机器人教学案例

机器人教学案例（精选9篇）

机器人教学案例 第1篇

“灭火机器人”培训经验介绍

和衷小学

苏峻

机器人灭火是中小学机器人比赛的常规项目，怎样提高机器人灭火的速度和稳定性是我们需要重点解决的问题。我校在近几年中四次参加了该项目的比赛。现将平时训练及比赛的经验总结如下。

一、整体算法

1、第一搜索方案

我校使用右手法则为主的迷宫搜索方法，从起点向右走左手法则进4号房间，如果有火，进去扑灭，如果没有，后退走右手法则搜索3号房间，2号和1号房间做同样处理。如果机器人漏过了有火房间，则进入补救搜索阶段。

2、补救搜索方案

补救搜索方案强调的是成功率，我们使用了简单的右手法则，用前面的传感器检测1、2、3号房间，在机器人左侧向左下角方向安装一个火焰检测传感器，在路过4号房间时发现里面的火焰。如果机器人在1、2、3号房间内发现火焰，进入0号房间灭火程序。0号房间灭火程序是不区分房间的通用灭火程序，灭火成功后使用万能回家算法回家，这样的目的是提高稳定性。我们使用首选方案来追求好成绩，用补救来处理意外情况。

二、补救算法体系

机器人首先使用无火不进房间的第1搜索方案，如果没有发现火焰，使用补救搜索方案，在没有发现火焰的情况下机器人不停止动作。搜索到火焰后机器人进入灭火程序，如果第1灭火方案灭火失败，机器人开始调用第1补救方案。第1补救使用后退，对光，前进的方法，2次尝试还没有灭火成功，机器人调用第2补救方案，第二补救使用下图所示的方法：

机器人先走右手法则到白线，停在那里判断前面的火焰强弱，如果火焰强，开始灭火，如果没有火焰，后退，转身，走左手法则到另一条白线，另一白线附近没有发现火，又后退转身走右手，这样反复两次，如果还是没有灭火成功，机器人调用第3补救方案，第3补救类似于补救搜索方案，机器人前进到墙壁，走右手法则到其他房间搜索火焰。如果发现了火焰，又进入灭火程序。这样算法就构成了一个环，也就是说这里使用了复杂的递归函数，机器人是不灭火焰绝不罢休，除非内存空间被耗尽。第1补救方案主要解决机器人陷在灭火圈里面或撞在灭火圈附近的墙壁上等问题，第2补救方案解决机器人离火焰较远的问题，第3补救是为了解决机器人把无火房间当有火的问题。这样有计划地使用不同的补救方案，搜索时间逐渐增加，搜索范围逐渐扩大，有效地处理了速度与稳定之间的平衡。

三、万能回家算法

一个比较完善的灭火机器人一般把迷宫搜索分为两个阶段，首先使用第一方案，第一方案大多使用无火不进房间的方法，如果第一时间没有发现火焰，则机器人自动进入补救搜索阶段，补救搜索一般使用简单的“左手法则”或“右手法则”，由于机器人离开启动的时间比较久，机器人已经行走了很大一段路程，这时候如果还想通过计算白线的数目来知道自己处于哪个房间是很难的，错误的判断将导致机器人回家失败。所以开发一种不管哪个房间都能够成功回家的算法是很有必要的，据悉，新疆的两位高中生已经找到了这一算法，但他们并没有发表论文，在这里我们向大家公开自己的研究成果，以利于相互促进、共同提高。

本算法的关键是要找到一种能够计算是否到家，又不影响迷宫行走的方法，如果机器人判断自己已经回家则停止所有动作，如果到了一条白线，但又不是家，则机器人要越过这条白线继续走迷宫。万能回家算法适合用右手法则来实现，这一算法应用在1、2、4号房间效率很高，在这里我们首先来讨论3号房间的回家问题，如下图所示： 机器人首先走一段时间右手，再走出房门，以后都按照下面的方法处理：走迷宫一直到白线，向左转弧线并进行到家判断，如果到家则停止动作，如果没有到家则再向右划弧线直到看到墙壁，继续走迷宫并按照上述方法处理，下面对最主要的到家判断进行具体描述。

int djqr()//到家确认模块

{ int bs=120;//白线的灰度值

float md;//白线密度

int n=0;//检测次数

int bssm=0;//白线数目

long qst;//时间变量，控制转左弧线

long qtt;///时间变量，控制地面灰度测量 motor(0,80);//前进1小段 motor(1,80);sleep(0.03);qst=mseconds();qtt=mseconds();while(mseconds()-qst<500l)// 转左弧线半秒钟

motor(0,-30);motor(1,30);

if(mseconds()-qtt>10l)//每10毫秒收集1次地面灰度值 { qtt=mseconds();n++;//检测地面的次数

if(analog(2)

stop();

md=(float)bssm/(float)n;//计算白线在总检测次数中的比例 if(md>0.6)//如果白线比例很高 return(1);//表示到家了 else return(0);// 表示没有到家 }

上述回家算法已在本校实验室验证通过，本算法应用在1、2、4号房间同样正确，并且可以取得很高的效率。

四、防止30秒静止不动的算法

上面介绍了补救算法和万能回家算法，似乎机器人灭火回家的成功率就会很高，但在测试过程中机器人还是会出现30秒静止，转5个相同的圈，撞倒蜡烛等导致任务失败的情况。为此，我们有必要在程序中加入防止上述情况出现的代码，提高稳定性。关于防止30秒静止不动，我们已经找到比较稳定的算法，介绍如下。

通过实验，我们发现导致机器人静止不动的主要原因有下面两点，一种情况是代码进入了死循环。例如，为了让机器人前进到墙，假设前面安装了13号红外避障传感器，下面的代码：

while(digital(13)!=1)//前进到墙模块 { motor(0,60);motor(1,60);}

看上去没有任何错误，但当机器人走的不好，如上图位置时，由于前面的传感器永远不会检测到墙壁，那么，上面的循环条件永远得到满足，这里就成了死循环代码,这样机器人就会３０秒静止不动．为此我们可以做以下改进： st=mseconds();//记下开始前进时间 while(digital(13)!=1)//如果看不到墙壁 { motor(0,60);//前进 motor(1,60);if(mseconds()-st>1000L)//１秒后退出循环,1000毫秒时间根据需要可以 //修改，比实际需要长一点 break;//退出循环 } 通过时间变量的引入，确保１秒后退出循环，这类死循环机器人经常发生，我们要小心应用循环语句，我们把这一情况叫机器人特色的死循环。

第2种经常发生的情况是机器人做出自相矛盾的微动作，从人的视觉上来说是静止不动，例如纳英特机器人在走左手法则，在位置不好的时候。

机器人前面的传感器看不到墙壁，根据左手法则，它要左转，转了一点以后，前面的传感器看到了墙壁，根据法则又要右转，这样循环往复，机器人就在这里停步不前，对此我们可以使用类似下面的算法，下面的算法是走到一条白线的安全方法，这里是为了走回家。Daojia=0;while(daojia==0){ gst=mseconds();

while(mseconds()-gst<5000l)//每5秒种调整姿态1次 {i=migong_right();//走右手同时检测白线的函数

if(i==1)//检测到白线 { daojia=1;stop();break;} } if(daojia==0)//还没有到家，调整机器人姿态1次。{ motor(0,-100);//后退1点 motor(1,-100);sleep(0.03);

motor(0,100);//左转1点 motor(1,-100);sleep(0.08);} } 从某点出发走左手，如果在正常情况下4秒可以回家，但现在5秒还没有回家，那么调整动作就会起作用。只要我们选择合适的参数，就可以防止机器人30秒静止不动，又不影响正常行走时的效率。

机器人教学案例 第2篇

一、产品的搬运及自动计数

1、当机器人的启动信号di2=1时，开始将产品从A处沿着半圆弧搬运到B处的产品箱内，吸盘控制信号为do1；

2、每一个产品箱最多装3件产品，用参数srg1计数；

3、当产品箱装满3件产品，即reg1=3时，计数灯do2变亮，等待3秒；

4、最后机器人返回最佳等待位置（1轴0度，2轴15度，3轴-15度，4轴0度，5轴90度，6轴0度）

二、机器人沿三角形和圆形轨迹的运动

1、创建例行程序1，编写圆形轨迹的运动程序；

2、创建例行程序2，编写三角形轨迹的运动程序，并按如下要求编写程序；

（1）判断外部输入信号di2的状态，如果di2=1,则开始执行沿三角形轨迹运动，三角形轨迹用位置偏移功能Offs确定；

（2）用FOR指令重复执行3次圆形轨迹的运动程序，圆形轨迹的运动调用例行程序1；

（3）沿圆形轨迹运动完毕，等待3秒；

（4）最后机器人返回最佳等待位置（1轴0度，2轴15度，3轴-15度，4轴0度，5轴90度，6轴0度）

三、机器人沿正方形轨迹的移动

（1）、例行程序名称为Rmove（2）、当安全门信号di10-1和机器人启动信号di10-2全部闭合后，机器人开始工作。

（3）、机器人的工作内容为：机器人沿正方形轨迹运动，正方形轨迹用位置偏移功能算出，重复运行2次后，指示灯do10-1变亮，等待5秒后，指示灯do10-1熄灭。（4）、机器人回到安全位置。

四、机器人位置偏移功能

（1）、建立工具坐标系和工件坐标系。

（2）、创建一个例行程序，编写机器人沿长方形轨迹重复运动两遍（其中一偏为正向的长方形，另一偏位斜向的长方形）的程序，长方形轨迹的长宽分别是300mm和200mm，要求以长方形的其中一个顶点为基准点，利用位置偏移功能确定长方形的另外3个点。运动速度最高不超过V300，然后再主程序中用调用该例行程序。

五、机器人焊接

（1）、机器人焊接轨迹为直径150mm的半圆；

（2）、机器人运动速度最高不超过V300；

（3）、用计时器记录每焊接一件产品的时间；

移动教学机器人设计 第3篇

当前国内用于教学的机器人普遍为轮式机器人, 其有着结构简单、控制方便等特点, 易于初学者接触学习, 多用于巡线避障等实验。但是, 由于其功能比较单一, 在竞赛方面, 轮式移动机器人的适用范围比较狭窄, 除了在早期的比赛中有所展示之外, 渐渐地退出了竞赛范围。多自由度的机械臂也普遍被应用在机器人教学项目里, 被用来演示一定空间范围内物体的抓取, 用以运动学分析的教学。这种机械臂的优点在于由一台专门的上位机控制, 可通过相应的软件直接进行机械臂空间位置的调整。但是, 其缺点也很明显, 一般都是位置固定的, 而且普遍为封闭的, 不用于拆卸。

本文针对开放式教学的特点, 结合教学实际, 设计了一套基于本科教学实验用的轮臂式教学机器人, 搭建了具有较高的开放性、通用性和关节型结构的微型机器人的教学平台。

1 机器人整体设计方案

图1为机器人系统总设计框图。本教学用机器人的系统总体设计以控制系统模块化为主, 采用嵌入式系统为主要控制技术。控制系统主要由AVR核心模块、驱动电路模块、左右轮直流电机、超声波传感器模块、扩展插槽模块、红外及其他传感器模块、关节型机械臂机构和直流电源模块等组成。

主控器以ATmega 128嵌入式微处理器为核心, 在机器人智能控制中起主导作用。超声波传感器模块用于机器人避障, 利用超声波传感器采集反馈信息后, 将采集信号传送给ATmega128处理器, 通过嵌入式软件的计算, 实现对障碍物的识别避障。同时, 红外传感器模块一方面用来弥补超声波传感器模块的盲区, 另一方面可以采集路面信息, 收集寻迹信号, 实现对黑线或白线的寻迹。无线摄像头用于图像的采集。

行走机构使用四轮结构, 包括车身、车架以及4个车轮。其中ATmega128 核心板、控制器扩展板以及驱动板等总共3层电路板固定在移动机器人的车身上。供电电源为直流12V, 采用锂电充电电池。

主控器的控制软件基于AVR嵌入式开发环境, 使用相关的C应用程序开发。机器人通过无线模块向PC上位机发送超声波传感器、红外传感器以及其他传感器反馈的数据, 然后与无线摄像头得到的信息进行融合计算之后得到合适的决策。

2 机器人的本体结构设计

教学机器人主要由移动平台与机械手臂2大部分组成, 图2为机器人的移动平台布局, 由2个主动轮带动2个从动轮运动, 且在底板前方及左、右两侧安装传感器, 中部位置固定机械手臂。

该机器人需精确地将机械手移动到给定点, 由末端夹持机构开始工作, 完成抓取动作。基于此要求, 整个机械手臂设计为一个具有5自由度的关节型机械手臂, 各关节处皆有舵机控制, 如图3所示。其中, 1, 2, 3号关节控制机械手臂, 起机械手的定位作用, 1号关节连接旋转台和大臂, 做原地旋转运动;2号关节连接大臂和小臂, 做上下起俯运动;3号关节连接小臂和下端手腕 (4, 5号关节) 部分, 做上下起俯运动。4, 5号关节模拟腕关节功能, 4号关节做左右摆动, 5号关节做原地旋转运动, 同时连接末端夹持机构。

3 控制系统的硬件设计

3.1 主控制器

主控制器分为ATmega128核心电路板和附属的扩展主板两部分, 核心板通过双排插针与主板进行电气连接。

3.2 超声波传感模块

超声波传感器抗干扰能力强、体积小、使用便捷、实用性强。采用超声波传感器进行避障和路径规划时使用渡越时间法可测量传播距离。超声波发生器运行时开始计时, 传播时遇到障碍物会发生反射形成回波传递到接收端, 停止运行并记录时间。最终超声波传感器依据记录的时间以及路径计算出障碍物的距离, 确保避障及时。

3.3 红外传感器模块

红外传感器普遍采用的测量原理为三角测量原理和PSD测距法, 其三角测量原理如图4所示。红外发射器按照一定的角度发射红外光束, 当遇到物体以后, 光束会被反射回来。反射回来的红外光线被CCD检测器检测到以后, 会获得一个偏移值L, 利用三角关系, 在得知发射角度a、偏移值L、中心距X以及滤镜的焦距f后, 传感器到物体的距离D就可以通过几何关系计算得出。

PSD测距采用SHARP的GP2Y0A02YK0F传感器模块, 内置有红外LED和PSD (position sensitive detector) 检测器模块, 可将传感器前面放置物体的距离变换为直流电压输出。

3.4 驱动电路

功放驱动电路采用双极H桥型的集成电路L298N, 它是由SGS公司生产的高性能脉宽调制功率放大器, 具有体积小、驱动能力强等特点。内部包含两个H桥高电压大电流桥式驱动器, 单片即可实现电机全桥动, 可驱动46V、2A以下的电机。

3.5 电源电路

机器人运行时不需交流电源, 采用1组锂电池供电, 电压约12V。除舵机和传感器供电需要电源模块直接供电之外, 电源模块还须给控制器及控制器的外围设备供电, 因此必须对电压进行转换。由于本设计中所用的大部分芯片的工作电压是5V, 因此采用电压转换芯片LM7805将12V的电源电压转换成5V。另外, 如果舵机同时工作, 电流较大, 为增大稳压模块的最大负载电流, 本设计将5个LM7805并联后负责给舵机及舵机驱动板供电, 一个LM7805给最小系统板和直流电机驱动板供电。

通过对教学机器人的设计、制作、组装、测试和运行, 机器人能通过避障方式稳定行驶, 并且能准确抓取目标。教学机器人实物图如图5所示。

4 结语

本文设计的移动教学机器人通过最后的实验实现了避障、巡线、抓取等功能, 证实了方案的可行性和合理性, 并且在之后的大学生机器人兴趣小组上进行了详实的教学, 极大地提高了学生对于机械、电子和自动控制等多门机器人相关课程的认识及动手能力。

参考文献

[1]梁明亮, 赵成.基于嵌入式技术的四轮驱动教育机器人设计[J].实验室技术与管理, 2012, 29 (11) :82-86.

[2]陈义平, 时颖, 袁明明.多功能教学用机器人的设计与实现[J].实验室研究与探索, 2013, 32 (2) :84-87.

[3]肖晓萍, 廖青, 李自胜.基于机器人实验教学平台的研制[J].机电产品开发与创新, 2008, 21 (4) :19-21.

[4]卢伟宏, 王海波, 孟庆鑫.一种教学机器人控制系统研发[J].吉林化工学院学报, 2009, 26 (4) :65-69.

浅谈机器人教学 第4篇

一、运用乐高机器人教学，发展学生的创新能力。

有关创新，江总书记曾多次强调：创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力！细细体会这句话，我们能深切地感受到江总书记对创新的重视。孩子是我们祖国发展的未来，因此我们在平时教学中要注意培养学生的创新思维能力。

运用乐高机器人辅助教学，充分发挥其操作便捷、结构善变等优势，有利于激发学生的创新思维。如何让学生体验和认同创新的过程和创新的价值。如在2011年挑战赛任务“gateway”中，制定的规则是机器人每完成将得分物体投放进篮筐的动作后，可以得1分，而如何设计能快速投放得分物体的机器人，如何提高机器人的对抗性，稳定性，如何制定适合自己机型特点的战术等具体细节则是由学生自行设计的研究的。这是个开放题，需要考察学生的团队协作能力、构思设计能力、应变能力，还有编程知识、动手能力等。从比赛任务来看，明显对鼓励学生的创新设计思维有积极意义。

二、运用乐高机器人辅助教学，激发学生学习的兴趣

兴趣是学习的最好老师兴趣是孩子接受教育的感情基础,是非智力因素中最为活跃的一个,是入门的向导,是他们探求知识、促进思维发展的巨大动力,而成功的教学,所需的不是强制,而是要激发学生学习的兴趣。因此,我们在对孩子进行技能培训的同时,更应该通过丰富多彩的教学内容,使孩子们享受学习和游戏的乐趣,自觉地产生学习的积极性和主动性。兴趣可以孕育希望,可以滋生动力,所以教学中我们应大胆采用多种形式的教学方式和教学手段,寓教于乐,使学生在轻松、愉快、和谐的环境中主动接受教育,逐步培养学习机器人的兴趣

例如在教学《电能从哪里来》这一课时，利用乐高机器人独有的马达、灯泡、连接线、梁、轴等材料，让学生经历小电动机发电并点亮灯泡的过程。当学生拿到这些“稀奇”的材料后，马上被它的新颖所吸引，开始情不自禁地研究起来，很快孩子们在自己的努力下观察到了动能转化成电能，并点亮小灯泡的一幕，这让他们兴奋不已。有几个小组更是乘胜追击，他们还发现了小电动机转动的越快小灯泡就会越亮。当学生说出这一发现后，其他小组马上动手验证起来，探究兴趣十分浓厚。在这个学习过程中，我深刻体会到学生对此活动的喜爱，对获得知识的渴望及对探索知识的主动。

三、运用乐高机器人辅助教学，让学生有主人公的感觉。

在传统的教学模式中教学基本上就是教师讲、学生听，这往往使学生处于被动的学习状态。新课程改革中,教育理论工作者与教师们达成了一种共识：教学是教师的教与学生的学的统一，这种统一的实质是交往。教学是一种对话、一种沟通，是合作、共建，是以教促学、互教互学。

老师以这种教育观点为指导，大胆尝试性的在机器人课堂教学中采取了这种交往式的教学方法。在基础理论的讲解中，老师们精心设计了大量的问题，学生可以自由发表不同见解，同时学生也可以随时提出有关的问题供大家进行讨论。在机器人身体搭建、大脑编程部分，我和学生共同讨论、设计机器人的不同组成与功能部分，最后有效控制和选择实现。这样一来，学生就会很自然的融入到整个教学活动过程，充分体验到了学习主人公的感觉，调动了学生的兴趣与积极性，达到了很好的教学效果。

四、参加机器人比赛，更能锻炼孩子的耐心和意志力

当今的中小学生多为独生子女，大部分孩子几乎是爷爷、奶奶、爸爸、妈妈的掌上宝贝，家中的“小皇帝”，“小公主”，过的是衣来伸手，饭来张口的舒适生活。在学习中，有什么困难和问题，不是大人帮忙就是寻找网络求助，匆忙简捷中解决问题为最大快乐。而在机器人活动中，学生花费的脑力和精力是惊人的，平日里要让机器人完成一个复杂的任务，学生往往会花上几个月的时间，这很锻炼人的意志。参加比赛时，大多数孩子很难真正得到一个预想的好结局，因为制约机器人运动的因素有很多，也就是说机器人班的大多数孩子经常是以失败为结局的。但看到他们失败后表现出的那种不服输的倔强和表示有机会还要重返赛场的神情，你会毫不犹豫地承认机器人活动带给孩子心灵上的震荡是如此强烈，学生在不断遭受挫折中锻炼了不认输的坚强的意志力。

乐高机器人教学案例 第5篇

每个人都有童年的梦想，就像每个人都有童年幸福的渴望。日有所思，夜有所想。儿时的梦回，或笑面如花或泪流满腮，一切都由时间的车轮来支配。

儿时的我有着自己对未来对世界的各种猜想，儿时的我曾经想过能不能成为一个绝世的神医让疾病不在这个蓝色的星球上出现；曾梦到自己驾驶着怪异的飞行器穿梭在太阳和月亮之间„„然而，现实生活中伴随我的却是锈迹斑斑的三轮小车和早已被哥哥拆的不像样子的铁皮小车模型，它们陪伴我度过了整个童年时光。每当我把玩于手而又未曾尽兴时常常对自己说，将来要发明一个能变出各种新奇好玩的玩具宝箱。但儿时的梦一直没能实现，直到我遇到了“乐高”机器人，我的梦想终于可以让我的学生们去实现了。作为一名教育工作者，每时每刻都在考虑如何让学生在课堂中获得快乐，如何让孩子们能在一个欢乐的氛围中度过金色的童年时光，我遇到“乐高”机器人，我想我能帮他们敲开快乐之门。

我是一名小学老师，我的工作就是教育学生掌握各种知识，培养他们各种能力，实现学生在创造中学习知识、巩固知识、运用知识，这是我工作的最终目标。那么，如何使学生能在快乐的创造过程中学习、巩固、运用知识呢？我用“乐高”机器人作为凭借，有效地促进了这个目标的实现，下面我就一个案例来说一下我的做法：

星期五下午的校本课程时间，我组织六年级的学生们进行了一场别开生面的“FLL海洋奥德赛”班级对抗赛。赛前我向学生们提出要求，要求他们不仅能够完成任务，还要在完成每项任务后根据自己所掌握的海洋知识对每项任务做出简单说明，说明这项任务对人类社会具有什么积极的作用，并且利用自己的想象力和创造力对任务进行合理的增加和删除。

在比赛进行到六年级一班的时候，他们在完成各项任务后，又拿出一个自己搭建的“淡水生发厂”，利用机器人打开“淡水生发厂”的开始阀门，任务完成后，他们简单的给大家介绍了在目前淡水资源匮乏的情况下，将来向海洋索取水源，海洋水资源丰富，但都是咸水，“淡水生发厂”能够帮助人们将无限的海水资源变成人类生存的保障，通过建立“淡水生发厂”，还可以把海水引入内地，把沙漠变成绿州，这些孩子们的介绍引起其它孩子们的热烈讨论，说如果这个梦想成为现实，那么许多水资源缺乏的地方，人们将不会再因为缺水而过着贫困的生活。激励的讨论中，孩子们还互相约定在下一个星期的活动时间内开展一个通过机器人解决一个保护水资源，杜绝水污染的任务比赛。在一班孩子们介绍完后其它班级的学生也对自己创设的任务进行了介绍，他们有的设立的创意任务是通过机器人消灭赤潮区，有的是通过机器人建立海上临时救助站等等。

机器人教学反思 第6篇

高屹东

机器人技术是一门新学科，可以使学生综合了解现代工业设计、电子、机械、传感器、计算机软硬件、人工智能等诸多领域的先进技术，并激发学生的创造意识和创造发明的潜能。因此在机器人教学过程中，必须以新的教学理念和教学理论为指导，探索适合机器人课堂教学的教学方法和策略来挖掘学生潜力，提高学生自身素质，尤其是利用计算机这一工具解决实际问题的能力。

一、运用教学方法、激发学习兴趣

学生的学习动机来自于他们强烈的求知欲和对所学内容的兴趣。兴趣越浓，学习的动力越大，学习的状态越好，学习效果就越明显。小学生对机器人有着浓厚的兴趣与神秘感，渴望深层次的了解它，掌握它，希望有一天自己能随心所欲地操作机器人完成各种任务。机器人活动课正好满足了学生的好奇心和求知欲。现在他们终于能够动手操作,较多的实践机会为学生们提供了大量的动手操作空间，大大满足了学生的好奇、好动心理。但是，如果课堂仍采用传统教学模式 “教师讲，学生听”，“学”跟着“教”走，只要“我说你做”就可以了。而机器人是一门科学性、实践性很强的学科，如果教师仍按以前的做法，学生很容易产生“三分钟的热度”，过后就凉了。所以在教学过程中，对于机器人组装这一部分内容，我们采用自己看教材解决的教学方法。学生们根据教材和说明书自己组装，很快就完成了任务。使用这种教学方法，不但可以激发学生的学习兴趣，而且大大提高了教学效率。

二、创设和谐学习环境，保持良好学习情趣

在实践教学过程中让我懂得，鼓励和诱导相结合，排除学生学习中各种心理障碍，克服学生的抵触情绪，创设和谐的学习环境，是保持学生学习情趣的最佳手段。

现在每天学生都在40多人深知50多人，绝大部分同学操作过程中都会遇到这样或那样的问题，教师要一个一个教根本忙不过来，肯定会挫伤没有被辅导到的同学的积极性，因此在分组的基础上，采用组内合作的教学方法。这样既可以减轻教师逐个辅导学生的负担，也使同学之间得到合作锻炼的机会，使他们分析、解决问题的能力得到提高，同时还克服了部分学生惧怕老师现象。在这种分组教学的情况下，教师的作用并没有失去，我们正好可以集中精力去辅导个别“特困生”。使他们以最快的速度提高操作水平。同时，在同学互相辅导学习中增进了友情，了解到合作的重要性，创造出合作学习的和谐氛围。

三、采用“任务驱动”的教学法 “任务驱动”是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学法。建构主义学习理论认为，学习过程不是学习者被动地接受知识，而是积极地建构知识的过程。由于建构主义学习活动是以学习者为中心，而且是真实的，因而学习者就更具有兴趣和动机，能够鼓励学习者进行批判型思维，能够更易于提供个体的学习风格。建构主义认为，教师应该在课堂教学中使用真实的任务和学习领域内的一些日常活动或实践。这些贴近生活真实的、复杂的任务整合了多重的内容或技能，它们有助于学生用真实的方式来应用所学的知识，同时也有助于学生意识到他们所学知识的相关性和有意义性。

“任务驱动”教学法符合探究式教学模式，适用于培养学生的创新能力和独立分析问题、解决问题的能力。机器人这门学科具有很强的实践性、创造性、操作性、具有明显的时代发展特点的课程。“任务驱动”这一教学法既符合这一系统的层次性和实用性，也便于学生循序渐进地学习信息技术的知识和技能。

总之，要教好机器人这门课程，我们在平常的教学过程中，必须处处留心，时时注意，使用易于学生接受的语言和教学方法，让一些枯燥乏味的知识变得有趣、生动，使我们的学生能在轻松的氛围中学到更多的知识，提高他们驾驭机器人知识的能力，为他们今后的发展打下坚实的基础。

机器人的教学工作有苦也有乐，自己从事机器人的教学工作两年多来，其中的酸甜苦辣值得回味，下面机器人的教学做一个简单的总结。

首先，要精选教学素材。素材的好坏会直接影响学生的学习兴趣及教学效果，记得在第一次教学中，为了介绍形态各异，功能不同的机器人，我用静态的图片素材，然后口头加以介绍说明。通过教学，这种介绍方法学生不仅参与的积极性不高，而且很难不能体会机器人的主要特征。发现问题后，我将大部分的图片素材，换成了视频素材。实践证明动态素材不仅可以大大提高课堂效率，而且激发了学生主动参与学习的兴趣。将无趣的知识教学融入到趣味的素材展示中，学生的心情会变得轻松、愉快，学习由被动变为主动，由强迫学变为自觉学，进而使注意力变得集中和持久，观察力变得敏锐，想象力变得丰富，创造思维更加活跃。

其次，要理论联系实际。在本课的教学中，我十分重视理论联系实际。如：为了引出机器人能按照人们事先编制的程序工作，我特意安排了“按轨迹搬运机器人”的视频，学生通过自己的观察，发现了机器人会按照我们事先为它画好的黑线行走、搬物。有了这个视觉上的感知，学生就可以轻松的理解机器人的这个特征。又如：在得出机器人的三个特征后，为了加深学生的理解，我特意带了一个机器人，让学生观察，实践。通过观察，学生体会到机器人有一定的机械结构和外形，并能完成一定的动作。通过让机器人一下子变凶猛，一下子变温柔的实践，体会了它有自己的大脑，会按照人们事先编好的程序工作。第三，注重学生的创造能力的培养。未来是属于学生的，未来的机器人也需要学生去发明创造。因此学生创造能力的培养显得尤为重要。在最后一个环节中，我安排了前后桌的同学一起设计未来的机器人。在讨论交流中，不仅培养了学生的创新能力，还培养了学生的语言表达能力。

《机器人》教学反思 第7篇

1、了解机器人的相关知识，知道机器人与人有着密切的关系。

2、能画或做一个机器人。

3、启发学生对科学技术的关注，培养学生创新精神

美术教学重点和难点：

1、了解机器人的种类、特点和功能，利用多种绘画用具进行绘画创作或利用废旧材料设计制作。

2、生动的表现机器人的功能和作用。

美术教学的反思：

(一)了解学生对机器人的认知程度，有助于我们教师决定开展什么样课程类型;

(二)了解学生对机器人的兴趣程度，有助于我们教师决定以什么样方式开展课程，或者以兴趣小组(个别)的方式来进行，或者直接作为信息科技的课程来上(班级全体)，等等;

(三)了解学生能力的差异程度，可以在课程中进行分组活动;

机器人教学案例 第8篇

通过前面的学习,学生学会了画流程图、认识循环结构和选择结构、仿真界面调试等知识,具备了基本的编写程序的能力。但是根据不同的情境灵活运用所学知识进行编程和调试的技巧还不熟练。通过本课的程序流程分析,巩固算法设计、循环结构、选择结构、多重判断、仿真调试等知识并进行综合运用。通过一个新的传感器——轨迹识别传感器的学习,进一步理解传感器在机器人技术中的作用和应用。

教学目标

知识与技能:初步了解轨迹识别传感器的构成和工作原理,能够编写出“自动按轨迹行走的循迹机器人”程序并在仿真界面调试成功。

过程与方法:通过自主学习,小组合作探究,了解轨迹识别传感器的构成和工作原理;通过图片、顺口溜策略,理解轨迹变量4个返回值的含义并能正确应用到程序编写中;通过任务驱动、问题引导、小组讨论、思维导图策略,理清循迹机器人程序设计的思路,学会综合使用循环结构和选择结构编写程序,体验和感悟探究的一般过程。

情感、态度与价值观:学会把大任务分解成多个子任务解决问题,培养编程思维;在探索过程中,善于思考和分析,并能归纳总结,体验成功与失败;在与他人交流中,感受创新的乐趣。

教学重点、难点

重点:理解轨迹识别传感器4个返回值分别代表的含义;实现循迹机器人的程序设计。

难点:使用多重条件判断让机器人检测轨迹识别传感器的状态,明确左转、右转和直行。

教学过程

1. 激趣导入

播放视频(学校正在进行长跑比赛,操场上你追我赶,加油声此起彼伏,好热闹呀!突然出现了一个奇怪的运动员——机器人,它也来参加长跑了。)教师请学生观察这个机器人有什么特点。(板书:探秘循迹机器人)

生:机器人沿着轨迹线走。

教师提示学生注意轨迹线的颜色与周围颜色的差别。

设计意图:通过运动会情境创设,唤醒学生情绪体验,激活学生思维,把学生带入到问题思考中来,引出所要学习的主要知识点。

2. 任务分析

师:想一想,机器人如何能识别轨迹,从而沿着轨迹线行走呢?(板书:轨迹识别传感器)

师:机器人如何能做到沿着轨迹线行走而不会偏离轨迹线呢?要想弄明白这个问题,我们还得从了解轨迹识别传感器开始。

设计意图:通过两个关键问题,把机器人循迹任务分解为两个子任务,引出新知的学习,为学生探究机器人循迹技术提供方向指引。

3. 自主学习,认识轨迹识别传感器

教师出示自学任务:可以利用微课“认识轨迹识别传感器”、学案或课本P64-P66自主学习轨迹识别传感器。

自学任务及要求:(1)轨迹识别传感器有哪些构成?(2)请说出轨迹识别传感器的功能,并在RC软件界面对模块进行正确设置。(3)轨迹变量4个返回值分别代表与轨迹线有怎样的位置关系?你是用何种方法记住它们的?(提示图片策略和顺口溜策略)

教师提问自学情况。

师:盲道与我们走的道路有什么不同?盲人走盲道时,手中的棍子起到探测障碍物的作用,那么盲人的双脚起到什么作用?它与轨迹识别传感器的功能有什么相似之处?

图片策略:

师:下列表达式写法正确的是?

A.轨迹变量1==0 B.轨迹变量=1

C.轨迹变量==1 D.1轨迹变量==1

设计意图:考虑到学生学习方式、学习习惯、认知风格的差异,提供不同类型的学习支架服务于学生的学。与学案、教材相比,微课通过视频动画更生动、形象、立体、逼真地展现了轨迹识别传感器的工作原理,体现了其作为学生自主学习资源的优势。通过实际生活中盲人走盲道的实例类比轨迹识别传感器的工作原理,加强理解。建议学生用顺口溜和图片策略学习知识,渗透学习方法。通过一道选择题,提醒学生表达式的正确写法,与已经学过的红外避障变量表达式对比理解记忆,厘清易混淆知识点,突破难点。

4. 头脑风暴

怎样编写程序实现机器人沿着轨迹“走”呢?教师请各小组头脑风暴,讨论编程思路,鼓励学生利用思维导图策略,最后由小组代表汇报结果。

教师引导学生认识各组方案共同点:偏左,则右拐;偏右,则左拐;不偏的话就直行。

师:用什么模块、怎样实现机器人左转、右转、直行功能?(引出高速电机与转弯模块的区别)

教师双手模拟车轮游戏,启发学生如何设置高速电机模块。

(1)下列哪种设置可以让机器人执行右转动作?

A.左速2,右速8 B.左速0,右速10

C.左速10,右速0 D.左速10,右速10

讨论总结出轨迹变量返回值与机器人执行动作的关系。(板书)

(2)当轨迹变量==2时,机器人在什么位置,将如何行动?

A.机器人在轨迹线上,需直行;B.机器人在轨迹线右侧,需左转;C.机器人在轨迹线的左侧,需右转;D.没有检测到轨迹线,需转圈去找。

师生整理总结编程思路。

设计意图:通过头脑风暴,打开学生思维的大门,碰撞智慧火花,渗透“先思后行”解决问题的思想。运用思维导图策略渗透学习方法。通过双手模拟车轮游戏,帮助学生理解如何设置高速电机以实现左转、右转和直行功能,突破难点。通过一道选择题深化巩固理解高速电机设置。最后总结完善思维过程,理清思路,为实施编程做充分铺垫。

5. 程序设计

探究任务:根据任务分析方案或思路,完成机器人走轨迹程序设计。

鼓励学生先独立设计程序。最先完成程序的学生,当“小老师”帮助本组有困难的同学。有困难的同学也可以自行观看微课来学习。教师巡回指导学生设计程序,发现问题,适时个别评价,并就发现的共性问题进一步讲解。鼓励学生自愿上台演示,适时评价。

设计意图:小组内互帮互助,组长起到协调示范作用,培养团队协作意识。“小老师”“微课”策略体现了教学差异分层。微课满足了个体差异化学习需求。

6. 深化拓展

拓展任务:机器人在循迹时,如果前方轨迹出现了障碍物,机器人如何能避开障碍物再次回到轨迹呢?

请同学们尝试修改程序,进入仿真环境调试。

设计意图:任务难度递增,为能力强的学生提供深化探究的空间;体现了差异分层、关注每位学生发展的理念。

7. 评价展示

小组代表展示程序及仿真效果,师生评价、组间评价、代表点评贯穿始终。根据小组得分,师生评选出优胜小组;根据个人评价标准进行自我评价。

设计意图:评价主体的多元化有助于团队意识的培养,有助于学生自我反思和发展。

8. 课堂小结

师:循迹技术能帮助我们解决很多让机器自动按照指定路线行走的问题,在生产和运输中有着广泛的应用。在揭秘了机器人的循迹技术后,大家是不是还有很多想法呢?欢迎大家登录班级微博群、微信群或者QQ群,在网上发布你的观点和想法,和其他同学进一步分享、探讨和交流!

教学反思

机器人程序设计教学应该教给学生什么?绝不仅仅是把程序图完成,在仿真界面运行成功就行了。更为重要的是对学生思维的训练,特别是教给学生在面对陌生领域问题时分析问题、解决问题的能力。具体如何在课堂教学中实施呢?本节课不是由教师讲出编程思路,学生按照教师的思路或者课本思路将程序补充完整,在仿真环境运行成功即可;而是从任务分析展开,引导学生利用学习资源自主学习新知,利用思维导图进行小组头脑风暴,将大任务分解为子任务,在此基础上剥洋葱式地分解、分析、解决问题,到最后形成编程思路。之后才是具体的编程实施,注重学生思维训练,注重问题解决能力目标的达成。

新课标强调学习的过程与方法,本节课很好地向学生渗透了学习策略意识,如在讲解轨迹变量4个返回值与轨迹线位置关系时所探讨的图片策略和顺口溜策略等。

《果园机器人》教学设计 第9篇

《果园机器人》是人教版语文三年级下册第六组的一篇略读课文。课文内容简洁，富有趣味，主要介绍了服务于果园中的机器人能把成熟的果子从树上摘下来，整齐地装箱运到指定的地方。有趣的是，这些机器人只捡掉在地上的水果“吃”，自我充电，不停地工作。由于课文内容简单易懂，教学时可按“激趣提问——合作探究——整理解疑——延伸拓展”的教学方式进行，为学生营造一个宽松的、自主探究的学习环境，指导学生根据阅读要求中的连接语自读自悟，在积极主动的阅读实践中加深理解，激发对机器人世界和科学技术的兴趣，让学生知晓科技成果，留心科学技术的新发展。

教学过程：

一、激趣导入，引导质疑

1 同学们，今天老师带来一段有趣的影片要和大家分享，一起看一看吧！（课件播放踢足球的机器人、十运会上点燃火炬的机器人、会表演器乐及拉车的机器人、各种造型的变形机器人的影片片段。）

2 你看了视频后有什么想法？（引导学生说出自己的想法）

3 揭示课题。随着科学技术的发展，机器人越来越受到人们的欢迎，它们在许多地方都能发挥巨大的作用。今天，我们去认识一些在果园里的机器人。（板书课题）

4 读了课题，你有什么疑问？

设计意图：通过生动形象的视频，把学生带人机器人的世界，在惊叹机器人的神奇中激发学习兴趣，再通过提出感兴趣的问题，激发学生的求知欲，树立学习的自信心。

二、明确方法、自主学习

1 自读阅读提示，说一说有哪些阅读要求？

2 指导学生画出阅读提示中的“读读”、“想想”、“交流”三个动词，交流归纳本课阅读要求。（课件出示阅读要求）

（1）自读课文，想想课文中的机器人是怎样的，哪些地方让你觉得很有趣，把这些句子用横线画出来，并在旁边进行批注。

（2）联系搜集的资料，想一想机器人还能干什么，和同学进行交流。

3 学生根据阅读要求，自主阅读课文。

设计意图：让学生明确学习方法，创设自主、合作、探究的学习氛围，把学习的主动权交给学生，体现以学生为主体的教学思想。

三、品读感悟，学习方法

1 果园机器人的本领。

（1）自读课文，想一想果园机器人都有哪些本领？

（2）学生交流汇报。

（3）分析句子。（课件出示）“它们能把成熟的果子从树上摘下来，整齐地装进纸箱，然后运到指定的地方。”这句话告诉我们果园机器人有哪些本领？（摘果子，把果子装进纸箱，运果子。）

（4）指导朗读。选择自己喜欢的句子读一读。

2 果园机器人的有趣。

（1）指名读。思考：课文中有哪些地方让你觉得果园机器人很有趣呢？

（2）分析句子。（课件出示）“如果没有电，它们是要‘罢工的。”

①这里为什么要说罢工，而不直接说它们停止工作呢？这样写有什么好处呢？（突出机器人很可爱）

②指导朗读。

（3）分析句子。（课件出示）“因为电池的电很快就会用完的，没电了，机器人就会‘饿倒。让果农们在大片密密的果树林里一个个地去找‘饿倒了的机器人，那可太麻烦了。”

①你觉得这样描述有趣吗？

②读读这段话，想象一下机器人“饿倒”是一副怎样的场景。

③指导朗读。

（4）分析句子。（课件出示）“它们只要‘吃掉在地上的水果就可以干活。这种机器人的肚子里，如果装了特殊的电池，就可以把吃进去的水果变成糖，再把糖变成电。”

①齐读。说一说这段话哪里让你觉得有趣，原因是什么。

②互动交流。读了这段话，你知道了什么？

设计意图：本环节以学生自读自悟为主，并通过汇报交流来反馈学生的自学效果，同时引导学生在阅读中感悟重点句、段，学习“抓住重点句、段理解课文内容”的方法。

四、拓展延伸，总结全文

1 填空。果园机器人摘____，并整齐地装进____，然后运到____；饿了就____，接着工作。它们是____的好帮手。

2 交流汇报。分小组交流自己收集到的有关机器人的资料，说一说机器人还能干什么。

3 想象拓展。如果你是一个设计师，你会设计一个怎样的机器人？

4 归纳总结。在科学技术飞速发展的今天，聪明能干的机器人越来越受到大家的欢迎，它们潜入深海寻找宝藏，给人类送牛奶，帮助人们抚养孩子，进入身体查病治病……相信随着科学技术的发展，这些聪明能干的机器人一定会给人类带来更多的方便，带来幸福的生活。

设计意图：通过让学生搜集资料和交流，以图文结合的形式来介绍机器人的结构与功能，做到以文本为载体，把学生带进更广阔的空间。课文内容的延伸，既开发利用了课程资源，又有利于培养学生的想象力，拓展学生的思维空间，发展学生的语言表达能力。