机器人基础教学大纲

机器人基础教学大纲（共13篇）

1.机器人基础教学大纲 篇一

3.1学生掌握专业知识和专业技能

本项目增加了学生学习的趣味性，提升付出努力后的成就感。同时理论联系实践，使学生牢固掌握机械基础的三大块内容：机械机构、机械传动、轴系零件。本校用的《机械基础》教材有6个实训模块，本校没安排，内容设置得欠合理，其中减速器装拆模块已经囊括了其他模块关于螺纹、键、齿轮、轴承的实训。学生参加书中安排的实训，只是对连接固定、装配有所认识，而各种机构和各种传动的运动没有得到实践，其他方面的素质也没有提高。另外，本项目关联其他科目一起实施教学，学生对机械制图、钳工、车工等知识技能也有了进一步提高，同时认识到各课程间的关联性。

3.2提高和锻炼学生的关键就业技能

CDIO工程毕业生要求达到4个层面能力：工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力。后面几层可以算就业能力，中职学生除了专业知识和专业技能之外，也应具有就业技能(就业能力)。就业技能目前没有一个标准的定义，不难得出各行各业对就业技能的要求都少不了CDIO的三个核心技能：沟通技能、团队合作技能、解决问题技能。本项目分组进行，全组成员必须团结合作才能完成，期间学生相互之间必须有效沟通才能合作，而且教师只起引导作用，各项工作学生必须自主完成，查资料、构思、设计、加工、装配，各种软件使用，能够培养学生沟通、团队合作、解决问题的综合就业能力。

3.3以防雷排爆为主题，培养学生的爱国主义精神和社会责任感

中职学生成长在和平年代，九年义务教育，职校免费，他们得到太容易，缺乏感恩，缺乏爱国主义精神和社会责任感。本着“素质为本，品德为尚”，本项目教学适时融入德育，培养学生的爱国主义精神和社会责任感。

2.机器人基础教学大纲 篇二

1 动力机器的分类

动力机器常按对基础的动力作用形式分为以下两类:

1.1 周期性作用的机器

(1) 往复运动的机器, 例如活塞式压缩机等, 它们的特点是平衡性差, 振幅大, 而且由于转速低, 有可能引起附近建筑物或其中部分构件的共振。

(2) 旋转运动的机器:例如电机, 汽轮机组及风机等, 汽轮机组的特征一般是工作频率高, 平衡性能好和振幅小。

1.2 间歇性作用或冲击作用的机器

2 动力机器基础的结构类型

动力机器基础的结构类型主要有实体式、墙式及框架式三种:

(1) 实体式基础, 通常作成刚度很大的钢筋混凝土块体, 因而可按地基上的刚体进行振动计算;

(2) 墙式基础则由承重的纵、横向墙组成;

(3) 框架式基础一般用于平衡性较好的高频机器, 其上部结构是由固定在一块连续底板或可靠基岩上的立柱以及立柱上端刚性连接的纵、横梁组成的弹性体系, 因而可按框架结构计算。

3 动力机器基础设计的要求

动力机器的动荷载必然会引起地基及基础的振动, 从而可能产生不良影响, 如降低地基土的强度并增加基础的沉降量, 影响正常生产, 机器零件易于磨损, 因此动力机器基础设计应满足下列基本要求:

(1) 地基和基础不应产生影响机器正常实用的变形;

(2) 基础本身应具有足够的强度、刚度和耐久性;

(3) 基础不产生影响工人身体健康及妨碍机器正常运转和造成建筑物开裂和破坏的剧烈振动;

(4) 基础的振动不应影响邻近建筑物、构筑物或仪器设备等的正常使用;基础应与厂房结构或其他构筑物基础分开;当基础埋置深度相同时, 其净距不宜小于100mm;当振动管线搁置在建筑物上时, 应采取可靠的防振措施, 防止厂房及平台受压缩机基础的影响。

4 动力机器基础设计

4.1 动力机器基础设计时应具备的工艺资料

(1) 机器的型号、转速、功率、规格及轮廓尺寸图等;

(2) 机器自重及中心的位置;

(3) 机器底座外廓图、辅助设备、管道位置和坑、沟、孔洞尺寸和灌浆层厚度、地脚螺栓和预埋件的位置等;

(4) 机器的扰力和扰力矩及其方向;

(5) 基础的位置及其邻近建筑物的基础图;

(6) 建筑场地的地质勘察资料及地基动力试验资料;

(7) 对于磨机基础设计尚应具备以下资料:

a磨机、电机和减速器的相互位置及传动的方式;

b磨机内碾磨体及物料的总重;

c磨机筒体中心线距基础面的距离 (磨机的墙式和大块式可不进行动力计算) 。

4.2 荷载取值

设计动力机器基础的荷载取值应符合下列规定:

(1) 当进行静力计算时, 荷载应采用设计值;

(2) 当进行动力计算时, 荷载应采用标准值。

4.3 基础埋深

基础的埋置深度及尺寸一般要根据地质资料、厂方基础及管沟埋深等条件综合确定。基础的外形尺寸一般根据制造厂提供的机器轮廊尺寸及附件、管沟等的布置加以确定, 同时还须满足基础整体刚度方面的构造要求。

4.4 校核地基承载力

振动作用下地基土的抗剪强度的降低幅度与振幅、频率及振动加速度有关。一般来说, 振动越强烈地基土的强度降低也就越多。由于地基土在动荷作用下抗剪强度有所降低, 并出现附加沉降, 因而地基承载力设计值应予以折减。这样, 设计机器基础时应满足下列条件:

式中:αf——动力折减系数

对曲柄连杆机器, 其振幅虽较大, 但频率低, 因此不须折减, 即αf=1.0;

对汽轮机组与电机, 因为它们具有对沉降敏感的转动长轴, 故取αf=0.8;

锻锤基础一般有较大的附加沉降 (因冲击振动大) , 须作较大的折减, 其折减系数详见具体规范规定;

对其他振动加速度较小的机器基础, 一般可取αf=1.0。

4.5 基础偏心计算

基础设计时应力求使基组 (包括机器、基础和基础底板上的附属设备及填土) 重心与基础底面形心位于同一垂直线上, 当不在同一垂直线上时, 两者之间的偏心距和平行偏心方向基底边长的比值不应超过下列限值:

(1) 对汽轮机组和电机基础为3%;

(2) 对金属切削机床基础以外的一般机器基础:

当地基承载力标准值fk≤150kPa时为3%;

当地基承载力标准值fk>150kPa时为5%。

4.6 动力计算

进行动力计算, 这个是动力机器基础设计的关键, 其内容为确定固有频率 (自振频率) 的振动量 (位移、速度或加速度的幅值等) , 并控制这些振动量不超过一定的允许范围。对大多数动力机器基础而言, 主要是控制振幅值和速度值, 而对振动能量较大的动力基础, 则还须控制加速度值。

对实体式基础的振动计算, 目前主要的理论有两种: (1) 质量-弹簧模型理论以及改善过的质量-弹簧-阻尼器模型理论; (2) 刚体-半空间模型理论 (简称半空间理论) 。

质量-弹簧模型理论把实际的机器、基础和地基体系的振动问题简化为放在无质量的弹簧上的刚体的振动问题, 其中基组 (包括基础、基础上的机器和附属设备, 以及基础台阶上的土) 假定为刚体, 地基土的弹性作用以无质量弹簧的反力表示, 这种理论也称为动力机床系数法。后来为了考虑共振区的振动特性, 又在此基础上加一新的元件——阻尼器, 从而形成了质量-弹簧-阻尼器模型, 阻尼器所具有的粘滞阻力反映了振动时体系所受的地基阻尼作用;质量-弹簧-阻尼器模型中的质量M通常取为基组的质量m, 但有时也包括了基础下面一部分地基土的质量, 此种理论的关键是如何正确确定振动体系的质量m, 刚度K及阻尼系数N。

刚体-半空间理论的计算模型是把地基视为半空间 (半无限连续体) 、基础作为半空间上的刚体的一种模型。机器基础的振动就是以这个刚体的振动表示。利用动力弹性理论分析地基中波的传播, 由数学分析法或数值法求出基础与基底上的动应力。利用这种动应力就可以确定刚体的运动方程, 从而可以确定基础的振动状态。

实体基础的振动可分解为相互独立的三种运动:a沿OZ轴的竖向振动;b在XZ及YZ平面内的水平回转耦合振动;c绕OZ轴的扭转振动。此三种振动可以分开计算, 然后叠加。

根据计算结果验算基础与机器发生共振的可能性, 使其满足:

1.25<基础自振频率/扰力频率<0.75的要求。

在设计中必须严格遵循《动力机器基础设计规范》 (GB 50040-96) 及相应动力机器基础设计规范的有关规定, 根据机器的布置、动力特性、制造厂商提供的数据及要求、岩土工程条件、生产和工艺对压缩机基础的技术要求等因素, 选择有关动力参数和基础形式。

4.7 构造规定

(1) 边缘至基础边缘的距离不宜小于100mm。除锻锤基础以外, 在机器底座下应预留二次灌浆层, 基厚度不宜小于25mm。二次灌浆层应在设备安装就位并初调后, 用微膨胀混凝土填充密实, 且与混凝土基础面结合。

(2) 动力机器基础底脚螺栓的设置应符合下列规定:

a底脚螺栓的埋置深度不应小于20倍螺栓直径, 带锚板地脚螺栓的埋置深度不应小于15位螺栓直径。

b底脚螺栓轴线距基础边缘不应小于4倍螺栓直径, 预留孔边距基础边缘不应小于100mm, 当不能满足要求时, 应采取加强措施。

c预埋底脚螺栓底面小的混凝土净厚度不应小于50mm, 当为预留孔时, 则孔底面下的混凝土净厚度不应小于100mm。

(3) 动力机器基础的混凝土强度等级不宜低于C15, 对按构造要求设计的或不直接承受冲击力的大块式或墙式基础, 混凝土的强度等级可采用C10。

(4) 动力机器基础的钢筋宜采用Ⅰ、Ⅱ级钢筋, 不宜采用冷轧钢筋。受冲击力较大的部位, 宜采用热轧变形钢筋。钢筋连接不宜采用焊接接头。

(5) 重要的或对沉降有严格要求的机器, 应在其基础上设置永久的沉降观测点, 并应在设计图纸中注明要求。在基础施工、机器安装及运行过程中应定期观测, 作好记录。

总之, 对于动力机器的设计主要是要减少振源的振动, 调整建筑物或构筑物的结构刚度, 改变系统的固有频率以避免共振;采用减振装置和隔振措施, 避免振动对车间和设备的损坏, 以保证生产的正常运行。

参考文献

[1]中华人民共和国机械工业部.动力机器基础设计规范[M].北京:中国计划出版社, 1997.

3.《果园机器人》教学设计 篇三

《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。

4.机器人的科技技术基础论文 篇四

关键词机器人;设计;方法

1.前言

纵观人类的发展史，工具的进步才能带动人类的文明，如今设计朝着智能化的方向在发展，机器人就是人类在发展智能化过程洪重要的产物，因此机器人常用的设计方法是设计师们必备的工具。

2.控制系统的硬件设计

在现代科学技术不断发展的背景之下，工业现场所涉及到的重体力劳动量不断提升。当中部分劳动任务的实现单单依靠人力是很难实现的。而为了良好的完成工业现场的相关生产作业任务。就需要通过对机器人装置的研究与应用来实现机器人控制系统的硬件部分主要由5个模块组成：控制模块、循迹模块、避障模块、电机驱动模块、电源模块。

(1)控制系统模块。ATmega128为基于AVR RISC结构的8位低功耗CMOS微处理器，运算速度快，具有多路PWM输出，可将测速、避障等电路产生的输入信号进行处理，并输出控制信号给驱动放大电路，从而控制电机转速，此方式产生的PWM信号比用定时器中断产生的PWM信号实时性更好，而且不会占用系统的定时器资源。

(2)循迹模块。循迹是指小车在比赛场地上循白色引导线线行走，循迹模块的原理图如图2所示。循迹模块采用灰度传感器，发射管为普通LED灯，接收管为光敏三极管3DU33。工作原理为：不同颜色的物体对LED发射光反射不同的亮度，光敏三极管3DU33接收这些不同亮度的光线，就会呈现不同的电压Vx。Vx输入到比较器LM339的同相端，并与电位器设定的电压V0相比较，当VxV0时，比较器输出高电平，当Vx循迹机器人前后两端均是由7个灰度传感器组成的循迹模块。其中，中间三个灰度传感器起巡线的作用，两端的灰度传感器起探测弯道作用，剩下两个灰度传感器交替进行巡线和探测弯道。实验证明，这样的灰度传感器的布置图，机器人循迹的效果好，且性价比非常高。

(3)避障模块。避障模块主要使用的是红外发射接收传感器，当红外感应避障模块靠近物体时，输出低电平信号;当没有感应到物体时，输出高电平信号。将该信号线接入到单片机的控制端口，控制程序就能起到探测障碍物的作用，当在机器人行进的路径上就可以发现有障碍物并及时避开绕行。

(4)驱动模块。循迹避障机器人要求行走灵活、反应快速，因此要求驱动电机具有转速快、制动及时等特点。我们设计制作的循迹避障机器人采用中鸣公司的JMP-BE-3508I驱动板模块，其输入电压为11V到24V，最大输出电流为20A，满足快速前进、制动、转弯的要求。并且电机速度达到500rpm，堵转力矩为8KG.CM，具有很强的刹车功能。利用单片机的四路PWM输出信号，分别控制四个轮子的转速。并采用四轮驱动、差速转弯的方式实现机器人的前进、后退与转弯。

(5)电源模块。循迹机器人的电源模块主要实现以下三大功能：①稳定输出5V工作电压。故我们设计制作的电源模块以7805芯片为核心，把输入电压截止到5V。②提供足够的电流。7805芯片最大输出电流为1.5A，而循迹机器人需要较大电流，所以我们使用了两片7805芯片分别对控制系统和外部设备进行供电。③滤波。在7805芯片的输入、输出端分别并联104贴片电容和10F的电解电容，过滤高频、低频信号。

3.软硬件模块开发流程和界面程序

(1)图像处理模块：照相机实时捕捉图像，处理转化后和初始图像进行处理比较，找出图像中差异的位置通过TCP传输。

(2)TCP通信模块：视觉系统通过以太网连接贝加莱控制器，控制器可以作客户机或服务器实时传输数据，：定义结构体用于视觉系统传输位姿给机器人和机器人实时反馈位姿和信号状态数据给视觉系统。

(3)位置转换模块：把视觉系统的位姿转换为机器人的位姿传输给机器人，控制机器人运行。

(4)轨迹规划模块：进行运动轨迹规划和速度规划，根据机器人当前的位置和目标位置，选择最优的运动轨迹(直线、圆弧、不规则曲线等运动轨迹)，然后对轨迹、速度进行插补，插补值调用机器人运动学算法计算轨迹的可靠性，再把实时插补的位置、速度传送给运动控制模块。

(5)运动控制模块：根据实时插补的值结合加速度、加加速度等控制参数给驱动器。

(6)伺服模块：根据控制器所发送数据，结合各伺服控制参数，驱动电机以最快响应和速度运行到各个位置。

4.机器人精度标定和视觉软件处理

4.1精度标定

精度的标定包括机器人精度标定和机器人相对于视觉照相机位置标定。机器人运动前，需要用激光跟踪仪标定准确各轴杆长、零点、减速比、耦合比等机械参数，给运动学、控制器系统，机器人才能按理论轨迹运行准确。行到指定点。通过三点法、六点法标定机器人相对于视觉照相机的X、Y、Z方向距离给位置转化模块，确定机器人坐标系相对于照相机坐标系的转化关系。

4.2视觉处理软件

包括固定视觉系统标定模块和移动视觉系统标定模块。视觉系统安装在固定位置相当于给机器人建立照相机一个用户坐标系，此模块用于运算机器人和固定视觉系统之间位姿转换关系。视觉系统安装在机器人末端法兰位姿相当于给机器人建立照相机一个工具坐标系，随着机器人运动而实时改变位置，此模块用于运算机器人和动态视觉系统之间位姿转换关系。实时处理传输机器人、视觉系统和以太网的运行通信状态以及出错状态处理。

4.3人机界面设计及实现

当机器人出现故障，不能自动移动位置时，比如碰到硬件限位或出现碰撞现象时，此时可以进入手动页面，选择机器人操作，移动机器人到指定位置。对于新建码垛工艺线，需要配置系统参数、位置信息、以及产品参数，等必要的信息。码垛数据编辑与创建的功能，产品覆盖了袋子、箱子，以及可变数量抓取的功能。可以添加产品数量，改变产品方向，单步数量修改，产品位置移动以及旋转等设置。本页面中，示例生成了每层五包的袋装产品，编号从1到5，可以通过调整编号的顺序，达到改变产品的实际码垛顺序。

5.结束语

总之，在进行机器人的设计过程中，要根据设计的用途进行针对性的设计，对于设计过程中出现的问题要及时的.采用上述的思维方法进行解决，随着机器智能化的推广，无疑机器人的设计在未来会有更广阔的天空。

参考文献：

[1]张海平，陈彦. Wincc在打包机人机界面中的设计与应用[J].HMI与工业软件，20xx(3)：70-72.

[2]朱华栋，孔亚广.嵌入式人机界面的设计[J].中国水运，20xx(11)：125-126.

5.《机器人原理》课程教学大纲 篇五

一、课程名称

控制系统工程案例分析（机器人）-Case Study in Control Systems(Robotics)

二、课程编码

三、学时与学分24/1.5

四、先修课程

自动控制原理、微机原理、过程控制

五、课程教学目的通过课程讲授和工程案例分析，使学生了解机器人的发展历史、基本原理、研究前沿与应用领域；帮助学生学习和掌握机器人控制系统设计的一般方法；向学生展示控制学科专业最新发展和工程应用前景；提供综合运用专业知识的机会，提升学生的专业知识结构和综合分析能力。

六、适用学科专业

自动化、测控技术与仪器，物流管理（系统工程方向）

七、基本教学内容与学时安排

第一章 绪论（6学时）

1.1 机器人名称的由来

1.2 机器人的发展历史

1.3 机器人的定义和分类

1.4 机器人的结构与控制方式

1.5 机器人应用实例演示

第二章 机器人运动学案例分析（8学时）

2.1 齐次坐标变换

2.2 机器人运动学方程

2.3 逆运动学方程

2.4 斯坦福机械手的运动学方程（案例1）

2.5 肘机械手的运动学方程（案例2）

第三章 动力学与控制案例分析（8学时）

3.1 拉格朗日力学

3.2 机械手的动力学方程

3.3 单连杆机械手的控制

3.4 多连杆机械手的控制与案例分析

第四章 机器人控制技术展望（2学时）

八、教材及参考书

[1] Richard P.Paul.Robot Manipulators: Mathematics, Programming and Control.The MIT Press, Cambridge, MA, USA, 1981

[2] 黄心汉，机器人原理及控制技术，ppt.课件，2008

[3] 蔡自兴，机器人学，清华大学出版社，2000

[4] 熊有伦等，机器人学，机械工业出版社，1993

九、考核方式

开卷考试。

十、其他说明

6.《机器人》教学反思 篇六

《神奇的机器人》是一篇科普，介绍机器人的功能。本次教学设计，注重课前积累，让学生有充分的知识准备。学生知道自己的学习内容并进行预习，提前收集资料等，在上课前，在老师的引导下，学生围绕机器人的种类和功能等问题，翻阅课外书、上网，实地观察操作，多渠道地获取了大量知识，间接地了解了许多有关资料。课堂上，学生因为有了充分的知识储备，所以读到课文中的有关语句时，原先储备的有关知识便激活了，对机器人在人类生活中将发挥的作用也有了较深刻的理解。学生在课中尽情释放对机器人已有的知识，从大家交流的资料中一次次受到启迪，认识到学好科学知识的重要性!学生各抒己见，课堂上活力一片。

由于是科普作品，偏重于科学知识，而使课堂朗读训练不够到位，还需加以有效的朗读指导。

课后作业是用这个句式来说： “的机器人。”学生完成得不错，如：衷心耿耿的机器人、多才多艺、无所不能、力大无穷、能歌善舞、神通广大、才华横溢的机器人等等。

7.“机器人智能行走”教学设计 篇七

让学生认识机器人的灰度传感器，了解机器人软件中执行控件（直流电机、延时控件），会编写机器人行走、转弯程序并植入机器人进行运行和调试，了解程序中流程控制并会使用条件循环以及单分支，试着编写机器人在圆圈图中规避的程序。

二、教学重点

让学生了解灰度传感器，学会执行控件、流程控制控件，会运行并调试机器人规避程序。

三、教学难点

执行控件的相互搭配使用，机器人软件中的循环控件知识的掌握，规避程序的编写与调试。

四、教材分析与教法建议

1.教材的地位与作用

本课是江苏省《小学信息技术》（五年级）教材第17课内容。在本课之前，学生已经了解Logo语言，对于程序设计有了初步知晓。通过前面几节课关于机器人的知识介绍，学生对于紫光学生机器人与机器人软件平台有了解，本节课主要是将前面介绍的紫光机器人的硬件与平台软件的设计程序进行综合应用，所以对于学生机器人的全面认识有很重要的作用。

2.教学方法指导

介绍新的知识点，关键在于激发学生的学习兴趣，让学生迅速产生亲近感。基于本课内容的特点，本课主要采取情境法、演示法、任务驱动法等教学方法，注重调动学生的学习积极性，提高自主学习能力，变被动接受为主动获取，力促课堂教学在生动有趣、愉悦的气氛中展开。（1）引入新课时，采取情境法教学，激发学生兴趣。（2）在课堂教学中，教师通过演示法、任务驱动法，分步带领学生进行机器人行走的尝试，帮助学生层层分解，步步推进。这样可以很好地巩固学生学习的知识。

五、教学过程

1.导入

给学生播放《西游记》中孙悟空在地上画了圆圈，并吩咐唐僧千万别走出这个圆圈，否则会有危险的视频片段。引入本节课三角机器人也在相同的圆圈里，不管怎么走都走不出这个圈，要不然走出圈也会有撞到墙壁的危险来为学生创设一个情境，使学生对本节课内容产生足够的兴趣，激发他们的学习热情。

2.新授

（1）机器人的“眼睛”——认识灰度传感器

师：同学们，在课前紫光学生机器人已经和我们见过面了，也和我们打了招呼！相信同学们对这位新朋友都不陌生吧！我们也都知道这位朋友的“眼睛”“耳朵”“四肢”“嘴巴”都在哪并且有什么用了吧？

今天我们就先来看看机器人的眼睛——灰度传感器（教师介绍灰度传感器的知识）。

（2）机器人行走——编程软件中的直流电机、延时控件

师：我们的这位机器人朋友现在是不可以动的。它在来北京之前跟我说，要请北京的小朋友给他赋予生命，让它动起来。

学生打开机器人程序、以小组合作的形式探索直流电机程序的编写并传输到机器人使机器人走起来。

师：同学们，刚刚老师看见你的机器人虽然都有生命可以动了。但老师想让它变得聪明一点，能够前进几秒再后退几秒最后停止，可以吗？

教师揭示延时控件与直流电机控件的搭配使用，学生分小组编写、调试程序，最终实现机器人的功能。

（3）机器人思考——编程软件中的流程控制

师：刚刚我们已经赋予了机器人生命，那么我们再来想一想我们的这位朋友可以像人类一样去思考吗？知道遇到什么情况的时候要做出什么样的反应吗？下面就跟随老师一起来探究！

给学生演示讲授流程控制：①次数循环：计算循环的次数进行循环。②条件循环：判断条件进行循环。分为三个可以判断的条件。③单分支和双分支：主要用于次数循环和条件循环中条件判断的分支控件。学生练习这三大类控件。

（4）机器人规避——编程软件中灰度传感器、直流电机、流程控制的搭配使用

师：同学们，通过上面几个环节对这位机器人朋友的改造，它已经能走能动，还会思考呢！下面我们每位同学都是孙悟空，把我们的机器人朋友放到这个圆圈里，让它不管怎么走都不出这个圈。想一想你有什么好办法？怎么搭建程序呢？

8.《果园机器人》教学反思 篇八

经过紧张忙碌的准备工作，当课堂教学结束后，反过来对这节课的设计和教学效果进行回想，我既品尝到了一丝成功的喜悦，也感到了课堂当中一些不近人意之处。现在总结如下： 一：比较成功的方面。

（一）课件设计新颖别致，学生兴趣浓。

我所选的课例是人教版语文三年级下册的《果园机器人》，略读课文虽然这是一篇略读课文，内容简单，但富有趣味，很容易激起学生的学习兴趣和激发学生对科学的热爱。

通过上网搜集下载，我挑选准备了一些典型的有代表性的各种类型的机器人图片，还有机器人跳舞的视频《江南style》,动画朗读《果园机器人》，教学视频《现代机器人的发展》。让学生了解现代机器人技术，了解果园机器人的基本情况，引起对机器人的兴趣，激发对科学的热爱。

我采用课本，多媒体课件结合的方法，开阔学生视野，培养独立阅读能力，丰富学生想象。在实际的教学过程中，学生的积极性很高，对课件上的内容，图片，视频兴趣很浓，从而在课堂上积极发言，参与度很高，课堂气氛热烈。最后我利用播放课件，通过各种造型、各种功能的机器人图片，使整个课堂教学达到高潮，学生激动不已，纷纷说出自己看图后的“肺腑之言”。

（二）环节设计上紧凑自然，科学合理。

1、多种朗读方式训练学生的朗读能力

在教学过程中，我采用多种朗读方式，充分让学生读，有动画朗读范读、自由读、指名学生读、重点段落读。让他们自主学习，小组交流，同桌交流，熟悉课文内容。引导学生根据课题前的阅读要求，说说文中果园机器人是怎样的，自己认为哪些地方最有趣。问题的呈现非常清晰，尤其是交流自己感兴趣的地方，学生谈的都非常自然真切，应该说很符合他们自己的心理特点。

2、环节上由课文到课外，既掌握了知识又开阔了视野。学生平时在电视上或者动画片中肯定会看到机器人，但是这些只是比较零散，学生对机器人的概念和现代科学技术的发展不是很了解。所以我准备了大量的图片和部分视频来向学生介绍有关现代机器人技术的发展，既开阔了学生的视野，又丰富了相关知识，同时还激发了学生对科学的热爱。

尤其是设计了“口语交际”这个环节，让学生说说自己心目中的想设计的机器人，培养想象能力，又是对科学的一种向往。

“自学环节”既发挥了学生主动学习的积极性，又交给学生学习的方法，通过展示及时检测学生是否真正学懂了课文。通过“问题探究活动，小组讨论交流，培养了了合作学习的习惯。”最后通过“作业设计”让学生能够用语言对自己设计的机器人描述出来，训练了写作能力。

二：存在的不足之处。

1、由于内容比较丰富，信息量大，在部分环节上本来设计让学生自由发言，说说自己的想法，但考虑的时间的因素，当个别学生说完想法后，就进入了下一个环节，没有给更多的学生展示交流的机会。

2、这一课时主要一个任务是让学生自学课文内容。这样我就先安排一个自学的环节，先让学生自己了解果园机器人的特点。让学生把自己觉得有意思的地方找出来交流一下，学生初步了解了机器人，大部分学生认真落实了自学提示，个别学生仅仅停留在字词的学习上，没有更多的时间知道他们深层次的学习，这一点从自学展示环节就能看出来。

3、我自己准备的关于机器人的课外知识比较丰富，但学生由于条件限制，几乎没有搜集到相关资料，也就是说学生的课前储备有些贫乏，课堂上呈现的内容也有些陌生，虽然他们兴趣很高，但是陌生信息量太大，学生一时间没有好好的消化，所以对部分环节感到无话可说，学生在课前也要尽可能搜集相关的资料，这点有助于学生的学习。

4、在学生自学课文这一环节，我为了不影响课堂教学进度，希望在有限的时间内完成我事先预设的教学任务，我将中间学生对文章质疑的环节取消了，我当时只是在想这篇课文这么简单，应该没有多大问题，事实上我是站在老师这个角度看问题了，没有站在学生角度上去考虑，现在想想这个环节还是很有必要安排的，必竟只有让学生质疑了，他才会迸发出思考创新的火花。

9.机器人教学设计 篇九

1、科学知识目标

能描述机器人的三个基本特征。

能说明自己预测机器人发展趋势的理由。

2、科学探究目标

能搜索有关机器人的信息和资料

能按照要求根据实际生活或学习需要设计一个机器人。

3、情感态度与价值观

能通过与其他人交流,改进本组的设计方案

能客观的评价别人的设计方案

能举例说明机器人将会给人类社会的发展带来哪些好处和问题

能判断周围哪些事物属于机器人

教学准备

有关机器人的图片资料或相应课件

有关智能机器人的图片资料或相应课件

【教学过程】

一、导入新课:

1.师:同学们,某某同学给大家带来了一位新朋友,想不想认识一下?出示智能小狗玩具,这是什么?下面咱们请某某同学为大家演示一下怎么玩,好不好?指名生演示。

(通过玩耍,感受智能小狗的聪明灵活,激发强烈的好奇心和求知欲。)

2. 师:大家觉得这个玩具朋友怎么样?其实,这个智能小狗就是一个小型的机器人,说到机器人,大家肯定不陌生,对吧?谁来简单说说你在哪里见过什么样的机器人?同学们的知识面可真广啊!其实,机器人是人类创造的最奇妙的工具,是人类智慧的结晶。这节课,我们就一起畅游机器人王国,进一步了解和认识机器人,好吗?板书课题——机器人。

二、认识机器人:

1、师:课前,同学们通过课外阅读、看电视、上网等多种途径,搜集了好多有关机器人的资料和图片,下面我来考考大家:你知道世界上第一个机器人是由哪个国家制造出来的吗?生答。对,美国制造出第一个机器人,从此揭开了人类研制机器人的序幕。现在,我们人类已拥有一个庞大的机器人家族。今天,老师为大家带来了好多机器人图片,让我们逐一认识他们。师展示机器人图片,并简单介绍。欣赏完了老师的图片,同学们一定也有不少关于机器人的资料向大家汇报吧,你知道哪些机器人,它们能帮我们干什么?谁来介绍一下。

2.生交流。说一说自己对机器人有哪些了解。

3.刚才,同学们介绍了这么多有趣的机器人,请大家思考一下:什么是机器人?它有哪些基本特征?(生自由回答。师:机器人是一种在一定程序控制下,能够自动工作的机器,它是人类的好帮手。)究竟机器人有哪些基本特征呢?请同学们打开课本第98页,快速阅读“科学在线”。现在,谁来说说机器人的基本特征?你能根据机器人的基本特征分辨出生活中哪些常见物品属于机器人了吗?大胆说,让同学们帮你判断一下。(全自动洗衣机,自动门,电视,电脑,许多高科技家用电器都属于机器人。)

4.现在,我们来概括一下,机器人在哪些领域发挥着重要作用?给人类带来了哪些积极影响?(生交流:军事、勘探、医学、太空、日常生活等。它能提高工作效率减少环境污染)

5.师:既然机器人在这么多领域发挥着重要作用,可以说是我们人类 “最忠实的`朋友”,那它是不是只会给我们人类带来积极的影响,没有消极的影响呢?下面小组内讨论这一话题,并把小组的观点整理记录在课本上。

(生汇报:机器人的使用能提高工作效率,减少环境污染但也会带来战争,工厂裁员,机器人伤人等问题。)

6.师小结:看来机器人的发明和使用对人类有利也有弊,由此可见,科学技术是一把双刃剑,我们要学会正确使用它,才能更好地为我们的生活服务,同时,对待任何事情都应从正反两个方面来分析,才能对事物有正确的认识。

三.智能机器人

1.师:在庞大的机器人家族中,有一类非常高级的机器人,那就是——智能机器人。1968年,美国斯坦福研究所研制出世界上第一弹智能机器人他用三个轮子当脚,用摄像机当眼睛,头上有天线,还有触角,样子十分可爱。它由大型电脑控制,人通过电传打字机向他发号施令厚,他便完成任务。请同学们打开课本99页,说说课本上介绍了哪几种智能机器人?

2.你还有那些关于智能机器人的资料愿与大家共同分享?

3.师小结:近几年来,机器人取得飞速发展,引起世人的关注。在生产和生活等方面,特别是在危险和极限环境作业中,有着广泛的应用前景。机器人正发展成为一个庞大的家族,代替人们从事各种各样的工作。

四.拓展应用

1、师:我们的生活中,还有许多领域无法进入,还有许多谜团没有解开,许多梦想没有实现。你认为还有什么地方需要机器人呢?

2.我们学校近期要举办一个机器人创意大赛,你想参加吗?本次创意大赛的要求:设计者能展开合理大胆的想象。可以设计一种新式的与众不同的机器人,也可以在原有基础上进行改造,形成新的机器人。你想发明的机器人是什么样的呢?学生独立想像。

10.机器人课堂教学模式的探索 篇十

关键词：机器人课堂教学；“4C”教学模式；引入；实施；意义

在机器人行业飞速发展的背景下，随着素质教育的不断深入，机器人走入学校走进课堂已经成为一个必定的趋势，机器人教学已经成为大中小学教育领域里的新课程。由于机器人在开发学生智力、动手能力和创新能力上具有显而易见的优越性，正越来越受到教育部门和学校的重视，所以机器人教育普及全国各地乃至全世界，这是一个好的趋势。但是，在这好的趋势中也出现了令人忧患的倾向，这就是：机器人教育越来越成为为进行机器人竞赛而存在和发展。各种各样的机器人比赛如火如荼地展开，机器人教学的状况却明显滞后，只有极少数地区和学校将机器人教学纳入了正规的课堂教学，较多的学校只是以课外活动、兴趣小组、培训班的形式开展机器人教学。有关机器人教育、机器人研究的相关文章偏少，研究者把主要的注意力集中在机器人的竞赛上，缺乏对机器人教育理念的研究，缺乏对机器人课堂教学模式、教学方法的探究。2003年4月，《普通高中技术课程标准（实验）》在“信息技术”科目中加入了“人工智能初步”的知识，同时针对人工智能重要应用领域中的机器人问题，明确指出将“简易机器人制作”列为选修课程。既然作为一门课程，作为教师的我们就应该把这门课程开好，寻求或尝试适合其的教学方法、教学模式。

一、“4C”教学模式的引入

机器人设计包括搭建、编程、调试、运行等一系列过程，每个过程都富有挑战性、互动性、创新性，在课堂上能够满足各种层次学生的需求，不仅设计的主题有趣，而且解决问题的方案是开放性的，学生集思广益，可以采用不同方法达到同一个目标，这样既可以培养学生的动手实践能力、创新能力、协作能力、进取精神、挑战意识，又可以让学生亲身体验抽象的理论如何在短时间内通过自己的设计变成触手可及的答案呈现出来，让机器人“动”起来。这种机器人教学使学生在学习时随时都可能产生一个惊喜、一种成功、一个期待、一个新思路，所以学生对机器人设计特别“有瘾”。学生对机器人十分感兴趣，激情高，易于兴奋，但是如何有效控制课堂、“动静结合”提高课堂效率是值得探究的一个问题。于2011年7月由省教育厅推荐参加了教育部乐高“技术教育创新人才培养计划”骨干教师集中培训。通过澳大利亚昆士兰法大学教授执教，接触了乐高“玩中学”“做中学”先进的教育理念，学习了“4C”教学模式，即Connect（联系）—Construct（建构）—Contemplate（反思）—Continue（延续），让学生在“做中学”，在做的过程中快乐地掌握知识。经过两年实践，在课堂上不断尝试运用“4C”教学模式，取得了良好的课堂效果。

二、“4C”教学模式的实施

“4C”教学模式的实施过程借助一个案例进行说明。依据信息技术（教育科学出版社）必修一第三章第三节《信息的智能化加工》的内容要求，提升学生对人工智能的认识，揭开人工智能的神秘面纱，为此设计了一堂“简易机器人设计”课。借助此案例说明“4C”教学模式的各个环节。

1.联系Connect（把已有知识与真实世界联系）

机器人在我们的社会中越来越普遍，在社会的各个领域扮演着重要的角色，如，工业、机械、空间探索等。比如火星机器人，为什么我们要输送一个机器人去火星？世界博弈大赛中“更深的蓝”战胜了国际象棋大师卡斯帕罗夫，是不是机器人比人更聪明？机器人无所不能，甚至能控制人类吗？机器人是不是确实比人更厉害？它的智能是由谁赋予的？要想知道答案就开始今天的设计挑战吧！激发了学生强烈的求知愿望和进行挑战的激情。

2.建构Construct（搭建、编程和评价）

分组合作搭建模型，根据任务编写程序，分组比赛进行评价，反复调试完成任务。本节课任务设置分层进行，从易到难，首先呈现最简单的任务——让机器小车走直线，接着转弯，然后走一段黑线，最后按照布置的轨迹行走，即轨迹小车。结果的评价不仅要求行走的准确性，还要求时间的长短性。根据比赛评价，分组调试。学生通过亲历设计过程，对机器人的工作方式有更深入的了解，对机器人不再感到特别陌生，从而可以很好地了解人工智能的本质。建构过程以小组形式进行，搭建模型可以提高学生的动手实践操作能力，编写、调试程序可以让学生开动脑筋，提高分析问题、解决问题的能力，评价、比赛可以让学生意识到分工合作的重要性、团队力量的重要性。

3.反思Contemplate

让学生对他们看到或建构的内容进行思考，对方案进行讨论、反思并调整他们的看法。借助“（1）‘更深的蓝是不是比国际象棋大师卡斯帕罗夫更厉害？（2）智能机器人会不会比人更聪明？（3）机器人的智能由谁赋予的，人工智能的本质是什么？（4）人工智能带给我们的只有好处吗？”等问题的思考，让学生深刻认识到人工智能的本质。人工智能在许多方面给人类的生活带来了方便，同时也有一定的局限性（比如对文化、道德、法律的冲击），引导学生学会辩证地分析和看待事物。

4.延续Continue（略）

三、“4C”教学模式的意义

“4C”教学模式倡导在实践中学习，在动手操作中学习。知识不是通过教师传授得到的，而是学习者在一定的情境下，在获取知识的过程中借助他人（教师或伙伴）的帮助，并利用必要的学习资料，在自我建构的方式中得到的。学生在“玩”“做”的过程中快乐地掌握知识。课堂中有实践有反思有归纳，既让学生动了手，又让学生动了脑。既让学生经历了实践，又让学生经历了思维，既可以培养学生的动手实践能力，又可以提高学生分析问题、解决问题的能力，培养学生的创新精神和探索意识。这样的课堂充满欢乐，充分体现了“做中学”“玩中学”的教学理念。“4C”教学模式适合机器人设计这种比较活跃，充满挑战、充满创新的课堂。

坚信只要我们努力，不断探索和实践，一定能把机器人的课堂教学活动开展得有声有色，特别是“4C”教学模式的运用，会给我们带来惊喜，带来快乐！

（作者单位 山东省单县第二中学）

11.《果园机器人》教学反思 篇十一

《果园机器人》是人教版小学三年级语文下册的第24课，这是一篇非常有趣的科普文章。主要是一篇体现电脑神奇的文章，介绍了果园机器人的特点，内容简单，比较有趣。因为课文内容比较简单易懂，因此我也不打算多花大力气去讲解这篇课文。下面是我对《果园机器人》的教学反思。

在教学《果园机器人》时，我先让学生自主学习，理解课文内容。引导学生根据连接语中的阅读要求，自读课文，初知课文大意。然后让学生结合课文的插图，说说文中果园机器人是怎样的，有什么特点：机器人的样子设计合理，它的外表就像一个淘气的孩子；各个部位都设计得非常科学，它的电子眼能够发现浓密枝叶后的每一个成熟的水果；胳膊可随意弯曲旋转伸缩，手上戴有手套，不会将水果抓伤；它的脚能够依据地势保持平衡。学生观察的十分仔细，也能够根据实际进行合理的想象，按照一定的顺序进行介绍。

在对果园机器人特点有大体了解的基础上，引导学生感受课文的叙述层次。要注意体会“你会想，可以让机器人来帮忙呀。”“你会想，可以用电池呀！”“能不能让机器人自己充电呢？”等句子在叙述中的作用，从而感受到生活和生产的实际要求是发明创造的动力。

12.机器人伙伴教学反思 篇十二

活动第一环节——以模仿机器人的动作和幼儿进行“我来做你来猜”的游戏，引出读本的主人公“机器人”。然后请幼儿观看封面。

在第一环节实施过程中，就遇到了一点小意外!孩子们都说：“老师，看不清”。(这个问题，一方面可能是孩子人数较多，另一方面读本摆放和幼儿距离较远造成的。)画面上有很多细小的部分不是很明显线条也比较模糊，所以根据孩子们看不清的问题，我立刻做出了回应把小书发给大家：“仔细观察封面，小朋友们还能发现什么呢?”。孩子们顺利的理清了老爷爷的身份、老爷爷和机器人的关系等问题。

活动第二环节——逐页阅读，通过细微观察，猜测人物的内心变化。

在第二环节实施过程中，由于小书发放给幼儿后，很多孩子会好奇的翻看，面对混乱，我的阅读方式也由逐页阅读改成跳页阅读。跳页阅读之前先请孩子安静的完整的阅读一遍，然后按老师的提示翻到制定页进行详细的阅读：“观察机器人的动作和表情，科学家的动作和表情又是怎样的呢?”。跳页阅读时先请孩子看3、4、5页，对机器人和科学家的表情变化进行有“梯度”的分析后，对第六页的情况进行分析：“为什么机器人会这样呢?机器人和科学家有些什么样的想法呢?”

活动第三环节——回忆和总结故事，并对情绪变化的特点进行梳理。

在第三环节实施过程中，当孩子们看到最后一页时就会大笑起来，可见孩子们对故事内容的“体会”还是比较到位的，但是在情绪变化梯度的感受上还不太明显，词汇也不丰富，只有简单的高兴和不高兴，在活动中通过对读本表情的模仿，让幼儿感受不同的情绪变化，也作为下次活动的一个“引子”。 在第二阶段的教学中重点突破。

反思：

活动中一个个问题的出现有的是意料之中，有的却在意料之外。老师的回应策略关系着活动中孩子是否得到了真正的锻炼和提高。虽然我在活动中对孩子的问题进行了积极的回应，但在各个环节的教学中，还有许多问题需要思考。

第一环节看不清的问题，是意料之外。但很快就以小书阅读代替解决了。所以活动时人数相对较少，才能更好的照顾到孩子的个体差异问题。

整个活动中，可能是对机器人没有了解的情况下，孩子对机器人充满着好奇，而孩子对机器人的认识只停留在非常浅显的状态。在第一、二页的阅读中谈到机器人的功能，孩子只有：“只是和人走路说话不一样、会打怪兽”等简单的认识，对机器人的构造、生成、作用等方面都缺乏了解。所以第一环节的引导显得非常薄弱，要相应的加入科常方面的知识，孩子对读本中3、4、5、6页的内容才能够更全面的感受。在活动第一阶段已经完成的情况下，我只有在第二阶段给孩子补上这一课。

在第三环节对人物情绪的梳理，采用文字和老师表情的模仿可能不是很直观，如果用事先画好的人物表情配上文字，孩子对情绪梯度的变化会感受更明显一些。

13.机器人基础教学大纲 篇十三

【关键词】乐之;虚拟仿真;实践;协作;创新

【中图分类号】G633.67 【文献标识码】A 【文章编号】1005-6009（2015）22-0064-02

【作者简介】薄志国，江苏省句容高级中学（江苏句容，212400）教师。

孔子把学习分为三种境界：“知之”“好之”“乐之”，用“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”对这三种境界的关系进行高度概括，此处的“之”，泛指学问、事业、技艺等。无独有偶，伟大的科学家爱因斯坦也说过，“兴趣是最好的老师”。只有做自己感兴趣的事情才能乐此不疲，但是，兴趣不是天生的，也不是固定不变的。兴趣的产生需要外部条件的引导。古人云“启其蒙而引其趣”就是这个道理。

在当前应试教育占主导地位的教育体系下，学生很难感受到兴趣，更谈不上“乐之”。而我校的机器人创新教育课程在这方面进行了近3年的探索，取得了显著的成绩。

关于机器人课程，发达国家早把它作为培养学生创新能力的重要课程，而在我省现行的中小学课程体系中，还没有正式作为一门学科纳入进来。我校于2012年被确定为江苏省机器人创新教育课程基地，当年9月开始面向全体学生开设机器人课程。在这样一个全新的领域，我校教师大胆创新，以激发学生兴趣、培养动手能力、创新意识为目标，开创性地开设了一系列有着本校特色的机器人课程，使得我校走在了地区乃至全省普通高中机器人教学探索的前列。

一、“乐”在虚拟仿真、情境学习

1.享受浸润感。

依托虚拟平台，面向高一年级开设虚拟机器人课程。我校应用的是IROBOTQ3D虚拟机器人平台，平台通过虚拟现实技术，将机器人教育和设计的各个应用细节进行高度的三维仿真，实现三维世界里的任务场景设计、机器人构建、行为设计、运动模拟和组织评价等功能，为学生创设了逼真的学习情境、类似游戏的操作界面，让学生产生强烈的兴趣。而环境当中各种与生活实际有紧密联系的常用的传感器、控制器、驱动器，能模拟出不同的物理环境和参数，同时表现出真实环境下的运动状态，激发了学生的学习兴趣。图像化流程图式的编程环境降低了编程门槛，让学生很容易就可以完成基本创意，体验到成功的喜悦，这种成就感进一步激发学生“乐”在其中。

2.享受挑战与创意。

虚拟机器人教学从易到难，由简到繁。可以用不同的设计去完成同一个任务。例如在跑道竞速这个任务中，可以模仿汽车、摩托车、火车等来完成任务。这样多变而又充满创意的开放式任务，激励学生不断挑战自我，不断创新去实现自己的目标。野外生存是一个综合性的项目，需要认真分析场景的每一个细节来决定用什么策略完成任务。学生通过灵活应用所学，将所学知识通过这个综合任务连成一串。学生在看到自己制作的机器人按照自己设计的想法运行在虚拟的情境当中，那种成功的喜悦只有身在其中才能体会。

二、“乐”在体验与实践

高一开设虚拟机器人课程，依托虚拟机器人平台可以为高二更好地学习实体机器人打好基础。因为虚拟平台上的各个部件及传感器、控制器和实体机器人相似度很高，甚至在虚拟机器人上也需要模仿实体机器人对各传感器、驱动器等设置端口进行连线，这些都让学生在以后学习实体机器人时对各部件、传感器等都不会感到陌生。

高二年级的开源机器人课程，我们借助了arduino这个开源平台。在这个平台上，理论都是可以体验的，实践的结果是可以马上验证的，最重要的是最终的成果是实实在在的机器人。学生开始在这样的动手实践中找到了快乐，他们看着自己完成的作品爱不释手，甚至下课还不愿离开，主动利用课后时间来完善自己的作品。学生为了解决一个问题，向老师、同学询问，上网查资料，不停修改测试。而最重要的是让这些从小几乎从来没有独立动手的孩子在自己的劳动成果中感到了快乐。从开始的不敢拿电烙铁到最后从容地将各部件焊接在一起，他们在成长中感到快乐。

三、“乐”在团队协作与竞技中

1.享受竞技中的成就感。

在虚拟平台上，学生要自己动手搭建机器人、编写程序然后去完成相应的任务。平台上预置了很多任务，这些任务可以自己完成，也可以和同学一起比赛完成。例如，跑道竞速这个任务就是可以多人同时在同一场景中比赛完成任务。正是有了同场竞技这样的场景设计，学生们经常是早早地来到教室跟其他同学一决高下。在这样“打游戏”式的寓教于乐的学习过程中，自然而然地就掌握了所必需的知识技能。基于这样的平台我们连续三年在校科技文化艺术节上设置了虚拟机器人比赛项目，每一年都吸引了许多学生参加。

2.享受团结协作的快乐。

在开源机器人后半学期的课程中主要是完成一个创意作品，这就需要同一小组成员之间协作完成。例如在循迹小车的制作过程中需要打孔和焊接等操作，这些工作都需要团队成员的配合来完成。除校内的比赛外，每年我校还参加省里的各项机器人比赛。在这样的比赛中更突显团队合作的重要性。像在VEX项目的前期搭建过程中，经常是搭了拆、拆了搭。在拆建过程中需要大家一起想办法找到最合理的一种结构。在灭火比赛项目中，也是多人的闪光点结合在程序中。足球和篮球的比赛则是需要团队之间的完美配合……所以正是在机器人教学活动中有着众多竞争和协作才使得学生感觉到学习其乐无穷。

四、“乐”在灵感与创新

在教学过程中，出现了一批机器人迷，他们不再满足于课堂教学，自发组织起来，组建成机器人科技创新社团，开始用所学的知识去完成他们独特的创意。

项目一：家庭花卉自动浇灌机。利用湿度传感器探测土壤的湿度，达到一定的设定值自动开关小马达抽水灌溉。这个创意解决了家庭外出旅游、植物长时间没有人照看、缺水干死的问题。

项目二：人工湖水质自动检测器。学生看到学校人工湖水变质发臭，综合利用各种传感器，制作了校园水质监测器来提醒校总务部门何时该为人工湖清淤。

项目三：定时开关自动门。我校课程基地位于新盖的艺华楼，而艺华楼一楼大门是自动门，为安全起见，学校每天派人按时开关电源，可是这样既浪费了人力，也给出入大门的老师和学生带来不便，机器人社团活动小组就以此为课题研制了自动门定时开关系统。

项目四：机器小黄人。项目小组从动漫电影《卑鄙的我》中获得灵感，以小黄人为原型，制作了具有帮助盲人了解时间、温度、前方是否有障碍等功能的机器小黄人，此作品参加了江苏省青少年科技创新大赛并成功入围决赛。

这样的例子不胜枚举。学生发现生活中可以用所学知识解决的问题，同时以百折不挠的精神去实现自己的想法，他们就这样“乐”在灵感与创新中，这正是机器人课程的魅力所在。