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《认识智能机器人》教学设计
课题 《认识智能机器人》 单元 第一单元 学科 信息科技 年级 八年级
教材分析 这节课我们学习了开源机器人的相关知识，了解了开源机器人的发展和应用。引导学生们在认识开源机器人的基础上产生兴趣，深入探究了智能机器人在生活中的运用。
学习目标 认识智能机器人掌握开源机器人硬件的特征及发展历程了解开源机器人的应用
重点 了解开源机器人的相关知识。
难点 自主探索开源机器人在各个领域的应用。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 图片导入。师：什么是智能机器人？智能机器人是具有高度自主能力，拥有发达的“大脑”，能够在各类环境中自主地或交互地执行各种拟人任务的机器，它具备多种内、外部的信息传感器和效应器。一个完整的智能机器人要具备以下三个要素：一是感觉要素，用来认识周围环境状态；二是运动要素，对外界做出反应性动作；三是思考要素，根据感觉要素所得到的信息，思考出采用什么样的动作。拓展延伸智能机器人的种类1、空中型；空中型机器人具有战斗力还有可以为真正的战争减少伤亡。2、家务型机器人；可以玩耍，可以帮我们自己家里的卫生打扫干净，整理家务。3、操作型机器人；可以具体操作一个支点或者是关节的控制，可固定，多功能。4、程控型；在操作机器人的时候需要准备按照流程控制机器人的机械动作。5、数控型；通过语音，数值或者直接说话，就完成动作的示意。6、搜救型；在某种肉眼看不到或者是没热能感应或者是红外扫描侦探。7、平台型；在不同的环境，可以有不同的适应能力，随时都可以有新的动作，不会有干扰。8、儿童玩具机器人；可以辅导孩子学习，和云端智能搜索，语音识别。 让学生了解智能机器人距离生活中的智能机器人的运用 循序渐进引发学生思考讨论举出并学生了解与生活中贴切的实例
讲授新课 认识开源机器人开源机器人（Open Source Robot）是一种应用于科学研究和教学的资源开放型智能机器人。其主要特点是在机器人硬件或软件的开放性。硬件和软件资源的对外开放，极大地方便了机器人技术开发人员的技术交流及二次开发。相信随着开源机器人的逐步普及，机器人技术将会被推到新的发展高潮。比较流行的开源机器人有以下两种：Player/Stage系统和Arduino系统。Player/Stage最初是由美国南加州大学机器人研究实验室于1999年开发的，是一个为多机器人系统提供内部接口和仿真环境的项目。作为开源项目，它被世界上许多机器人研究者使用、修改和扩展。Arduino是欧洲开发团队研发的开源硬件平台，包括一块具有简单I/O功能的单片机以及一套程序开发软件。开发团队对外公布了硬件的设计图纸、技术参数以及软件代码等信息，Arduino已经成为一款广大机器人爱好者喜爱的开源平台。议一议议一议开源的含义，查一查开源机器人的产生及发展历程，与同学分享交流。练一练成立学习小组，通过网络资料搜索、文献阅读和动手探究，开展“体验开源机器人”学习探究活动，完成以下表格，见表1-1-1。探究活动探索“开源”的含义了解常用的开源机器人了解Arduino各种型号开发板与软件平台了解开源硬件与开源软件的异同并进行知识梳理开源机器人的发展开源软件，是指源代码完全公开，可自由分发，任何人都可免费获取的软件。由世界各地的志愿者通过网络合作的方式完成。因其独特的研发和发布方式，使它取得了令人眠目的成绩。今天，开源软件已被广泛应用于全球各行各业，改变着世界软件业的发展轨迹。例如，MySQL、PHP、Python、Firefox等。开源硬件与软件的不同之处在于硬件资源始终致力于创造实物产品，3D打印、无人驾驶飞机等都是利用开源硬件的例子。Arduino是开源硬件第一个获得大规模成功的项目，并且产生了大量的衍生产品。近年来，我国自主研发的基于Arduino的开源机器人也相继投入使用。例如：Makeblock、DFRobot、SeeedStudio，Openjumper等。多学一手开源运动提倡向用户开放产品的设计开发和装配出品的过程细节，并且促进用户自由对产品进行修改、调整、完善的运动。开源运动在互联网上获得广泛使用，使用者自由获取软件的源代码并自由修改和更新；开源硬件、开源3d打印、开源设计等都已经被自由使用、修改和传播。开源机器人的硬件特征开源硬件的设计者通常会免费公开详细的设计资料，如电路板设计图、材料清单等以便于其他人自由复制、重新设计。开源硬件不仅仅是硬件设计方法的开放，更体现了一种开放、互助和分享的创新理念，般具备以下特征：1.开放性开源硬件最典型的特征就是开放性，并且重视分享、透明化以及合作发展。2.成本低开源硬件的信息共享可以降低其他硬件的开发成本、开发风险，从而降低了硬件的使用成本。3.标准化开源机器人为了便于使用、修改和设计，不仅要求编程环境、库文件和编程工具的标准化，也要求电子元器件、硬件界面、模块化设计等方面的标准化。开源硬件与其他硬件产品通信时，一般采用USB、蓝牙或Wi-Fi等标准连接方式。开源机器人的运用随着开源硬件的不断发展，开源机器人已经为制造业、教育、医疗、农业等各行各业的发展和社会服务带来了极大便利，使人们的学习、工作、生活更具个性化、更方便快捷。如图1-1-1、图1-1-2、图1-1-3、图1-1-4所示，开源机器人已经走入人们的生活，在工业、航天、军事、医疗等各个领域扮演着无可替代的角色。图1-1-1 双足救援机器人图1-1-2 人形机器人图1-1-3 水下救援机器人图1-1-4 无人机自主探索分组查阅资料，了解开源机器人的应用，完成表1-1-2，将所了解到的开源机器人的应用情况与同学交流分享。行业分类制造业农业航空航天其他了解各行业开源机器人的应用。实践与提高1.通过各种途径查找资料，了解创客、创客运动带来高的影响。2.通过各种途径查找资料，各小组以“认识开源机器人”为主题在班级网络学习空间里进行分享交流。拓展延伸人工智能在生活场景中的应用随着科学技术的演变推进，人工智能已经逐渐从电视、电影演绎，逐渐进入人们的日常生活中。虚拟私人管家比如，语音助手，可以，播报天气，让生活时刻都有所准备，可以通过语音识别或文字输入，将口令完整执行，虚拟私人管家可以应用在手机、车载、音箱、智能家居，甚至现在的智能客服。人脸识别人脸对比不仅用于日常购物支付，也普遍应用到真实身份认证，在便捷生活的同时，保障着每一位公民的人身及财产安全，让信息更加透明化，为公安事业也贡献了一份不可小觑的力量。早教机器人亲子机器人的研发上市，拥有丰富的资料，云端实时同步更新的教育资源，弥补了父母工作时不得已对于孩子陪伴的缺失。物流机器人管理成本低，包裹完整性强，可以满足各种分拣效率和准确率的要求，投资回报周期短。而同样的送物机器人早也已经投身许多服务业，更进一步地走向日常生活场景中。 展开案例讲解，引发学生思考在议一议和练一练中充分调动学生的积极性参与讨论介绍开源机器人的发展进程开源在互联网的运用了解硬件特征的三个方面根据图例了解开源机器人在各行业的运用探索延伸在其他领域的运用拓展人工智能在生活各场景所扮演的一些角色，贴近生活 可提出话题讨论，让学生确定展览主题总结实践中遇到的难题并解决问题。
课堂小结 这节课我们学习了开源机器人的相关知识，了解了开源机器人的发展和应用。引导学生们在认识开源机器人的基础上产生兴趣，深入探究了智能机器人在生活中的运用。 总结 对本节课内容进行总结概括。
板书 认识开源机器人开源机器人的发展开源机器人的硬件特征开源机器人的应用
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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