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第2课《计算机实现过程与控制》教学设计
课题 计算机实现过程与控制 单元 第七单元 学科 信息科技 年级 六年级下
核心素养目标 信息意识：体验通过编程验证过程与控制系统的设计方案，知道验证的一般方法。 计算思维：通过小组合作完成根据机械手臂搬运物体的分解动作，尝试设计关键动作的实现方法，培养学生的团队协作精神和沟通能力，提高学生的责任感和成就感。数字化学习与创新：能设计用计算机实现过程与控制的方案，并在实验系统中通过编程等手段加以验证。信息社会责任：理解信息科技在人们生产、学习和生活中的重要性，树立科技强国的意识。
教学重点 编程实现过程与控制
教学难点 分析机械手臂搬运物体的过程实现机械手臂控制算法
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 板书课题。1、活动背景在计算机广泛应用前，自动控制系统的实现相对简单，很多工作需要人工来完成。在利用计算机实现过程与控制后，生产自动化得到了显著提升。计算机能让系统功能更强、效率更高，真是我们的好助手!它是如何实现过程与控制的呢 2、观看教学视频《编程实现过程与控制》。 学习新知引入，观看教学视频。 用提问的方式引入课题，增强课堂互动性。将学生的注意吸引到课堂。
采用图像识别功能，进行目标物体的识别
采用图像识别功能，进行目标物体的识别
张开机械抓手;移动机械手臂对准物体;落下抓手;抓住物体收回抓手
机械手臂在抓取物体后，将其从当前位置垂直抬起，离开支撑面
机械手臂将物体从当前位置移动到目标位置
机械手臂将物体移动到目标位置后，缓慢放下物体，完成操作
计算机控制机械手臂意味着通过计算机程序和技术实现对机械手臂的精确操作和控制，使其能够自动完成复杂的任务它结合了自动化、智能化、高精度和高效率的特点，能够替代人工完成重复性、高强度或高精度的工作，广泛应用于工业制造、仓储物流、医疗领域和日常生活。通过传感器图像处理和人工智能技术机械手臂可以感知环境、识别物体并做出决策实现多功能、灵活且安全的操作同时，计算机控制机械手臂推动了多技术融合与创新，提高了生产效率和质量降低了人力成本和风险，成为现代科技和智能化社会的重要组成部分。核心结论通过计算机程序、传感器、图像处理和人工智能技术，机械手臂能够感知环境、识别物体并自主决策，完成复杂任务。它提升了生产效率和质量，降低了成本和风险，广泛应用于工业、医疗、物流等领域，成为现代科技和智能化社会的关键组成部分。活动：实现机械手臂控制算法根据机械手臂关键动作的实现方法，描述其算法，并尝试在计算机或虚拟实验平台上编程实现算法。计算机实现过程与控制时，一般要经历输入、计算、输出、反馈等重要环节。其中，可以通过键盘、输入等手动输人，也可以通过距离传感器输入现自动输人;计算依靠的是人们设计的具体算法;计算出结果后，产生输出:计算机根据计算结果控制系统的功能。拓展阅读计算机控制机械手臂是现代科技的重要成果，它不仅是自动化生产的核心工具，也是智能化社会的重要组成部分。三、课堂练习完成PPT14—17页相关课堂练习题。拓展延伸1、交通系统的参数优化绿波带原理：通过精确计算相邻路口信号灯的时间差，使车流按特定速度行驶时连续通过绿灯，减少停车次数。优化参数包括相位差、周期时长、绿灯时间比。 潮汐车道技术：根据早晚高峰车流方向不对称性，动态调整车道数量。依赖实时流量监测数据与可变信息标志（VMS）的参数联动算法。现实案例：杭州文二路绿波带使平均车速提升30%，北京京通快速路潮汐车道缩短通勤时间15分钟。2、随着人工智能（AI）技术的发展，机械手臂的智能化水平不断提升。深度学习：通过训练神经网络，机械手臂可以识别更复杂的物体（如透明物体、不规则形状物体）。自主学习：机械手臂可以通过强化学习算法，自主优化抓取和移动策略，适应不同的任务环境。人机协作：AI使机械手臂能够理解人类的语音或手势指令，实现更自然的交互。3、机械手臂在医疗领域的应用手术机器人：如达芬奇手术机器人，能够完成高精度、微创的手术操作。康复辅助：机械手臂帮助患者进行肢体康复训练，提高康复效率。药品分发：在药房中，机械手臂可以自动分拣和分发药品，减少人工错误。4、机械手臂在太空探索中的作用国际空间站：机械手臂用于搬运设备、维护空间站外部结构。火星探测：火星车上的机械手臂可以采集岩石样本，进行初步分析。未来应用：在月球或火星基地建设中，机械手臂可以协助完成建筑、维修等任务。5、机械手臂与物联网（IoT）的融合远程控制：通过物联网，机械手臂可以远程操作，适用于危险环境（如核电站、深海探测）。数据共享：机械手臂的工作数据可以实时上传到云端，供其他设备或系统分析使用。智能工厂：在工业4.0中，机械手臂与其他设备联网，实现全自动化生产线。 完成活动并认识计算机实现过程与控制。学习核心结论。完成实现机械手臂控制算法完成课堂练习。进行课外知识拓展。 通过分析机械手臂搬运物体的过程情境练习，了解机械手臂搬运物体的原理，锻炼学生的学习能力和思考能力。培养学生思考能力和实际动手能力，提高学生的注意力和课堂参与度。引导学生思考更多计算机实现过程与控制，加深所学知识内容。在课堂练习中强化所学知识内容。拓宽学生知识面。
课堂小结 计算机实现过程与控制1、进行新知引入2、分析机械手臂搬运物体的过程3、实现机械手臂控制算法4、完成课堂练习5、进行知识拓展 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 1、通过查阅文献，找出计算机控制机械臂在现实中的案例 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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