《搬运机器人》教学设计

课题：智能搬运#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NXT2.1Programming也有了一定的认识，能够完成简单的程序设计。在此基础上设计节M乍搬运机器人，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.小姐诵讨分丁与协作.在兴加以及好奇心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。重难点重占八、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。（5分钟）活动内容学生活动教师活动观看视频，了解机器人兀成任务的执行过程，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ABCD、E四个位置上的不同颜色的货物，搬运到对应颜色靶心。c4n口aI上讨论：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不，#己I公布与月E凶壬口肉仅1次太;壮入；里壬早呆1号、1（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：循迹定位复位判断2、机器人应具备哪些功能结构？讨论分析：归纳列举主要功能明确各功能在项目中的应用。根据功能，讨论机器人所需的硬件结构、功能结根据任务执行过程逐一分析引导学生明确各功能的具体用途。组织学生讨论完成项目的机器人的结构要求小组构。讨论：(1)在原i?有基i举础小：车的基础上进行结构改建。：1(2) J3基本I的循迹功能结彳构。f(3) j定位、抓取、放置所需功能设计意图：以具体知识点为引导，在情景任务的驱动下，带着目的去学习相关的知识点，学习效果更加深入，透彻。同时简单的操作可以一下子激发学生的求知欲望，使其渴望应用这一功能完成任务。7（三）利用NXT套件设计制作机器人。（50分钟）8活动内容学生活动教师活动组内进行合理分工，完成机器人的结构组装以及程序的编写、调试。3个人一个小组，组内分工，分别负责搬运机器人的结构组装以及程序的编写小组内个别指导。对组装和编程遇到问题的小组给予指导，提供多种解决方案供其参考。或者给予一定的启示，启发学生进行深入思考，自己讨论出解决办法。或者让其到其他小组请教，小组之间互相帮助互相学习，互相探讨，各取所长。设计意图：学生通过动手实践，将所学知识学以致用，学中做，做中学，小组合作探究，实现知识内化、升华的同时，在动手实践能力、小组合作意识、仓IJ20分钟）活动内容学生活动教师活动根据比赛规则小组逐一展示。从机器人的结构、功能、程序的设计等方面进行综合评价，分析各组作品的优缺点，找到改进方法。小组间根据评价表内容，进行互评。小组交流经验，与大家分享经验。记录比赛结果组织学生进行经验的交流与分享。帮助没有成功的小组分析他们失败的原因所在。总结回顾知识，为下节课做铺垫。设计意图：通过课内比赛的方式，培养学生的表现欲望以及竞争意识。小组的经验交流既有成功的经验也有失败的经验，重在反思，帮助学生以更积极的态度对待接下来的更大难度的挑战。七、教学反思本节课是在学习完nxt系列配套教程的基础上，开展的一堂综合应用课，旨在教授机器人项目开发的流程和方法。项目活动的设计主要体现出任务的竞技性和趣味性，考虑到学生的知识结构、动手能力的差异，采用多组合作的学习方法，有利于分层教学的开展。教学中创建相对宽松的项目任务环境，使成果多元化，更有利于学生创新能力的培养。10