九年级全册第1课 探秘机器人世界——初识机器人教学设计

导入新课

曾经，只有在科幻电影里才能见到的形形色色机器人，如今已进入到现实生活中。在某些餐厅里，我们会看到为我们点餐送餐的机器人;在科技展馆里，我们也能看到为观众讲解的智能机器人…它们无处不在。现在就让我们一起来展开学习，开启机器人的探秘之旅吧!

思考

 激发学生学习兴趣并快速进入学习状态

讲授新课

一、项目分析

(一)项目要求

学习机器人的相关知识和开源机器人的定义及制作流程，并将学习成果以演示文稿形式呈现。

(二)实现思路

1．.通过交流、探究等环节了解机器人的发展和应用情况，了解开源机器人的定义及制作流程。

2．整理本课学习成果，做成一个图文并茂的演示文稿。

3．采用自评、他评等方式，对学习成果进行交流和评价

二、探究新知

(一)机器人的定义

根据国际标准化组织(IS0)最新资料，机器人是指具有一定程度的自主能力，可在其环境内运动以执行预期任务的可编程执行机构。

(二)机器人的组成

机器人由三大模块六个子系统组成。

三大模块分别是传感器模块、控制模块和驱动模块。

六个子系统是驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交互系统、人一机交互系统和控制系统。

视频：《机器人的发展》

(三)机器人的发展

1920年，捷克斯洛伐克作家卡雷尔・恰佩克在他的科幻小说中，第一次提出“机器人”这个词。但在当时，机器人一词仅具有科幻意义。

探究

科幻作家阿西莫夫于1940年提出了“机器人三定律”，虽然这只是科幻小说里的创造，但后来成为学术界默认的研发原则。

到图书馆或上网搜索“机器人三定律”，并将结果记录下来。

一.机器人不得伤害人,也不得见人受到伤害而袖手旁观

二.机器人应服从人的一切命令,但不得违反第一定律

三.机器人应保护自身的安全,但不得违反第一、第二定律

1959年德沃尔与美国发明家约瑟夫・英格伯格联手制造出第一台工业机器人。

由于他对工业机器人的研发和宣传，他被称为“工业机器人之父”

探究

到图书馆或上网搜索第一台工业机器人的相关资料，完成下列填空。

第一台工业机器人( Unimate)，重达(        )通过磁鼓上的一个 (          )来控制。这个机器人的功能和(             )功能相似。 Unimate的精确率达 (               )英寸(1英寸＝2.54厘米)。

从技术发展历程来看，机器人技术共经历三大阶段。

探究

到图书馆或上网查找机器人发展各阶段的情况，并把下表填写完整。

(四)机器人的分类及应用

1.机器人的分类

中国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。

探究

在图书馆或上网搜索机器人的相关资料，完成填空。

(1)按照程序输入方式的不同，工业机器人可分为（                ）和（                 ）两类。

(2)按照服务范围和用途的不同，特种机器人可分为（       ）和（       ）两大类。

2.机器人的应用

交流

随着人工智能技术的发展，机器人应用于众多领域，正在离人们的生活越来越近。举例说说你们见过的机器人，它们有什么用途。

扫地机器人。自动在房间内完成地板清理工作。

党的十九大报告指出，加快发展先进制造业，推动互联网、大数据人工智能和实体经济深度融合。

机器人作为实现智能制造的关键技术，已被广泛应用于汽车工业、电子制造、金属加工、化学和塑料以及食品加工等行业。

除此以外，我国机器人还不断地向资源勘探开发、救灾排险、医疗服务、家庭娱乐、军事和航天等领域快速发展。

各种领域应用的机器人

(五)开源机器人

开源机器人具有门槛低、拓展性强、开源等特点，使它成为不少创客学习和研究机器人的首选。

开源机器人是一种应用于科学研究和教学的资源开放型机器人。

由于硬件和软件资源的对外开放，极大地方便了机器人技术开发人员的技术交流及二次开发。

探究

到图书馆或上网搜索开源机器人，了解比较流行的开源机器人。

比较流行的开源机器人有两种：Arduino系统和Player/Stage

(六)开源机器人的制作流程

在制作开源机器人时，首先要设定开源机器人需要实现什么功能

再根据功能的不同，选择不同的硬件进行组装搭建，然后通过编写程序驱动开源机器人。

三、作品创作

对本节课的学习成果进行整理，创作一个主题名为“初识机器人”的演示文稿。

演示文稿的内容应包括“机器人的定义及组成”“机器人的发展”“机器人的分类及应用”“开源机器人的定义及制作流程”四部分。

围绕本课知识点以及“探究”“交流”等活动的结果进行介绍，并加入自己的学习体会。

四、作品评价

对制作的“初识机器人”演示文稿作品进行评价

课堂检测

1.到目前，机器人的发展经过了三个阶段，分别是（                       ）、（                         ）和（                      ）。

2.科幻作家（           ）于（       ）年提出了“机器人三定律”。

 3.开源机器人是一种应用于（             ）和（          ）的资源开放型机器人。

通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。

通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。

学生小组间讨论，共同完成任务，并分组汇报。

通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。

通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。

学生小组间讨论，共同完成任务，并分组汇报。

通过小组合作，加强学生组内团结、共同完成任务，

通过小组合作，加强学生组内团结、共同完成任务，

培养学生动手操作能力，并且锻炼学生的语言组织能力和表达的能力。

通过小组合作，加强学生组内团结、共同完成任务，

通过小组合作，加强学生组内团结、共同完成任务，

培养学生独立完成练习的能力。

课堂小结

分小组总结归纳，教师补充。

各组汇报总结，其他小组成员做补充。

锻炼学生的总结能力，逻辑思维、语言表达能力。

布置作业

1、机器人是由哪几部分组成？应用在哪些方面？请举例说明。

板书

一、项目分析

(一)项目要求

(二)实现思路

二、探究新知

(一)机器人的定义

(二)机器人的组成

(三)机器人的发展

(四)机器人的分类及应用

1.机器人的分类

2.机器人的应用

(五)开源机器人

(六)开源机器人的制作流程

三、作品创作

四、作品评价