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1、信息技术与机器人教学,王 伟2012年8月,新版教学计划,教学计划变化中最显著的一个部分就是加入了机器人教学的内容信息技术课与计算机课的区别信息技术教材陈旧、知识更新速度过慢,机器人的发展,机器人课程的实质就是对外部社会信息的采集加工和处理的过程，而其核心更是基于计算机原理（冯诺依曼体系）机器人的普及是社会发展的必然趋势,中小学信息技术课程指导纲要（小学）,七、学会设计和制作简单的机器人，体验“采集信息处理信息控制动作”的基本过程。1、能识别是建议机器人的基本构造；说出各类传感器(如声音、光敏、红外、温度、触摸)的功能及其对人类功能的模拟，能描述机器人各部分的功能和工作原理，如通过传感器搜集信
2、息。通过程序判断处理信息、控制外部动作等流程。,中小学信息技术课程指导纲要（小学）,2、研究和了解现代机器人的发展趋势，讨论机器人与人类在解决相关问题上的优缺点。例如，机器人对复杂情况的反应，机器人可以完成哪些人类难以完成的任务等。3、学会根据生活和学习中的实际需要，设计、动手制作或组装简单的实物机器人（如：机器人导盲，机器人迎宾、灭火、踢足球、走迷宫等)，将编制好的控制程序(使用流程图方式)导出到实物机器人，运行机器人并对机器人及其控制程序做出必要的调试和修改。4、利用程序控制机器人的运动和调试，使用流程图编制的简单的控制程序；初步感受利用程序解决问题的一般过程。,中小学信息技术课程指导纲要
3、（初中）,八、设计和制作机器人，以机器人为载体，体验并初步学会通过程序设计解决问题的基本过程。,机器人教学的意义,有助于学生理解各种高科技技术对师生素质起到提升作用学生既需要思考又需要动手，培养综合素质，学生兴趣高涨、综合素质提高、创新思维活跃。锻炼意志品质，培养团队精神机器人教学较于计算机教学更加具有趣味性，是一种能够看得见摸得着的智能型编程机器,什么是机器人,机器人不一定是人形的机器人已经深入到日常生活,什么是机器人,通过各类传感器感知外部世界，从而做出相应判断并执行规定的命令的机器，就叫做“机器人”机器人与计算机同样符合“冯.诺依曼”原理,冯诺依曼原理,必须有一个控制器；必须有一个运算器
4、，用于完成算术运算和逻辑运算；必须有一个存储器；必须有输入设备和输出设备，用于进行人机通信。程序和数据统一存储并在程序控制下自动工作,机器人和计算机的区别,常见传感器的种类,红外传感器-循迹小车、悬崖勒马（蝙蝠的嘴巴和耳朵）震动传感器-汽车防盗器声音传感器-声控开关（机器人的耳朵）触碰传感器-相当于机器人的触角光敏传感器-感知外界光线（眼睛）温度传感器-电饭煲磁体传感器-计时、计数火焰传感器-机器人灭火,机器人教学,为了便于机器人课程的开展与普及，在前期经济条件欠缺的学校，可利用仿真程序开展教学活动。经济条件允许的学校，还是建议采用实物教学或者“实物加仿真”教学。各校应适时逐步实现实物教学，做
5、好机器人实验室的建设工作，满足学生学习课程的需要。,机器人教学三部曲,分析并组装所需电子器件和模型材料编写并调试程序下载并执行程序，控制机器人运动,让小车动起来,实验器材：三轮小车一部，双电机驱动（拼插件若干、车轮两个，万向轮一个，电机两个，电机驱动模块一个，主板一块，电池盒及电池）让小车前行一秒钟停止让小车走正方形,小车前行一秒钟停止,小车走正方形,仿真演示让小车动起来,点击软件中的“仿真”按钮，弹出仿真界面，点击“运行”按钮，小车执行程序，完成小车的既定动作。,让小车动起来课程设置目的,小学小车向前冲灵活转弯小车初中用程序控制机器人动作学习用流程图设计程序。学习程序的顺序结构 学习用循环结
6、构控制程序执行，了解for循环和无限循环的区别。程序界面清晰，让学生通过简单的图标拖拽，搭建出程序，区别于代码编程的枯燥无味。,悬崖勒马,实验器材：四轮小车一部，双电机驱动（拼插件若干、车轮四个、万向轮一个、电机两个、电机驱动板一块、碰撞传感器一个、主板一块、电池盒及电池）碰撞传感器：最简单的碰撞小车原理是将传感器安装在小车正前方的位置，当小车向前走碰到墙壁时，传感器接收到信号。,碰撞小车-挂载点装配图,碰撞小车流程图,悬崖勒马-原理及流程图,将碰撞传感器安装在小车的下方，令传感器与地面保持接触状态，当小车在地面上跑时传感器始终有信号，悬崖到达时地面消失，碰撞传感器弹起，信号消失。可以用红外传
7、感器代替碰撞传感器,悬崖勒马课程设置目的,小学悬崖勒马初步接触传感器，理解传感器的作用教学重点：学习传感器输出逻辑信号，用逻辑表达传感器的信息。学习条件转移语句在程序设计中的作用。,循迹小车,实验器材：双电机驱动的四轮小车一部、（拼插件若干、车轮四个、万向轮一个、电机两个、电机驱动板一块、主板一块、反射式红外线传感器两个、电池盒和电池）小车在画上黑色轨迹的场地中，智能沿轨迹行走,循迹小车-挂载点装配图,循迹小车流程图,仿真演示循迹小车,点击软件中的“仿真”按钮，弹出仿真界面，在界面的右下角选择场景“轨道”，界面中会出现一条黑色的预设轨道，点击“运行”按钮，小车执行程序，完成既定动作。,仿真程序
8、多种场景模式,红绿灯模式-模拟制作交通信号灯程序 小学及初中红灯停、绿灯停、会自动熄灭的路灯四种障碍物模式-模拟制作触碰小车程序 小学装上眼睛的小车、初中智能蔽障程序设计火焰模式-模拟机器人灭火等程序,循迹小车课程设置目的,初中智能循迹程序设计 小学循规蹈矩的小车理解传感器的作用，学习多传感器编程思路学习机器人系统设计方法和思想。学习系统框图的设计，复杂条件判断语句实现复杂逻辑。,下载并显示源程序,点击“下载程序”图标，可以看到程序的源代码水平高的学生可以在源代码中对程序进行细致的修改。,将机器人与计算机连接起来,使用配套的usb-com口电缆usb端连接电脑任意usb接口，九针com口端连接机器人的下载接口，开启机器人电源，点击下载按钮进入程序下载状态（主控板上第一个白色按钮）,下载程序到机器人,在确认接好线后，点击程序界面的下载按钮，在弹出窗口后选择自己USB的com口号，点击下载按钮。,如何知道占用了哪个com端口,在“计算机属性-设备管理器”中可以找到新建的com口号。,机器人执行程序,拔掉usb-com口电缆线在主控板上按下运行按钮（如图第二个白色按钮），即可执行程序此时可检查机器人的动作是否符合自己的编程预想,电教中心网站-石家庄市教育资源网,可下载实验手册、参考资料、相关PPT演示文稿,
