智能机器人第2课让机器人拥有智能.doc

智能机器人第2课——让机器人拥有智能
教学设计
大连沙河口区中学生劳动技术中心 耿殿君 智能机器人
一、学情分析
随着信息技术的开展，智能机器人这一信息技术的前沿领域也得到了飞速的开展，有专家预言，从信息产业的角度看，， 对软件中的各种图标及判断符号进行介绍。
图2 判断及延时单元
图1 软件主界面
图3 马达单元
图5
重
图4 运动与判断
图5
重点讲解程序运行的根本元素：运动与判断，机器人的动作依据程序中的运动环节实现，机器人的智能靠程序中的判断设定实现。图5程序的效果为马达A与C以3档速度正转〔既向前直行〕，当1号接口的NXT触碰被按下后，变成马达A与C以3档速度反转〔既向后直行〕，4秒钟后机器人停。
图5
教师活动：
利用大屏幕投影分段进行讲解演示，中间穿插学生练习，最后进行一次完整过程演示。
学生活动：
听讲，观看演示，每阶段按要求进行操作练习。
〔2〕任务一：回到原点〔15分钟〕
教法：任务驱动法
学法：合作探究法
教学意图：
通过练习，。
教学重点：
纠正软件操作中出现的问题，强调判断符号的正确选择。
任务要求：
机器人从起点出发，最终回到起点附近停止，运行方式和传感器的使用随意，至少用两种方法实现〔直线、弧线的延时应用或用传感器进行判断〕。
教师活动：
巡回指导和启发。
学生活动：
以组为单位研究探讨，实践操作。
学生易出现的问题：
现象：双马达中只有一个马达转动或都不转动。
原因：马达线接错。
②现象：双马达同速却不走直线。
原因：轮胎的外胎与内圈咬合不到位，导致一侧轮发漂。
③现象：机器人拐弯超快。
原因：程序中马达方向有错误。
④现象：机器人返回时跑过料或跑不到位。
原因：马达延迟时间设置有错误。
⑤现象：有的机器人回归过程中是靠触碰停止，但碰后无反响。
原因：没有在编程环境中为传感器添加接口数字，导致传感器无效化。
〔3〕任务二：悬崖勒马〔10分钟〕
教法：任务驱动法
学法：合作探究法
教学意图：
通过一题多解的方法熟练程序设计。
图6 悬崖勒马
教学重点：
程序设计的思路。
设计要求：
不需要机器人顺线走，只要能运行到桌子边沿时自动后退就可，传感器的选择和安装以及机器人后退方式各组讨论决定。拔高要求：机器人在电脑桌上实现前后双向悬崖勒马效果。
教师活动：
巡回指导，总结操作中的问题，表扬优秀的设计并当场演示。
学生活动：
学生以组为单位研究探讨，实践操作。
注意：机器人运行方向的桌子前端必须有学生准备接住机器人以防掉落损坏。
学生易出现的问题：
①现象：使用超声测距检测地面没有反响。
原因：。
②现象：机器人后退时车轮已经划到桌外退不回来。
原因：传感器离车体太近，导致检测不及时。应适当增加传感器与车体的距离。
③现象：机器人侧向接近悬崖并滑落。
原因：侧向接近桌边时传感器位置无法保证尽快地检测到悬崖，增加传感器与车体距离或保持机器人直线运行。
〔4〕介绍导航者级别4及调试〔7分钟〕
教法：演示法、练习法
学法：学练结合法
教学意图：
通过演示结合练习，让学生理解级别4与3的不同之处〔图7〕。
教学重点：
程序调试。
教学过程：
介绍导航者级别4与级别3的最根本区别：多步编程。
图8
图7 级别4与3的区别
编程实现图8绕柱功能，分析物理过程共分3步：前进——转弯180o——前进。编程流程如图9
图9
此外，在导航者级别4中可设定无限循环或定次循环实现功能，方便进行反复运动和判断。
调试是机器人设计中非常重要的步骤，它能确保机器人在不同的环境条件下都能顺利的完成任务。机器人设计的再好，没有经过大量的调试以适应环境，也无法正常工作。调试的对象一般是传感器和马达。
演示踢足球机器人，球更换为发射红外光的竞赛用球，在拉上遮光窗帘的情况下机器人靠光电传感器检测亮度从而发现球的存在并去追球。翻开窗帘，机器人对球视而不见直奔阳光方向前进〔在球离机器人较远的时候
阳光的红外值大于球发光的红外值，程序设计为寻找高于一定光值的方向。阴天可用手电筒照射光电传感器代替该效果，机器人会跟随手电灯光移动〕。
通过演示可以看出环境对机器人影响很大。
用微电脑现场测试光值：球正常为40—100〔随距离减小光值增大〕，阳光下场地中间光值为65—90〔随太阳角度有变化〕，拉上窗帘情况下场地光值为5—10。
在