信息技术八年级下册第5课 搭建巡逻机器人教学设计及反思
这是一份信息技术八年级下册第5课搭建巡逻机器人教学设计及反思，共4页。教学内容分析本节课教材主要介绍利用巡线传感器（即光电传感器、光线传感器、灰度传感器等）来设计一种能识别道路，沿着事先规划好的线路行走的机器人，完成机器人自动巡逻等任务。每个麦昆机器人小车的底部都装有两个巡线传感器，就像机器人的眼睛，能识别道路，指引机器人沿着黑线前进。机器人巡线的算法与使用机器人底部传感器的数量有关。本节课主要介绍单巡线传感器巡线和双巡线传感器巡线的工作原理。教学时应提醒学生，单巡线传感器巡线时，只要用到其中任意一个巡线传感器，测试时被用到的巡线传感器应放于黑线的上方。双巡线传感器巡线时，用到两个巡线传感器，测试时小车应放于黑线的中间，黑线的粗细对程序的编写和调试是有影响的。本教材的范例，黑线的宽度应不超过两个巡线传感器之间的距离差为佳。本课学习机器人巡线原理。学习本课内容有助于培养学生深入了解机器人，进一步构建机器人知识体系。教学对象分析机器人巡线是智能机器人中最为基本的任务之一，很多青少年机器人比赛都要求机器人有巡线的功能。这是一个全新的知识领域，内容比较难理解，实验又极具挑战性。八年级的学生活泼、好动、好奇心强、易于接受新事物，教师要创设教学情景，充分调动他们的学习兴趣。通过搭建比赛场地，用比赛活动活跃课堂气氛，激发学生参与的热情，鼓励学生迎难而上，不抛弃，不放弃，在比赛中完成课堂任务。通过本课学习，能帮助学生理解机器人单巡线和双巡线的工作原理，学会用程序控制机器人完成更多的任务。教学目标1．巡线传感器的工作原理。2．应用巡线传感器判断路况。3．单巡线传感器巡线的工作原理。4．双巡线传感器巡线的工作原理。5．机器人巡线任务的设计与完成。教学重点和难点1．教学重点。单、双巡线传感器巡线的工作原理。2.教学难点。机器人巡线任务的设计与完成。教学方法1．比较观察法：通过播放《巡线机器人》《安保巡逻机器人》等视频，让学生了解什么是巡线机器人。2．讲授法：讲述巡线传感器巡线的工作原理。3．任务驱动法：实施分层次的任务教学法，保证全体学生都能在有限的时间内完成简单任务，学有余力的学生完成要求层次高的任务。4．交流、评价法：展示学生的活动成果，鼓励学生参与评价。5．比赛法：组织学生参与课堂比赛，激发学生斗志教学准备1．教学环境：计算机网络教室、互联网环境、转播控制系统。2．资源准备：资源包（视频：《巡逻机器人》《巡线机器人》《安保巡逻机器人》），有关开源硬件应用的文字资料、各种源硬件图片、课件、学生作品模板等。3．验器材准备：麦昆机器人若干台（含超声波传感器），数据线若干条，巡线场地图一张。教学过程第1课时第2课时教学反思方向1．视频中的巡线机器人能否引导学生充分认识巡线传感器的作用，激发学生的学习兴趣。2．学生是否能理解单巡线传感器巡线的工作原理。3．学生是否能理解双巡线传感器巡线的工作原理。4．学生是否能理解并完成教材中的范例编程。55教学环节教师活动学生活动设计意图创设情境，导入新课1.播放视频：《巡逻机器人》《巡线机器人》《安保巡逻机器人》。2．提问；巡逻机器人和救援机器人有什么区别？救援机器人通过超声波传感器避障，但走路方向很难控制。而巡逻机器人能够自动按照指定线路行走，行走方向明确。3．请小组长分发机器人套件和测试场地。引导学生找到并观察麦昆小车底部巡线传感器。观看视频，了解巡线机器人。对比两种机器人，回答问题。领取机器人套件，观察巡线传感器特征。通过视频导人，创设情境，为后续的主题学习做好铺垫，并突出本节课的知识点。认识巡线传感器1．展示并讲解巡线传感器图片，巡线传感器一般装在机器人小车下方，一辆小车可能有几个，距离地面约为1厘米，每个巡线传感器有一个红外发射器和一个红外接收器。2．讲解巡线传感器的原理。深色反射弱，浅色反射强。当地面为黑色或深色时，红外线会被吸收或无法被反射，导致接收器接收不到红外信号，传感器输出数值为0；当地面为白色或浅色时，红外线会被反射，接收器接收到红外信号，传感器输出数值为1。认真倾听，观察巡线传感器的特征。认真倾听。教师通过课件展示巡线传感器，让学生对巡线传感器有感性的认识，提高辨别能力。通过教师讲解，让学生对巡线传感器的工作原理有初步的了解。动手实践1：连接与调试巡线传感器1．引导学生连接设备，放好实验场地，进行传感器测试。找到麦昆小车底部标注为Line-LP13的巡线传感器，把它准确地安放在场地的黑线上方，按照教材P52的方法，编写程序。正常情况，在黑线上时，LED显示0，不在黑线上时，LED显示1。2．换另一个传感器（Line-RP14），重复上面操作。提醒学生，如果数值都没有变化，说明传感器可能有问题，应报告老师更换。在教师的引导下，动手按照教材的方法，测试左边巡线传感器。动手测试右边的巡线传感器。教师引导学生，养成良好的编程习惯：每拿到一种新的传感器，都要编写一个简单的程序进行功能性测试。动手实践2：设计单巡线传感器的巡逻机器人1．介绍单巡线传感器的原理。展示单巡线原理图，用左右巡线传感器中的任何一个控制机器人自动巡线前进，不脱离黑线所在的区域。当巡线传感器检测到黑线的时候，左电机以一定速度转动，右电机停止不动或以明显低于左电机的速度转动；当巡线传感器未检测到黑线的时候，右电机以一定速度转动，左电机停止不动或以明显低于右电机的速度转动。2．按照教材P53的程序，边演示边讲解程序的算法。3．在讲台附近，可以用黑色的胶布设置一个比较大的场地，让测试完的学生在这个场地上比赛，看谁的小车走得又快又稳。观看课件，倾听讲解。观看演示倾听讲解，模仿操作。以小组为单位在比赛场地上调，出现问题，讨论解决。教师先讲解单巡线的原理，再配合演示讲解，帮助学生理解程序。通过比赛，激发学生学习兴趣，促进学生合作探究，活跃课堂气氛。实践创新1．布置任务：上面所搭建的巡线机器人虽然能实现自动前进，但遇到障碍时不会自动停止，请结合超声波传感器、LED灯等器件让巡逻机器人遇到障碍时会自动停止。2．请组长回收机器人套件，整理清点。以小组为单位，交流讨论，学会组合程序，完成任务。整理实验器材。学生充分利用已学到的知识，完成任务，提高知识的综合运用能力。教学环节教师活动学生活动设计意图知识回顾，导人课程1．演示、讲解单巡线机器人的工作原理，编写单巡线机器人的完整程序。提问：单巡线机器人走起路来有什么特点？2．引导学生交流讨论：如何让机器人走路更流畅一点。3．请组长分发机器人小车和测试场地。倾听讲解，观看演示，回顾知识，回答问题。交流讨论，踊跃发言。领取实验器材。回顾上一节课的知识，为这节课做准备，同时自然而然地引出这节课的内容。动手实践：设计双巡线传感器的巡逻机器人1．引导学生阅读教材P55，展示双巡线机器人的巡线图片，根据可能出现的四种情景，分析巡线原理。（1）两个传感器都识别到黑色，说明机器人可以前进。（2）左边传感器识别到白色，右边传感器识别到黑色，说明机器人需要右转。（3）右边传感器识别到白色，左边传感器识别到黑色，说明机器人需要左转。（4）左边右边传感器都识别到白色，停止。2．连接设备，打开Mind＋平台，按照教材P57～59的操作提示，编程调试。引导学生对比单巡线机器人和双巡线机器人的行走原理。学生先阅读材料，再倾听教师讲解，理解双巡线的原理。以小组为单位动手编程。根据场地修改程序，让机器人走得更顺畅一点。先学后教，让学生感知知识，有助于培养学生发现问题、提出问题、解决问题的能力，在解决问题的过程中掌握操作技巧。学生通过编程实践，不断调试，提高解决实际问题的能力。实践创新1．布置任务：结合现有的传感器（超声波传感器、声波传感器、温度传感器）进一步提升巡逻机器人的巡逻功能。2．请组长回收设备，清单整理。以小组为单位，交流讨论，学会编写程序，完成任务。学生充分利用已学到的知识，完成任务，提高知识的综合运用能力。
相关教案粤高教版(2018)九年级全册第2课动手搭建机器人——认识与安装开源机器人硬件教学设计：这是一份粤高教版(2018)九年级全册第2课动手搭建机器人——认识与安装开源机器人硬件教学设计，共3页。教案主要包含了项目分析，探究新知，项目实施等内容，欢迎下载使用。
信息技术七年级下册第5课顺序结构教学设计：这是一份信息技术七年级下册第5课顺序结构教学设计，共5页。教案主要包含了引入新课，学习程序中的数据类型，学习常量，学习输入输出函数，总结本课等内容，欢迎下载使用。
初中信息技术闽教版（2020）八年级下册第6课应用广泛的物联网教学设计：这是一份初中信息技术闽教版（2020）八年级下册第6课应用广泛的物联网教学设计，共7页。
机器人与人工智能实验室
【师者风范，厚德载物】TJArk的主导师陈启军教授，在生活中和蔼可亲，在学术上一丝不苟，其为人师者的风范，厚德载物的人格，得到了广大学子的喜爱与尊敬。他拥有着高尚的人品与师德，经常关心团队中每个成员的学习进度和生活状况，当学生遇见难题时，他积极引导和启发学生解决难题的思维，是深受同学们信赖的良师益友。在科研上，他数十年如一日的地保持着高度自律，一丝不苟，以身作则，提倡脚踏实地的科研精神，重视理论和实践的均衡发展。陈老师形成了自己独特的教学思路和学术见解，如灯塔一般指引TJArk团队中的每个成员不断前进与拼搏。
【一丝不苟，言传身教】在学术研究上，陈老师一丝不苟，以身作则。为师三十载，陈老师数十年如一日地保持着高度自律。凡是要求学生做到的，他总要求自己首先做到；学生难以短期内做到的，他都会亲自上阵，引导、启发学生解决难题。实验室里的同学们经常可以收到陈老师一大早就发来的邮件消息，告知同学们可以去办公室或实验室找他来解决问题。
【重视实践，倡导创新】陈老师重视理论和实践的均衡发展，提倡科研态度应当脚踏实地，同时他也鼓励学生们要勇于创新，敢于尝试。在学生刚加入实验室，第一次和陈老师畅聊的时候，陈老师会语重心长地教导学生不要过度拘泥于理论，身为一个科研工作者，多动手，脚踏实地的去实践也是非常重要的一项素养。在院长寄语中，陈老师提到：“我希望我们的学生能够脚踏实地又充满魄力，有创新意识又敢于尝试，要勇敢地去闯，既然这是你们最好的时代，就不要错过。”陈启军老师对于TJArk团队的学生工作和学术活动怀有满腔热情，为各项活动的顺利开展做出了许多贡献。他是时刻抱有立德树人情怀的优秀导师，是TJArk团队勇于创新屡创佳绩的坚实后盾。
【格物致知，深稽博考】TJArk团队在RoboCup中国公开赛标准平台组荣获8连冠，连续4年进入世界八强，于2018年取得了世界赛季军，是中国队在该组别的最好成绩，入选世界上最好的五支球队。
竞赛团队每年吸收10余名研究生和20余名本科生。竞赛团队每年均有培养出国家奖学金、研究生国家奖学金获得者；并有多人荣获优秀学生（标兵）、优秀学生干部（标兵）、上海市优秀毕业生、追求卓越学生奖提名奖等荣誉。指导学生发表包括IEEETrans.会刊长文、《自动化学报》、《中国科学》以及《机器人》等杂志论文30余篇。所指导的研究生张彤在硕士期间发表一篇IEEETransactionsonSystems,Man,andCybernetics:Systems长文、JournalofBionicEngineering长文，获2017IEEEIROS大会RoboCup最佳论文提名奖。指导学生士撰写发明专利30余项。竞赛团队特别重视培养学生的创新和实践，鼓励学生参加创新创业大赛等锻炼学生的实践能力，竞赛团队毕业的学生特别受企业的欢迎和肯定。
【学以致用，慎思笃行】卓越人才四个字十分精炼的概括了我们团队的培养目标，它要求我们的培养方式在简单的知识传承、知识创造责任外，也要给予学生充分的创新锻炼，打通目前教学、实践和创新三者之间的障碍，使我们团队培养出的毕业生能够具有出色的创新意识和创新水平，让我们的学生能够具备在未来承担起工程界领导者与变革者的能力。在此理念引领下，导师带领科研团队加强创新平台建设，打通从学生专业知识到创新平台的延伸线，实现协同创新的人才培养方式。TJArk团队积极探索以机器人创新平台建设为抓手的“本研博协同，教研融合”式人才培养实践，提出了“本研博协同，创新引领”的卓越人才培养模式，历经十余年，同济大学机器人与人工智能实验室的建设与运行实践结果验证了这一培养模式的有效性。工程实践动手能力是控制理论与工程学科与自动化专业学生培养的必备技能，相对于理论体系的稳定性，工程实践学科的具体需求和技术是多变的，可以说，在很大程度上，是工程实践训练对人才创新培养的支持作用最大。但是，工程实践训练离不开环境和平台的支持，因此TJArk科研团队着力建设了机器人创新实践平台，为学生提供从简单认知到实际项目的多层次创新训练平台支持，给予学生充分的发挥空间。机器人创新平台从简单到复杂，涵盖硬件、软件、算法等各个方面。学生在机器人创新平台DIY各种机器人硬件，涵盖机械手、小型移动机器人、AGV、飞思卡尔智能小车、机器狗、仿人机器人等实体机器人。平台成为学生科研实验、创新创业项目的实践基地。
【团结尚和，同舟共济】团队管理制度规范健全，具备和谐融洽的师生互动和团队互动氛围。导师重视研究生心理健康教育和人文关怀，对研究生在日常学习、科研、生活中遇到的思想困惑和现实困难主动给予关心和帮助。注重团队文化建设，经常开展团队建设活动，团队凝聚力、向心力强，团队成员团结互助、共同进步。在团队管理上，我们提出“本研博结合、梯队培养”，“创新引领、学术争先”，“思想指引、文化建设”，“动态考核，奖助全面”为核心的建设、管理与传承理念，主抓以学生为主体，教授为主导的培养模式。经过长时间探讨，逐步解决了团队学术上与理念上的传承问题，学术方向及其实用性先进性问题，学生内在动力与归属感问题，以及学生积极性与投入性问题等诸多极具现实意义的教学问题，从理论和实践上践行着卓越人才培养的使命。在社会责任上，实践平台学生参与社会活动，承担校级、院级接待与表演任务。平台还承担了中国RoboCup及相关赛事的组织、技术指导和咨询工作。协助和组织了近7年RoboCup中国公开赛，在平台成员的引导和帮助下，中国机器人足球队伍数量由最初的6支已发展至目前的30余支。平台在RoboCup国际组委会中还承担技术委员职务，为机器人竞赛在世界范围内的发展做着同济人的贡献。2019年中国自动化学会、教育部高等学校自动化类专业指导委员会为机器人足球队颁发了“杰出贡献奖”，这是对同济大学十五年来在中国机器人竞赛工作中的突出表现的认可和肯定。
第三单元 智能机器人课件ppt/教案/教学设计资料优选
普通：可用储值下载的资源，由学科网用户创作、加工或整理改编后的教学资源。
特供：可用储值下载的特供资源，由学科网合作校独家提供的学校专属特供资源。
精品：可用储值下载的精品资源，由学科网精品教研团队教师自主研发、原创的教育资源。
教辅：由学科网合作版权单位（出版社、教辅公司及教育机构）官方发布的教辅、成套资源。