《搬运机器人》教学设计.doc

课题:智能搬运
####
一、背景分析
项目分析
搬运机器人是近代自动控制领域出现的一项高新技术,涉及到了力学,机械学,电器液压气压技术,自动控制技术,传感器技术,单片机技术和计算机技术等学科领域,已成为现代机械制造生产体系中的一项重要组成部分。它的优点是可以通过编程完成各种预期的任务,在自身结构和性能上有了人和机器的各自优势,尤其体现出了人工智能和机器人的适应性。
课程设置这一项目,其一是让学生了解当代机器人在工业中的应用与发展,理解搬运机器人的一般工作原理;其二是通过自己设计编程制作搬运机器人,理解传感器的工作原理,掌握程序的设计思想,并且使机器人能完成简单的项目任务。
学情分析
学生此前已经初步掌握了机器人的搭建技巧,能够根据任务设计制作简单的机器人结构,同时对机器人编程软件NXT Programming也有了一定的认识,能够完成简单的程序设计。在此基础上设计制作搬运机器人,在设计上更能体现学生的创新思维,以及编制程序的逻辑思维能力,同时由于课程结果评价的可视化及挑战性,小组通过分工与协作,在兴趣以及好奇心的驱使下,能够完成具有一定挑战性的任务。
二、教学目标及重难点
三维目标
知识与技能
掌握机器人项目实现的一般方法和技巧;掌握程序的优化方法。
过程与方法
能够通过小组合作搭建具有一定功能的机器人结构;会对机器人结构进行创新、优化设计。
情感态度价值观
增强对结构、系统等技术思想的理解;激发对机器人的兴趣,加深对技术的理性思考。
重难点
重点
掌握项目中的程序编写技巧和优化方法。
难点
多条件判断的实现。
三、教法学法
教法
创设情境法:通过图片、视频等形式,实现将抽象任务形象化,通过角色扮演让学生身历其境的理解任务的要求与目标。
任务驱动法:通过具体明确的任务驱动学生讨论、交流,培养学生的分析能力、判断能力、解决问题的能力以及自主学习、合作探究的意识。
学法
合作学习法:注重培养学生的协作精神,让学生在讨论中学习。
探究学习法:设置探究问题,培养学生的创新思维和自主学习能力。
四、教学过程
(一)观看视频,了解项目的比赛流程和规则。(5分钟)
活动内容
学生活动
教师活动
观看视频,了解机器人完成任务的执行过程,分析比赛规则要求。
比赛规则:
1、小组合作完成比赛项目,依次将A、B、C、D、E四个位置上的不同颜色的货物,搬运到对应颜色靶心。
2、机器人从起点沿黑线循迹移动、定点抓取移动货物,完成任务后回到起点,结束比赛。
讨论:机器人执行什么任务,比赛的规则。
分组回答、补充。
提出任务:观看视频,了解智能搬运项目的比赛流程和规则。
分析:智能搬运的比赛规则
3、全程自动完成,不得人为干预;成功搬运一个货物至对应靶心得20分,未至靶心,按十环、两分为单位递减算分,满分100分。
4、比赛中途机器人运行偏差较大时可放弃当场比赛,每组三次机会,取最高分作为该组最终成绩。
设计意图:通过任务驱动,激发学生的学习兴趣,通过帮助他人完成任务的形式,引领学生以积极的姿态进入课程的学习。
(二)完成机器人的功能、结构、程序分析.(15分钟)
活动内容
学生活动
教师活动
1、小组根据机器人执行任务的过程,讨论分析机器人应具备的功能。
功能: