写的正确性调试程序，使机器人走得更好,Lesson 10,第10课,第二次使用仿真运行系统提示学生尝试使用仿真系统中的其他功能，而不止是开启和停止。,二、编写程序,综合实践,能走正方形的机器人,Lesson 10,第10课,第11课,Lesson 11,为机器人安装一个距离传感器，利用循环和判断结构编写程序控制机器人沿着峭壁前进。,教学目标,距离传感器的使用方法,判断结构与循环结构的使用,教学重点,教学难点,第11课“绝壁求生”避障机器人,思路,依照思路顺序教学,一、构建机器人,第11课,Lesson 11,一、构建机器人,机器人设计成什么样子?,需要哪些部件？,如何将他们组装起来？,小车,加装距离传感器,传感器连接到控制器,第11课,Lesson 11,分析任务构思机器人,机器人能沿着峭壁上的小路前进而又不碰到峭壁,一、构建机器人,分析任务构思机器人,机器人能沿着峭壁上的小路前进而又不碰到峭壁,第11课,Lesson 11,距离传感器的功能、确定安装位置,教学建议,解决两个疑问用什么来躲避障碍物：距离传感器；距离传感器安装的位置。,第11课,Lesson 11,二、编写程序,绘制流程图,分析机器人运动过程绘制流程图,Lesson 10,第10课,运动过程：机器人始终检测与左边峭壁的距离是否大于一个设定值。如果大于设定值机器人就向左前方前进，如果小于设定值则机器人向右转,教学建议,用什么作为判断条件，让机器人能正常前行；判断一次不够，那么如何不断地判断。,第11课,Lesson 11,二、编写程序,在仿真实验系统中编写程序,利用距离进行判断的设置永远循环这个判断条件的设置设置左转和右转值,第11课,Lesson 11,教学建议,什么是常量如何获得并设置这个常量的值,第11课,Lesson 11,三、开启仿真,仿真运行程序,检验机器人搭建的正确性检验程序编写的正确性调试程序，使机器人走得更好,仿真运行系统的功能仿真系统最大的功能，还在于帮助我们进行调试的取得合理的值,第11课,Lesson 11,四、“试一试”、“想一想”和“综合实践”,仿真运行程序,检验机器人搭建的正确性检验程序编写的正确性调试程序，使机器人走得更好,第11课,Lesson 11,教学建议,大胆放手提起兴趣给予肯定,第11课,Lesson 11,第12课,Lesson 12,为机器人安装一个灰度传感器，利用嵌套程序控制机器人循着一条道路前进。,教学目标,灰度传感器的使用方法,嵌套程序的使用,教学重点,教学难点,第12课“循迹夺宝”循迹机器人,思路,依照思路顺序教学,一、构建机器人,第12课,Lesson 12,一、构建机器人,机器人设计成什么样子?,需要哪些部件？,如何将他们组装起来？,小车,加装颜色传感器,两个传感器连接到控制器,第11课,Lesson 11,分析任务构思机器人,机器人能沿着峭壁上的小路前进而又不碰到峭壁,机器人能沿着两边是绿草的黄色小路到达放置宝物的地点,一、构建机器人,分析任务构思机器人,机器人能沿着两边是绿草的黄色小路到达放置宝物的地点,颜色传感器的功能、确定安装位置,第12课,Lesson 12,教学建议,解决三个疑问用什么来判断路面颜色：灰度传感器；要用几个颜色传感器；颜色传感器安装的位置。,第12课,Lesson 12,二、编写程序,绘制流程图,分析机器人运动过程绘制流程图,运动过程：左、右灰度传感器都没检测到草地，保持前行。左侧灰度传感器检测到草地，右转；右侧灰度传感器检测到草地，左转。,第12课,Lesson 12,二、编写程序,在仿真实验系统中编写程序,利用灰度值进行两个判断的设置永远循环这个判断条件的设置设置左转和右转值,第12课,Lesson 12,教学建议,一个判断条件不足以判断三种情况怎么办：用两次判断，也就是判断的嵌套；判断仍然是在不断循环之中。,第12课,Lesson 12,三、开启仿真,仿真运行程序,检验机器人搭建的正确性检验程序编写的正确性调试程序，使机器人走得更好,仿真运行系统的功能 获取实际颜色值,第12课,Lesson 12,教学建议,关键灰度值的取得两个判断条件的配合,第12课,Lesson 12,四、“综合实践”,仿真运行程序,检验机器人搭建的正确性检验程序编写的正确性调试程序，使机器人走得更好,第12课,Lesson 12,教学 碎碎念,几点说明,回顾： 以任务为线索、层层递进， 课课深入，重在体验小栏目 课程的重要补充关于教材中提到的视频： 仿真与实体结合运用正确学习方法： 切不可要求整齐划一,第11课,Lesson 11,几点建议,促进教育方式的变革，培养学生的综合能力有效激发学习兴趣和学习动机培养学生的团队协作能力扩大知识面，转换思维方式,第11课,Lesson 11,写在最后,我们需要培养的是学生的什么能力？,第11课,Lesson 11,自主学习能力提出问题的能力与他人协作的能力创新思维能力,体验学习过程中的快乐！,2,0,1,8,THANKS FOR YOUR LISTENING,不当之处 敬请指教 杨 蓉,