1、活动二设计制作简易机器人一、教材分析本活动是在初识了什么是人工智能后，让学生尝试设计和制作简易机器人模拟智能设施。为了让学生能体验从认识机器人到设计制作机器人的全过程，本活动设计了以下四部分内容：第一部分是寻找并认识机器人，从生活中已有的“机器人”出发，找出机器人的共同点，了解什么是机器人。第二部分是了解智能设施及其功能和用途，介绍生活中智能设施的工作原理。第三部分是分小组设计简易机器人，在前一部分了解智能设施工作原理的基础上， 设计一个简易机器人模拟智能设施。第四部分是搭建简易机器人并运行测试，使用教育机器人的结构件搭建设计好的智能设施，然后尝试编程，完成智能设施的运行和测试。通过本活动的学
2、习，学生能初步认识机器人，了解生活中的一些智能设施也是机器人的一种，并使用教育机器人的器材模拟体验机器人的设计、搭建、编程及运行测试的全过程。【教学目标】 通过寻找分析生活中的“机器人”，初步认识和了解机器人的特点、功能 知道“机器人”主要由机械部分、传感部分和控制部分组成 尝试使用“机器人”结构件，设计搭建声控感应门 尝试使用图形化编程软件编程控制声控感应门 通过尝试分析智能设施、设计简易机器人、搭建并测试机器人，体验智能设施从设计到制作的全过程【教学重点】 通过尝试分析智能设施、设计简易机器人、搭建并测试机器人，体验智能设施从设计到制作的全过程。【教学难点】 尝试使用“机器人”结构件，设计
3、搭建声控感应门 尝试使用图形化编程软件编程控制声控感应门二、教学建议【教学课时】2 课时【教学准备】 教学资源:机器人搭建、编程相关微视频；机器人结构件、配套图形化编程软件。【教学过程安排建议】第 1 课时教学阶段教师活动学生活动教学意图寻找生活中的“机器人”1. 谈话导入，引导学生说说生活中看到过哪些机器人，它们能帮助人类做些什么。2. 指导学生通过网络等途径， 寻找生活中的机器人，记录它们的外形、名称、功能以及资料来源。3. 交流学习单。4. 小结：什么是机器人，机器人应该具备什么特点和功能。1. 说说生活中看到过的机器人。2. 小组合作，通过网络等途径，寻找生活中的机器人，完成学习单。3
4、. 完成学习单，深入了解机器人，总结机器人应该具备的特点和功能。通过查找机器人的资料，完成学习单，进一步深入了解机器人的功能、作用，并能从中总结出机器人的基本特点和功能，提升学生的探究能力。认识机器人的主要组成1. 要求学生观察教材中的机器人图片以及阅读收集来的机器人资料，根据机器人的功能，给机器人分类。2. 要求学生分组，选择一种机器人，分析其功能和结构，并进行展示交流。3. 小结：机器人主要由机械部分、传感部分和控制部分组成。1. 阅读收集到的机器人资料和教材 P59 的机器人资料，根据机器人的功能作用进行分类。2. 选择一种机器人， 小组合作深入研究， 分析机器人的功能和结构。3. 了解
5、机器人主要由通过分类、深入探究、总结提炼，提升学生小组合作学习能力和探究能力。教学阶段教师活动学生活动教学意图机械部分、传感部分、控制部分组成。寻找生活中的“智能设施”1. 引导学生寻找生活中的智能设施，说说这些智能设施的名称、功能和用途。2. 指导学生分组选择一种智能设施，分析其主要结构。3. 小结：智能设施也是一种简易的机器人。1. 寻找生活中的一种智能设施，说说它的名称、功能和用途。2. 分组选择一种智能设施进行深入研究， 如它在什么情况下，做出什么动作等。通过对一种智能设施的深入研究， 观察其运行的环境、情况、设备的反映等，提升学生自主探究能力。第 2 课时教学阶段教师活动学生活动教学
6、意图认识生活中的各种感应门1. 谈话引入：生活中各种感应门，它们是如何工作的？它有哪些部分组成？2. 指导学生，观察生活中各种式样的门是如何开启的。 3.完成学习单。4. 指导学生了解其他智能设施的感应装置，自动感应门用的是红外体感应，还有其他感应装置吗？它们是用什么方式来进行感应的。5. 完成学习单。1. 说说生活中见过的感应门用在什么地方，它们是如何工作的。2. 观察教材 P61 知识园地，找找感应门的主要组成部分。3. 探究各种门的开启方式，完成学习单。4. 小组探究其他感应装置是用什么方式进行感应的，并完成学习单。从学生生活中最熟悉的感应门入手，让学生进行观察、分析，深入了解感应门的各
7、个组成部分及它们的用途。设计简易机器人感应门1. 要求学生小组讨论，选择一种开启方式，设计一扇可以通过声音感应能自动开启的门， 并画出设计图。2. 交流设计图。1. 小组讨论，选择一种开启方式，设计一扇声控感应门，并绘制简易设计图。2. 小组交流设计意图，并作改进。通过绘制设计图， 将自己的设计展现出来，是设计机器人的首要步骤。搭建机器1.认识编程机器人结构件，包1.小组内自学，通过使用编程机器人教学阶段教师活动学生活动教学意图人感应门括伺服电机、控制器、声音传感器和积木件，了解各个部件的名称和功能。2. 指导学生看数字化学习资源中搭建机器人视频，根据学习视频的提示，按照自己的设计图纸搭建声控
8、感应门。3. 指导学生根据牢固、美观、结构完整等方面的评价标准， 对自己和其他小组的作品进行评价。实物与图纸对比，认识编程机器人结构件名称和用途。阅读 P65 知识园地。2.选择合适的结构件按照设计图搭建声控自动门。 3.交流作品：牢固、美观、结构完整。的结构件按照设计图纸进行搭建， 并在搭建的过程中不断改进自己的作品。第 3 课时教学阶段教师活动学生活动教学意图认识流程分析算法1. 指导学生观察教材中的流程图（局部），分析算法。2. 根据声控门的运行流程， 补全流程图。3. 展示交流流程图。1. 观察教材 P67 流程图，读懂流程图中的每个步骤的含义，分析算法。2. 小组讨论：根据声控门的运
9、行流程补全流程图。学生对编程已经在本册第一单元进行了系统的学习，因此补全流程图并不是很难。这里主要是让学生能对声控门的运行进行算法设计。测试声音模仿编程1. 引导学生理解，我们生活的环境并不是无声的，因此为了让自动门在我们需要喊出“开门”时才开启，需要测试喊“开门”时的声音数值。2. 指导学生观看数字化学习资源，模仿样例使用图形化编程软件进行声控门的程序编写。3. 测试、调整程序参数。4. 展示交流：声控门启动是否1. 使用编程软件对声音感应的数值进行测试。2. 观看数字化学习资源，模仿学习使用图形化软件进行声控门程序编写，并进行测试。3. 展示交流作品。由于不同编程机器人的操作方式略有差异，要根据所使用的器材进行编程测试。教学阶段教师活动学生活动教学意图流畅；门开启后是否预留时间给人通过。尝试拓展创意设计鼓励学生用类似的方法，设计制作其他智能设施。小组合作，用类似的方法，尝试设计制作其他智能设施。学生在尝试体验的声控门制作后， 使用相同的方法流程，设计其他智能设施，进一步提升设计制作能力，培养创新意识。
