智能机器人课堂教学略谈（共14篇）
篇1：智能机器人课堂教学略谈
智能机器人课堂教学略谈
一、中小学机器人教学活动开展的历史背景和现状
教育部于2003年4月正式颁布《普通高中技术课程（实验）标准》（以下简称《标准》），首次在“通用技术”科目中设立了“简易机器人制作”模块，它是基于计算机技术的学习的平台、将机械传动与单片机的应用有机组合的一个选修课程模块。与此同时，新的高中课程标准在“信息技术”科目中也设立了“人工智能初步”选修模块，迈出了我国高中阶段开展人工智能教育的第一步。
目前各地中小学机器人教育主要有以下几种形式：①由科协、电教馆（站）等单位组织通过学校吸纳机器人爱好者，由学校出资购买机器人器材，指导老师对学生培训一段时间后，代表学校或地区参加各种竞赛。目前由于教学条件的限制，大多数学校还处于这个阶段；②把机器人作为中小学信息技术课程内容的一部分，为此学科注入新的活力，培养学生的创造性思维和动手实践能力；③机器人教育以综合实践课程的方式进入中小学课堂。由于机器人教育能从多方位多角度培养学生能力，因此在新课改背景下，此种方式使机器人教育更具顽强的生命力。
二、中小学机器人教学的目的
开展机器人教学实践活动，可以开发学生的科学创新思维，培养和提高学生接触社会贴近生活的动手能力，也借助机器人融合了多个领域、多种技术知识培养青少年综合素养。活动开展应重点从以下几个方面入手：
1.了解机器人基本概况，揭开机器人的神秘面纱。让学生了解机器人的基本概念、结构体系、工作原理、机器人发展历史和它在现实生活中的应用实例。通过程序的编写和反复调试机器人，培养学生全面考虑问题的缜密逻辑思维素养，提高学生分析问题和解决问题的实际应用能力。
2.加强能力素质综合发展，培养社会需求的复合型人才。激烈竞争的今天呼吁未来接班人应具备多种能力，机器人学科是一门交叉性极强的综合性学科，它的兴起为学生搭建了一个综合能力培养的平台，成为培养学生综合能力的一条有效途径。
①培养学生的创新能力。社会的进步需要改革、创新，需要推陈出新。机器人实践活动强调学生富有创造性地搭建各种机器人以适应快速高效地完成任务，鼓励学生点燃智慧的火花，从而锻炼学生的创新能力，激发和培养学生的创新精神，以提高他们的综合素质。
②培养学生的小组合作能力。机器人活动牵涉到的内容广、工作量大，需要小组成员集思广益、互相交流探讨，对搭建过程中的问题进行充分论证以获得最佳方案。机器人竞赛活动中所需的团队协作能力和互相之间的包容之心，不仅需要老师的言传身教，更需这种真实体验，这比常规的教育方式更能震撼学生的心灵、更富有成效。
③培养学生的应变能力、坚韧的毅力和情感体验。由于机器人的工作受设备性能、场地、接受信号等因素的影响，这就要求选手能临场应变，根据参赛现场的具体情况冷静、沉稳地搭建、编程、调试、修改以获得最佳效果，指导老师在平时训练中要注重培养学生的临场应变能力和处理突发事件的能力。
三、机器人课堂教学的开展
机器人课堂教学可以培养学生良好的创新精神、实践能力和综合素养。基于机器人项目的设计、制作具有综合性强、实践性强和探索性强等特点，因此它与其他学科的课堂教学方法会有所不同。
1.建立学生为中心、任务驱动的开放式课堂。传统的教学方式大多是教授学生“是什么”而不是“为什么”，我们不一定要在乎结果，但在这过程当中其分析问题的能力、想象力、创造力及合作能力都会上一个新台阶。
2.改革评价体系，促进学生体验成功的快乐。在机器人教学实践中，我们要改变以往的评价观，要站得高、望得远，从多个角度、多层面看待学生，少在意功利性与结果，多注重学生在学习过程中的情感与价值观，让他们随时收获成功的喜悦。
3.建立“点、线、面”相结合与“三位一体”的教学模式。在取得社会、家长支持的基础上，结合学校实际，开展了丰富多彩的机器人教学与实践活动，逐步探索构建了“社会-家庭-学校”三位一体的教育管理模式。
总之，中小学机器人教育是一个综合创新的平台，为学生创新精神与创新能力的培养开辟了新的领域与空间。我们的教育工作者要借助这个教学平台和载体，为全面提高和培养学生综合能力而不懈努力，相信不久的将来一定会开创一个新局面。
篇2：智能机器人课堂教学略谈
随着社会智能技术的发展，智能电脑机器人教育走进我们的课堂已经成为必然趋势，智能电脑机器人技术融合了机械造型、电子传感器、计算机软硬件和人工智能等众多先进技术，而这些充分体现了当代信息技术多个领域的重要内容，更是智能技术的结晶。智能电脑机器人作为学生能力、素质培养的智能平台之一，必将承载起信息技术教学新载体的任务，给信息技术基础教育带来新的活力。 智能电脑机器人教学作用主要体现在以下三个方面。
1．使学生了解智能电脑机器人发展和应用状况，理解智能电脑机器人的概念和工作方式，打破对智能电脑机器人的神秘感，为进一步学习智能电脑机器人技术的有关知识打下基础。
2．使学生掌握为一种智能电脑机器人下载程序方法，了解智能电脑机器人的传感器和驱动装置。体会语言程序是智能电脑机器人的灵魂，学习为智能电脑机器人编写程序，提高学生的分析问题和解决问题的思维能力。
3．通过完成项目任务和比赛项目，使学生在为机器人扩充功能的过程中拓展有关数字电路方面的知识，在组装扩展机器人的过程中培养学生的动手能力、协作能力和创造能力。
鉴于此，智能电脑机器人教育走进课堂的必然性已经在近两年中得到了充分的体现。主要以校外科技活动为动力，在校内以科技活动小组的方式出现，而更深一层的是要以信息技术课内容之一出现在中、小学的信息技术课堂教学上。
二、 智能电脑机器人与程序设计的有机结合
作为信息技术学科教育重要内容之一的程序设计课程在培养学生分析问题、解决问题的能力和培养学生思维创造性等起着得天独厚的作用, 但在强调程序设计教育作用的同时，也应该清醒反思存在的问题。对于初学程序设计的学生来说兴趣是学习的动力，而以往的程序设计媒介很难使初学者看到程序设计的应用效果，体验不到成功的乐趣，这正是程序设计教学中的主要缺陷。
而恰恰正好，我们教学所编写的程序是智能电脑机器人的灵魂，让学生通过为机器人编程序来学习程序设计的知识是程序设计教学入门的最好方法。在学习为机器人编写程序的过程中学生会获得成功的喜悦、会建立成功的信心，从而取得程序设计学习的兴趣。将智能电脑机器人作为程序设计学习的载体，会从根本上解决目前程序设计教学中存在的`问题。智能电脑机器人使程序设计的学习与信息技术的前沿领域紧密的结合在一起。 智能电脑机器人对学生引发的程序设计的兴趣还会对算法的学习打下良好的基础，使学生通过程序设计更好的学习有关的算法知识。
三、 智能电脑机器人成为综合能力培养的平台
编写程序是以智能电脑机器人为平台的学习内容之一，在编程序的过程中学生要了解智能电脑机器人的结构功能、工作原理，并根据机器人要完成的某项任务来编写程序。学生要充分了解机器人的各种传感器，通过程序来控制传感器，使机器人感知外界的环境，并对接受的信息做出感应，以使机器人完成规定的任务。学习为机器人编写程序的过程可以用拟人的方法循序渐进的进行。例如：可以将机器人的硬件看作一个刚刚出生的孩子，而学习为机器人编程序的过程是学生赋予机器人行走、避障、避碰、说话、听话、观察等人类行为功能的过程。学生在学习的过程中始终感受着失败的遗憾和成功的喜悦，对遗憾和喜悦的感受必然形成学习的动力和兴趣。
智能电脑机器人作为培养学生综合能力的平台融合了多项先进技术，随着智能电脑机器人作为学习的平台在中小学教学中的应用，会有许多针对中小学生的机器人产品应运而生，因此我们要结合基础教育对能力培养的要求来选择智能电脑机器人作为学习的平台。智能电脑机器人硬件要具有很好的可扩充性和可塑性，适合学习有关的硬件知识，便于培养学生的动手能力，借助智能电脑机器人学生可以进行多项目的研究性学习，使它成为中小学课程整合的新载体。
四、 让我国中小学信息技术教育走在世界前列
一些发达国家已经看好智能电脑机器人教育对未来高科技社会的作用和影响，在他们的课程中有让学生认识机器人的教学内容，目标是让学生认识各种由计算机控制的机器人的作用，如介绍机器人的由来；搜集各种机器人图片、录像等；让学生分组讨论机器人的功用和存在局限性及可能对人类产生的影响等问题。这些内容主要穿插在科学概论、社会研究和计算机概论等课程教学中进行。 如果现在的学生具有了这方面的素质，他们将来可以更容易地适应各种技术革新，也更容易在未来的信息时代获得成功。
我国中小学智能电脑机器人教育方兴未艾，有识的信息技术基础教育的决策者和工作者应该抓住这一教育改革创新的先机，思考未来社会对人才培养的需求，让我国中小学信息技术教育走在世界前列 ，为培养高素质的人才打好基础。
篇3：高职院校智能机器人教学方法初探
下面就以上海英集斯公司的大学版智能机器人MT-U作为教学模型来进行探讨。
1. 利用创新配件, 激发学生的学习兴趣和创新意识。
MT-U型智能机器人具有丰富的二次开发能力, 其高度的模块化设计使学生可以进行多次的拆卸和重装。机器人的配件中含有20种以上的传感器、20种以上的扩展卡以及各用比赛和创新用的机械配件。通过对众多配件的功能说明可以激发学生的想象力和创新意识。碰撞传感器可以使智能机器人感知碰撞环上所返回的碰撞信息, 通过编程实现机器人自动后退、左转、右转和前行的功能, 不同的速度值和时间值设置会使机器人在面对阻碍物时产生不同的方向和避障效果;远红外传感器通过对热源的检测来对机器人的动作进行相应的编程设计;光敏传感器则是针对光源的亮度进行不同的编程操作。除此以外智能机器人还具有热释电传感器、超声传感器、连续测距红外传感器、数字指南针、温度传感器等众多实用型的功能配件。
不同的套件在使用时连接智能机器人上的插口也有所不同。智能机器人接口分为数字信号输入接口, 数学信号输出接口和模拟信号输入接口。碰撞传感器连接在数字信号DI接口上, 光敏传感器则是利用模拟信号AD接口。
多样的配件和接口设置使得各种创意得以实现, 同时也增加了学生的感性结构认识。丰富的扩展方式, 除了可安装智能机器人所配置的配件外, 还可以自行设计机械配件, 给了学生无限创新的空间。不同的零件连接方式, 也利于启发学生的设计思想。智能机器人本身所具有的强大的电子扩展能力极大的引起了学生的学习兴趣和思路的升华。
2. 利用实例操作展开教学内容。
利用一个实例, 让学生进行亲自实践操作, 分析问题, 解决问题, 从而得出知识点, 会使知识的记忆更加牢固, 而且更符合高职院校的教学目的。
智能型机器人可以利用各种配件完成多种扩展应用, 但是仅凭书面知识的讲解很难让学生提起兴趣, 在实际环境中也无法将知识和操作实际联系起来, 因此设计出一些典型的应用型设计实例会让学生从抽象的理论知识中立即投入到实战状态中去, 从而加快对抽象知识的理解度, 也利于今后更好的投入到实际工作中。
例如智能机器人的遥控接收功能的实现。机器人的配件中对于遥控接收模块配备了两个组件, 一块四键遥控器和一块遥控接收模块。四键遥控器的作用是发射无线电路, 而遥控接收模块是用于接收遥控器所发射的信息并输入到机器人芯片中。遥控模块一共有四个接口, 分别连接数字信号输入接口DI1, DI2, DI3和DI4, 通过对这四个接口信息返回值的相应编程实现对机器人的前进, 后退、左转和右转操作。
首先执行机器人的程序Robot.exe程序, 进行机器人的编程界面, 在这里可以进行流程图的编译。流程图的重点是分析四个接口有返回值时智能机器人所要进行的操作。这时可对学生进行相应的引导:如果DI1有返回值, 则完成前进的操作, 否则继续判断, 如DI2有返回值, 则完成右转的操作, 否则继续判断, 如DI3有返回值, 则完成后退的操作, 否则继续判断, 如DI4有返回值, 则完成左转的操作, 否则揨止不动。通过对四个IF语句的判断就可以得出按下遥控器上四个点时所返回的不同操作。这时根据上述分析可以画出流程图1, 学生根据老师对思路的步步引导分析, 同时在电脑上进行相应的画图操作, 便可得出了一个直观的流程图, 理清了整个设计的思路。
完成流程图设计后通过编译可将程序下载到机器人中, 这时便可以对机器人进行遥控操作。整个设计过程直观易懂, 能激发起学生的求知欲, 同时也培养了学生的动手实践能力。
3. 对知识点进行总结, 完善学生知识结构。
机器人的丰富开发应用重点是编程, MT-U智能型机器人提供了一个流程图与C语言融入一体的编程环境。在使用流程图进行编译成功后需要对学生进行进一步的引导, 这次再对相应的流程图进行C语言的编程能达到事半功倍的效果。例如智能机器人的遥控接收功能, 根据相应的流程图这时可写出相对应的C语言程序如下:
当DI1接口有返回值时, 机器人以300的速度前进;当DI2接口有返回值时, 机器人以200的速度右转;当DI3接口有返回值时, 机器人以300的速度后退;当DI4接口有返回值时, 机器人以200的速度左转;没有任何值返回时, 机器人就停止不同。整个C语言程序思路清晰, 层次分明, 从而增强了学生的C语言编程能力。
在高职院校中开展智能机器人的教学是对实践教学的一种创新。智能机器人的设计与实践促进了职院的专业建设, 也丰富了职院的教学内容与形式, 同时这也是培养学生创新能力的一个良好平台。随着智能机器人教学的进一步深化, 将尝试引导学生将机器人与传统产业相结合, 形成服务于社会经济的又一生产力。
摘要：近年来, 各大高职院校将智能机器人教学作为一种创新平台进行实践, 虽然起步较晚, 但是智能机器人的教学对于学生的创新意识起到了一定的推进作用。本文提出了在高职院校中开展智能机器人教学的一些方法 , 以便使学生尽快掌握智能机器人的学习与设计, 同时培养学生的学习能力和创新意识。
关键词：高职院校,智能机器人,创新
参考文献
[1]郭温, 等.关于机器人在高职高专教学中的应用[J].国土资源高等职业教育研究, 2006 (3) .
篇4：智能机器人课堂教学略谈
教育部于2003年4月正式颁布《普通高中技术课程（实验）标准》（以下简称《标准》），首次在“通用技术”科目中设立了“简易机器人制作”模块，它是基于计算机技术的学习平台、将机械传动与单片机的应用有机组合的一个选修课程模块。与此同时，新的高中课程标准在“信息技术”科目中也设立了“人工智能初步”选修模块，迈出了我国高中阶段开展人工智能教育的第一步。
目前各地中小学机器人教育主要有以下几种形式：①由科协、电教馆（站）等单位组织通过学校吸纳机器人爱好者，由学校出资购买机器人器材，指导老师对学生培训一段时间后，代表学校或地区参加各种竞赛。目前由于教学条件的限制，大多数学校还处于这个阶段；②把机器人作为中小学信息技术课程内容的一部分，为此学科注入新的活力，培养学生的创造性思维和动手实践能力；③机器人教育以综合实践课程的方式进入中小学课堂。由于机器人教育能从多方位多角度培养学生能力，因此在新课改背景下，此种方式使机器人教育更具顽强的生命力。
二、中小学机器人教学的目的
开展机器人教学实践活动，可以开发学生的科学创新思维，培养和提高学生接触社会贴近生活的动手能力，也借助机器人融合了多个领域、多种技术知识培养青少年综合素养。活动开展应重点从以下几个方面入手：
1.了解机器人基本概况，揭开机器人的神秘面纱。让学生了解机器人的基本概念、结构体系、工作原理、机器人发展历史和它在现实生活中的应用实例。通过程序的编写和反复调试机器人，培养学生全面考虑问题的缜密逻辑思维素养，提高学生分析问题和解决问题的实际应用能力。
2.加强能力素质综合发展，培养社会需求的复合型人才。激烈竞争的今天呼吁未来接班人应具备多种能力，机器人学科是一门交叉性极强的综合性学科，它的兴起为学生搭建了一个综合能力培养的平台，成为培养学生综合能力的一条有效途径。
①培养学生的创新能力。社会的进步需要改革、创新，需要推陈出新。机器人实践活动强调学生富有创造性地搭建各种机器人以适应快速高效地完成任务，鼓励学生点燃智慧的火花，从而锻炼学生的创新能力，激发和培养学生的创新精神，以提高他们的综合素质。
②培养学生的小组合作能力。机器人活动牵涉到的内容广、工作量大，需要小组成员集思广益、互相交流探讨，对搭建过程中的问题进行充分论证以获得最佳方案。机器人竞赛活动中所需的团队协作能力和互相之间的包容之心，不仅需要老师的言传身教，更需这种真实体验，这比常规的教育方式更能震撼学生的心灵、更富有成效。
③培养学生的应变能力、坚韧的毅力和情感体验。由于机器人的工作受设备性能、场地、接受信号等因素的影响，这就要求选手能临场应变，根据参赛现场的具体情况冷静、沉稳地搭建、编程、调试、修改以获得最佳效果，指导老师在平时训练中要注重培养学生的临场应变能力和处理突发事件的能力。
三、机器人课堂教学的开展
机器人课堂教学可以培养学生良好的创新精神、实践能力和综合素养。基于机器人项目的设计、制作具有综合性强、实践性强和探索性强等特点，因此它与其他学科的课堂教学方法会有所不同。
1.建立学生为中心、任务驱动的开放式课堂。传统的教学方式大多是教授学生“是什么”而不是“为什么”，我们不一定要在乎结果，但在这过程当中其分析问题的能力、想象力、创造力及合作能力都会上一个新台阶。
2.改革评价体系，促进学生体验成功的快乐。在机器人教学实践中，我们要改变以往的评价观，要站得高、望得远，从多个角度、多层面看待学生，少在意功利性与结果，多注重学生在学习过程中的情感与价值观，让他们随时收获成功的喜悦。
3.建立“点、线、面”相结合与“三位一体”的教学模式。在取得社会、家长支持的基础上，结合学校实际，开展了丰富多彩的机器人教学与实践活动，逐步探索构建了“社会-家庭-学校”三位一体的教育管理模式。
总之，中小学机器人教育是一个综合创新的平台，为学生创新精神与创新能力的培养开辟了新的领域与空间。我们的教育工作者要借助这个教学平台和载体，为全面提高和培养学生综合能力而不懈努力，相信不久的将来一定会开创一个新局面。
篇5：智能机器人课堂教学略谈
高职院校开展智能机器人教学的探索
我国智能机器人教学起步较迟.扬州工业职业技术学院积极开展智能机器人教学活动的探索,极大地激发了学生的创新热情,对于专业建设和培养学生的`创新能力十分有益.
作 者：张宏彬 作者单位：扬州工业职业技术学院,江苏,扬州,225127刊 名：职业教育研究英文刊名：VOCATIONAL EDUCATION RESEARCH年，卷(期)：200911(1)分类号：G71关键词：高职院校 智能机器人 教学 探索
篇6：智能机器人课堂教学略谈
1教学目标
1、了解机器人的组成;
2、知道硬件组成部分及其作用;
3、知道软件的控制作用;
4、认识机器人图形化编程方式 2重点难点
知道硬件组成及其作用及图形化编程方式 3教学过程
活动1【导入】
一、引入
在广西南宁科技馆的入口有一个人形机器人,它很聪明,你可以向它提问,它都能对答如流。展示图片。它怎么那么聪明呢?让我们一起来了解机器人的组成部分及其作用吧!活动2【讲授】
二、新课
1、机器人的硬件
活动:分组拆卸巡逻报警机器人
注意:拆装顺序,放好零件,做好记录,填写48页的表格说说组成部件
2、教师讲解和小结
传感器;控制器;轮子;电机;塑料件;电池等组成,称之为硬件系统。控制器相当于机器人的大脑,由它命令机器人做什么;轮子,喇叭,灯等统称为执行部件,执行部件的带动要靠电动机,电动机的运转要靠电池来维持。不管多么复杂的机器人,它都由这些基本的部件所组成。
3、机器人的软件的作用
几年的电脑学习我们知道电脑的工作除了硬件,还必须有软件。机器人也一样,前面所说的控制器是它的大脑,存储着执行任务的程序,这些程序就称之为软件。机器人就是按照控制器中的程序来执行任务的,可见软件的作用。
4、机器人图形化编程方式
编写程序这项工作就由人脑来完成了。常用的工具软件有图形化交互和代码编写。用图形化编程的话,比较简便和快速。但是在编写之前,首先要清楚机器人的工作过程或动作顺序。比如课本上的一个例子。活动3【练习】【学生练习】
说说机器人工作的动作。52页 活动4【活动】【学生活动】
本课重点是知道软件的控制作用,这里着重让学生通过小组探讨寻找答案。(定一定)
1、请同学们按6人一组分组,领取巡逻报警机器人。
2、编写简单巡逻报警机器人遇到障碍物报警的控制程序。(1)机器人前进。
(2)如果没有碰到障碍物继续前进。(3)如果碰到障碍物停止前进。
(4)闪烁报警灯。
篇7：智能机器人
书 名: 智能机器人 出版社：华南理工大学出版社 页码：193 页 出版日期：01月 ISBN：9787562327653 条形码：9787562327653 版本：第1版 装帧：平装 开本：16 正文语种：中文 定价: 21.00 元
内容简介
本书介绍了智能机器人的体系结构、数学模型、驱动机构、控制方法、传感技术、信息融合、轨迹规划、实际应用等内容，本书注重理论与实践相结合，内容翔实、深入浅出，可读性强，是一本学本性和实用性都很强的教材。 本书可作为计算机、自动化、机械、电子等专业高年级本科生和硕士研究生学习“智能机器人”课程的教材，也可作为在机械制造、化工生产、核电维修、军事战斗，医疗手术、科学考察、办公事务、家庭服务、教育娱乐等行业从事智能机器人研究和开发的科学工作者和工程技术人员及高等院校师生的参考书。
目录
第1章机器人概述 1.1机器人的定义 1.2机器人的发展历程 1.3智能机器人的关键技术习题 第2章空间投影与射影几何学 2.1透视变换与射影几何学 2.2齐次坐标 2.3用齐次坐标表现运动 2.4射影变换 2.5射影变换与图像的形成 2.6射影几何学与复比习题 第3章立体视觉与三维重构 3.1摄像机校正 3.2立体视觉 3.3从对象的移动来再现其外形 3.4立体视觉系统应用习题 第4章图像处理与机器视觉 4.1图像处理 4.2机器视觉理论基础 4.3机器视觉与视觉跟踪 4.4图像形态学处理习题 第5章主动视觉与目标跟踪 5.1主动视觉系统 5.2目标跟踪算法 5.3CAMShift跟踪算法 5.4结合颜色、特征点和运动预测的跟踪方法 5.5主动视觉系统控制 5.6主动视觉试验习题 第6章智能机器人自主导航 6.1智能机器人导航 6.2局部导航 6.3视觉导航技术 6.4智能机器人运动学 6.5导航系统设计习题 第7章智能机器人路径规划 7.1路径规划概述 7.2路径规划研究现状 7.3人工势场法 7.4栅格法 7.5路径规划的未来发展 7.6势场栅格法与动态路径规划 7.7局部导航方法习题 第8章智能机器人设计与实现 8.1智能机器人的特点 8.2PC机与智能机器人 8.3智能机器人的控制器 8.4智能机器人的软件体系习题 参考文献
篇8：智能机器人课堂教学略谈
我校从2003年开始尝试, 2004年正式开展课外小组活动, 建立了机器人活动室。在此基础上, 我们还编写了相关的机器人校本课程, 并同时开始追踪参加机器人活动小组的成员的综合素质的变化, 结果发现, 许多小组成员自学习机器人后各科成绩都有了明显提高。于是, 我们成立了“机器人活动与学生的学习成绩及综合素质的提高”方面的课题研究, 并制定了“跳出机器人竞赛获奖和现有信息学教育的圈子, 两者结合, 普及机器人活动, 开展机器人活动课, 提高全体学生的综合素质”的活动方针。现归纳成我校的具体做法如下:
1. 学习基础知识, 提高学生的运用能力
教学机器人初期, 我们通过让学生搜集有关机器人的各种图片、小说或录像等资料, 并分组讨论有关机器人的功用和局限性及可能对人类产生的影响等问题, 以让学生了解机器人的概念、历史、用途、种类、应用状况、工作方式和一些相关常识, 破除学生对智能机器人的神秘感, 提高学生的信息素养, 为进一步学习智能机器人技术的有关知识打下基础。
2. 注重编程原理, 培养学生的算法思维
智能机器人作为培养学生综合能力的平台, 要具有程序设计教学的程序设计语言系统和编辑系统, 学生在学习编写程序的过程中, 不仅要了解智能机器人的功能、结构和工作原理, 还要了解各种传感器的功能, 并通过编写程序来控制各种传感器, 使机器人感知外界的环境信息, 并对感知到的信息作出决策和响应, 以使机器人能够完成规定的任务。考虑到成本问题, 面向全体学生开课, 选用仿真程序教学更易于让学生理解体会程序是智能机器人的灵魂, 了解体会智能机器人是怎样在人的指挥下工作的。通过为机器人编写程序学到科学而高效的思维方式, 提高规划能力, 提高学生的分析问题和解决问题的能力。
3. 分组操作实体, 培养学生的综合能力
前两项是不需要太大的投入就能开展机器人教学, 但是, 在机器人的应用中, 存在着编程控制、管理维护、人机关系等一系有待处理的工作, 如果只是纸上谈兵, 那是无法让学生充分了解机器人的。从投入成本来看, 学校又不可能投入太多的资金。因此, 我们把每班学生分成八个小组, 每组一个机器人, 这就让每个学生都有机会接触机器人实体。只有操作者了解机器人的原理、结构、功能、使用方法、注意事项, 才能提高机器人的应用效能。通过完成项目任务和比赛项目, 使学生在为机器人扩充功能的过程中学习有关数字电路方面的知识, 在组装扩展机器人的过程中培养学生的动手能力、协作能力和创造能力。在改装机器人过程中, 给予充分的时间让学生探讨如何才能从粗大笨重逐步变得轻便灵巧, 从复杂不合理到简单合理, 从而培养学生的探索和改装能力。在每个机器人教学基本告一段落时, 及时总结经验教训十分必要, 这是培养学生的创新能力的重要环节。总结时要引导学生讲述自己在制作或编程过程中的发现、存在的问题, 引导大家进行质疑、思考、讨论、提炼新的问题, 如此循环反复, 力求完善。
4. 创设活动任务, 锤炼学生的精神意志
在机器人活动中, 学生需要花费很大的脑力和精力。一个比较复杂的任务, 会让学生花上几天的时间, 这是很锻炼人的意志的。实际操作中, 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, 也就是说大多数学生经常是以失败为结局。因此, 在与机器人的互动中, 教师要引导学生正确面对失败, 在失败后仍要表现出不服输的精神来, 培养学生在科学面前的倔强性格和在反复实验中的耐心。
篇9：“机器人智能行走”教学设计
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？
篇10：智能机器人
智能机器人和普通的机器人不一样，它们是经过改进的。普通机器人不能思考问题，但是智能机器人可以，它们有“电子脑袋”。它们的声音和语调都很像人类，动作也十分迅速，不会像蜗牛一样慢。最好的优点是它擅长琴棋书画，家务工作样样精通。
它们不用电池充电损耗能源，干活的时候能自动充电。你只要有时间，随时随地都可以找它聊天，和它下棋、弹琴或者画画。工作忙时，它可以为你送甜品和饮料;不方便时，可以喂饭给你吃。在家里可以品尝到世界各地的美食，享受五星级酒店一样的良好服务。生病时，它可以为你服务，直到你满意为止。它坏掉时，你不用修理它，它会自动修理、涂漆，给你一个全新的面貌。
它虽然是机器人，但是和人类一样有礼貌。它进门前会有诚意地敲门，还会使用礼貌用语：“请”“您好”“有人吗”等等。
篇11：智能机器人作文
自从看过电影《澳门风云2》后，里面的智能机器人“傻强”就一直成为我渴望拥有的朋友。他穿着黑白相间的制服，说着幽默的四川方言，平日里能冲咖啡，煮饭，做家务，主人郁闷时还能成为他知心的朋友，说笑话逗主人开心;危机时刻立刻化身为无敌战士，英勇抗敌，保护主人的安全……这样全能又智能的机器人简直就是生活中的最佳拍档!
如果我长大学好了科学知识，也想自己动手发明一个理想中智能机器人。因为我长大了，我最爱的奶奶就老了，那时她也不用再亲自买菜做饭，只要每天给智能机器人发号指令，就能很快吃到美味可口的饭菜。爷爷一直身体不好，机器人还能自动各种理疗程序，每天在家给爷爷按摩，做好我们的家庭医生。妈妈最爱喝咖啡，那时我工作忙了，不能象现在这样周末给妈妈冲好咖啡送到跟前，但是我的智能机器人可以研究各式花样咖啡，为我亲爱的妈妈加油助力。当然，我的智能机器人还必须多才多艺。它能说多国外语，各地方言，我们可以谈天说地，说古论今。私底下还要和我有一样的兴趣爱好，比如我们可以一起探讨音乐，创作歌曲，我弹琴，它击鼓。阳光灿烂的日子，它陪我运动，当好我的助手和陪练。这样具有“个性才华”的机器人你喜欢吗?
如果大家都喜欢我的智能机器人，我还想把我的发明创造推广开来，制造更多的机器人卖给所有需要的人。然后我再用机器人给我带来的丰厚回报去修一个高规格的足球场，到时欢迎所有的运动爱好者一起来追逐我们的足球梦!最后悄悄地告诉你们，剩下的钱我还要去买把吉他，其实我除了相当发明家，足球运动员，我的内心还有一个音乐梦!让我们一起努力，争取早日实现我们的梦想吧!
篇12：智能机器人作文
这种机器人 可以用来战斗或是侦察等等，每种系都有不同的绝招，比如电系就有电击、十万伏特、打雷、雷电拳、雷针、亿万伏特……火系就有大字火、喷射火焰、火焰旋涡、火焰拳、火焰车、火……水系有水枪、水炮，浪击、泡沫、泡、双重水炮……草系有飞叶快刀、藤鞭，吸取、叶子飞刀、睡眠粉、寄生种子、阳光烈焰……
这些机器人做的很象真实的宠物，可以缩小进入一个叫精灵球的球里面休息。
这些机器人也有规律，比如说草刻水、石、电、打击……火刻鬼、飞、虫、草、电、冰……石刻电、火、飞、虫……水刻鬼、火、石、飞、虫……
这种机器人，大家可以那他们来对战，看谁培育的好，如果在战斗中输掉了，就可以去附近的精灵中心给机器人补充体力，由于这种机器人也是高智能生物，所以也有野生的，不过可以用精灵球收服。
篇13：智能机器人课堂教学略谈
组建智能家居机器人创新性教学平台能为高等院校的学生和教师提供一个综合的专业机器人教育和研究平台, 能通过系统的方法对实践教学内容、方法和手段进行创新, 进而引导学生进行单片机和微控制器、数字电子和模拟电子、数字逻辑、检测技术与传感器等课程进行融会和贯通。鼓励学生利用学科交叉的知识, 打破孤立的知识体系, 不同专业学生组成团队, 进行多学科综合性的创新性设计和验证。
目前, 计算机和网络技术广泛普及, 为仿真教学提供了良好的条件。经过充分的调研, 根据我国大多智能家居机器人的特点设计了典型的机器人模型, 成功开发了智能家居机器人仿真教学培训系统, 为学生提供了一个接近于现场更有利于教学培训的平台。
1 系统的构成及原理
从机器的系统来看, 分为嵌入式控制器系统、单片机控制系统、电机驱动系统、传感器检测系统、嵌入式控制系列主要负责大量运算和图像视觉处理的支持和显示, 相当于一个微型计算机控制器。
单片机控制系统比较底层, 主要用来控制传感器和电机驱动电路, 驱动电机电路主要用来控制机器人运动, 传感器系统用来感知当前环境, 这是一个完善的智能闭合控制, 可以增加更多的传感器, 使机器人更加智能化, 从服务机器人的功能角度来看, 本服务机器人模拟了人的机器人的视觉系统、机器人触觉系统、机器人听觉系统、还具有较强的人机交互。
2 硬件控制系统的设计
智能家居机器人控制系统的硬件电路由以下基本单元组成[2]。
电源电路:本控制板的电源系统比较简洁, 直接采用外部电源6 V~9 V供电, 通过了降压芯片产生整个系统所需的两种电压:3.3 V, 5 V电压, 如图3所示。
底层控制电路:底层控制电路由嵌入式控制电路部分和底层驱动控制部分组成, 嵌入式控制电路部分主要负责跑操作系统和驱动液晶显示和嵌入式摄像头等USB设备, 相当于一个微型的计算机系统, 底层驱动电路部分主要是由单片机控制器和传感器电路组成, 起到传感器的控制和逻辑判断和驱动电机转动等功能, 底层控制板电路如图4所示。
传感器电路:传感器电路主要包括了RIR人体热释电模块接口电路, IR Control红外测距模块, 语音识别模块电路, 超声波模块电路接口电路, 这里包括的传感器都为成熟的模块 (如图5所示) 。
本次用于仿真教学的智能家居机器人, 其控制系统硬件主板外观如图6所示[3]。
3 应用软件的开发
智能家居机器嵌入式软件系统是基于Raspbian Linux发行版本开发的, 用户可以在登录后手动启动桌面环境。
当用户成功登录后, 看到的仍然是无趣的命令提示符, 输入指令可以启动Linux桌面环境, 稍后控制系统板的显示屏上会展现一个具有美丽背景的桌面, 如图8所示。
本控制系统采用python语言作为软件的开发语言, 其代码非常清晰, 安装和设置运行环境容易。尤其可以在网络上一起分享代码或共同分析、解决问题, 方便学生学习。
以语音识别模块与机器人动作控制程序设计为例, 基于语音识别模块控制机器人动作时, 首先需要通过语音配置上位机, 把需要的关键字让语音识别模块能够认识。一旦发出匹配的语音, 语音识别模块就会通过串口发出4个字节的匹配地址命令, 底层控制板接收到4个字节的匹配信息后, 来做判断, 该执行什么样的动作。
4 交互模块整体软硬件调试结果
由于智能家居机器人系统较为庞大, 且各个模块都是一个独立的系统, 它们之间通过总线方式进行通讯, 这样要完成的硬件和软件设计环节就比较多, 如底层控制板、语音识别模块以及嵌入式控制板需要硬件设计和下载程序, 在对某一个模块实施调试时, 可以断开其他模块, 从而避免操作不当损坏了其他的模块[4,5]。
本文以测试系统的传感器为例。本系统通过无线蓝牙键盘模块, 输入数字区键1~9, 来进行功能的测试, 标配的控制器中无线键盘鼠标是一体的, 由USB接口的接收器接收[6]。软件调试界面如图9所示。
底层控制板程序流程图如图10所示。
通过了多个模块的集体测试, 对于传感器的测试数据, 是最基本的操作, 如果还要搭建复杂的功能, 那么对应传感器的思路算法要更优越, 不然还会出现互相干扰, 或者一个传感器不稳定影响整个系统。特别注意, 在编写程序和调试的时, 要保证接线的正确性和不松动。因此可以先单个传感器进行测试, 然后逐步联合起来, 从而更加容易发现问题来自哪个环节[7,8]。
嵌入式控制板程序流程图如图11所示。
5 应用效果
机器人仿真教学培训系统建成以来, 已经多次应用于我校的本科教学以及对外校的教学服务, 还承担了继续教育学院的部分培训工作。根据每次使用中所发现的问题进行了相应的改进, 并且开发了新的功能。在实验课上, 学生们一致认为该系统真实、直观地反映了现场生产作业的实质内容。
以此仿真教学平台为依托, 学院历届参加的机器人类竞赛项目获得省二等奖以上110余项, 取得了优异成绩, 逐渐形成了以机器人竞赛为代表的品牌竞赛项目。2007-2010年, 中国机器人大赛暨Robo Cup中国公开赛、中国水中机器人大赛、全国职业院校技能竞赛机器人技术、黄炎培职业教育奖创业大赛等项目, 一、二等奖54人次。2011年4月, 湖南省职业院校技能竞赛机器人技术应用项目, 获省一、二名, 获奖学生6人次。2011年6月, 全国职业院校技能竞赛机器人技术应用项目, 获全国一等奖第一名和三等奖, 获奖学生6人次。2012年4月, 湖南省职业院校技能竞赛机器人技术应用项目, 获省一、二名, 获奖学生6人次。2012年6月, 全国职业院校技能竞赛机器人技术应用项目, 获全国二等奖2项, 获奖学生6人次。2012年11月, 中国教育机器人大赛, 获全国特等奖1项, 一等奖2项, 获奖学生9人次。2013年11月, 中国教育机器人大赛, 获全国特等奖2项, 一等奖2项, 获奖学生12人次。2014年11月, 中国教育机器人大赛, 获全国特等奖3项, 二等奖1项, 获奖学生12人次。
此外学院还承办中国教育机器人教练员培训 (中高职) 和国家级教师下企业培训 (高职) 。2013年8月10~21日, 承办中国教育机器人竞赛湖南地区第一届教练员培训;2013年11月10~20日, 承办中国教育机器人竞赛湖南地区第二届教练员培训。2014年7月14日至8月30日, 承办国家教育部职业院校骨干教师国家级培训项目——高职电子信息工程技术专业教师下企业培训项目 (工业机器人技术应用) , 合作企业:长沙长泰机器人公司、湖南科瑞特科技股份有限公司[9,10]。
6 结束语
家居机器人仿真教学系统受到了教师和学生的普遍欢迎, 近年来这套仿真教学系统已成功向多家高校转让。随着科学技术的进步, 仿真教学的手段也将不断地发展, 它的应用领域将愈加广泛, 它的安全、高效的优势将在机器人行业中发挥重大的作用。
摘要：经过充分调研, 根据我国大多数智能家居机器人的特点设计了典型的家居机器人模型, 开发成功了智能家居机器人仿真教学培训系统, 为学生提供了一个接近于真实环境更有利于教学培训的平台。该平台应用之后取得了优异的成绩。
关键词：智能家居机器人,仿真,教学平台
参考文献
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[3]田琦, 张国良.全方位移动机器人模糊PID运动控制研究[J].现代电子技术, 2009, 5 (292) :131-133.
[4]韩珩.基于AT89C51的智能清洁机器人设计[J].甘肃科技兵工自动化, 2008, 24 (5) :15-16.
[5]Choi S K, Yuh J.A virtual collaborative world simulator for underwater robots using multi-dimensional, synthetic environment[C].Proceedings of the 2001 IEEE International Conference on Robotics&Automation.Seoul, 2001:926-931.
[6]Komerska R J, Chappell S G.A simulation environment for testing and evaluating multiple cooperating solar-powered AUVs[C]//Proceedings of the MTS/IEEE Oceans 2006Conference.Boston, 2006:1-6.
[7]邵金燕.多机器人协作控制研究[D].北京:北京大学工学院, 2007.
[8]宋伟刚.机器人学:运动学、动力学与控制[M].科学出版社.
[9]陈鹏慧.微软仿真组轮式微型机器人仿真比赛平台探讨[J].机器人技术与应用, 2010 (8) :28, 31.
篇14：智能机器人课堂教学略谈
关键词：初中信息技术；机器人教学；机器人教育；仿真Proteus
近年来，机器人作为一个融合多学科内容的学习领域，在培养学生创新、实践能力方面，得到了学校以及信息教师的重视，特别是2003年颁布的普通高中新课程标准将“简易机器人制作”列入中小学选修内容，使得我国机器人教育在大众化、普及化层面上跃上了一个新台阶。很多学校开展了机器人教学，并且在常规课堂中进行了智能机器人的教学尝试。
一、机器人教育的价值
1.增加了信息技术教学的“技术”含量
基于机器人技术的教学内容，包括了数学、电子、程序、机械、自动控制等相关领域的内容，通过机器人技术的学习，可以让学生了解硬件及软件协调工作的基本原理，认识基本的电子元器件、简单电路设计、程序设计、基本算法等方面知识，了解智能机器人处理信息的全过程，这样的内容设置，有利于整合信息技术中的科技含量，普及机器人科学与技术知识，消除学生与现代科技的隔膜。
2.有利于培养学生的科学素养、创新精神、实践能力
学生在机器人的学习过程中，通过完成任务，探究问题、激发创造的欲望，享受创造的乐趣。通过机器人培养学生的想象力、批判思维能力以及在实践中不断创新的能力。机器人制作强调心智与动作技能的结合，强调理论与实践的统一。学生通过动手操作，能充分地提高自己的设计与制作能力、技术探究能力以及利用技术解决实际问题的能力。教育机器人是科学教育与现代信息化教育中重要的教学载体，对培养学生的创新精神、实践能力及研究性学习能力发挥着十分重要的作用。
3.引导学生进入技术世界，增强其社会适应性
机器人课程引导学生关注社会，提高了学生学习技术的兴趣与责任感，学生在学习中，能够更深切地感受到信息时代技术发展给社会带来的变化，感受到日常生活中技术的存在，更理性地看待技术，并利用技术更广泛地参与社会生活，提高对未来社会的适应性。
二、对机器人教育的认识
彭绍东①教授认为机器人教育是指学习、利用机器人，优化教育效果及师生劳动方式的理论与实践。智能机器人的本质是单片机技术，是指在程序控制下，控制外部电路以及机械装置，并利用传感器检测外部数据，自动完成一定操作的智能设备。智能机器人技术融合了机械造型、电子传感器、计算机软硬件和人工智能等众多先进技术，综合了多学科的发展成果，代表了高新技术的发展前沿。作为信息技术与通用技术的交集，智能机器人教育已经成为促进学生动手与动脑相结合、培养学生创新精神和实践能力的智能平台，对学生理解技术、使用技术、应用技术解决实际问题等技术素养的提高具有奠基、引领的作用。
我校从2007年开始机器人教育，但是由于设备、场地等原因，只能有少数的同学参与到机器人项目的学习。2013～2014学年上学期，我在初二的三个班级中进行了“智能机器人教育走进常规课堂”的教学实验，尝试将智能机器人引入到信息技术的常规教学中，让更多的学生接触到智能机器人的内容。
三、虚拟技术为机器人教学提供支持
虚拟技术是利用计算机多媒体技术，通过计算机软硬件的支持下生成一个逼真的、三维的、具有一定的视、听、触、嗅等多种感官参与的环境。在教学过程中，我们使用了Proteus仿真软件，它是著名的EDA（Electronic Design Automation）工具，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真、PCB设计，是目前唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件合为一体的设计平台，Proteus虚拟技术为程序设计与智能机器人的硬件控制系统架起了一座桥梁。在机器人教学中应用仿真软件，有很多优点：
1.为学生提供了更多实验、探究的机会
虚拟系统中所创设的实验环境，可以更多地给学生提供尝试、探索的机会，不用担心会损坏设备、造成人员伤害，摆脱了对硬件设备的依赖，同时也避免了意外因素干扰影响实验结果的不利现象，更符合学生自主建构的学习方式。
2.为程序设计与算法教学找到了更有生命力的契合点
信息技术学科需要加强程序与算法内容的教学。程序与算法是解决问题的一种方法、一种思维，在中学阶段进行相应的教学，对培养学生的逻辑思维、创新能力是极为有益的。在机器人的教学过程中，通过仿真系统，将抽象的程序直观化，提高了学生对程序设计学习的兴趣。
四、教学实例分析——创意“心”型彩灯
任务：在下图所示的仿真环境中，编程实现“心”型小灯创意闪烁。
教学目标：能够独立编程，实现“心型”小灯的创意闪烁。掌握程序的编译方法；掌握仿真系统的调试，能够理解“心”型小灯的电路原理。
教学重点：程序的编写与调试是重点，难点是程序与电路之间关系的理解。
教学策略：为降低学生编程的难度，老师提供了程序的主体框架，学生可在此基础上修改和补充；虚拟结合：将学生编译生成的文件，下载到实际的电路中，进行演示，让学生理解仿真系统与实物之间的关系；鼓励学生尝试，通过仿真效果检验所写的程序是否正确。
教学过程：（略）
五、来自学生的教学反馈
学期末，我让学生同时提交一份Word文档，谈一下这学期的课堂收获与教学建议。在此，摘录部分同学的反馈内容与大家分享。
冯××：我对这个学期的这门单片机课程很感兴趣，它能用电脑中C语言控制现实中的电路，这让我很感兴趣。
耿××：这学期的微机课我收获很大，学会了编程序，课余的时间也变得丰富起来，希望下学期有更精彩的内容。
王××：我觉得金老师的这个课很有意思。它不仅开启了我们的物理电学思维，而且对我们今后的各科学习会有许多好处，回归学生爱创造的天性。
魏××：老师，我想这一学期的信息课是我收获最多的信息课，您带我们走进了真正的科技世界，学习了真正的信息语言。希望老师能够将仿真系统的课程要领继续传授给我们，很期待接下来更神奇的计算机语言！
于××：本学期教学内容很让人感兴趣，内容丰富，引人深思，不过希望老师能多进行指导，希望下学期还能继续做这类程序。
赵××：希望期末过后展开兴趣小组，在程序上可以教一些更难的、比较贴近生活的，兴趣小组可以教一些自己动手做的。
周××：老师，我很喜欢你在课堂上所教的东西，很实用，我很愿意学您的课程。老师，下学期还要你教哦。
王××：学习单片机课程让我体会到了一个全新的计算机世界。看到自己的劳动成果，甚是欣慰。希望在以后的学习过程中，能更深入地了解单片机技术，制作出自己的作品。
学生对这一学期的学习内容很感兴趣，下一步需要做的工作是继续完善相应校本教材的开发，调整教学内容与方法，和同学们一起收获学习与创造的乐趣。
参考文献：
[1]王改霞，朴姬顺.国内机器人教育研究发展综述[J].中国教育信息化，2012（12）：14-18.
[2]王益.融入STS教育理念的机器人教学探索[J].中国电化教育，2009（3）：90-92.
[3]葛文双，傅钢善，史婷.我国中小学机器人教育发展中的若干问题分析[J].中国教育信息化，2008（08）：4-7.
[4]钟启泉.国外“科学素养”说与理科课程改革[J].比较教育研究，1997（1）：16-21.
[5]彭绍东.论机器人教育（上）（下）[J].电化教育研究，2002（6）：3-7，2002（7）：16-19.
作者简介：金书辉，男，1971年4月出生，博士，就职学校：吉林省长春市东北师大附中，研究方向：教育技术。
摘 要：机器人教育是培养学生创新与实践能力的优秀平台，但是在机器人教育的普及方面，受场地及实验器材等原因制约，效果不理想。尝试应用Proteus仿真系统，将程序设计的学习与智能机器人硬件系统建立联系，在初中信息技术常规课堂中开展机器人教学实验，尝试通过机器人教学，解决信息技术教学中存在的一些问题。
关键词：初中信息技术；机器人教学；机器人教育；仿真Proteus
近年来，机器人作为一个融合多学科内容的学习领域，在培养学生创新、实践能力方面，得到了学校以及信息教师的重视，特别是2003年颁布的普通高中新课程标准将“简易机器人制作”列入中小学选修内容，使得我国机器人教育在大众化、普及化层面上跃上了一个新台阶。很多学校开展了机器人教学，并且在常规课堂中进行了智能机器人的教学尝试。
一、机器人教育的价值
1.增加了信息技术教学的“技术”含量
基于机器人技术的教学内容，包括了数学、电子、程序、机械、自动控制等相关领域的内容，通过机器人技术的学习，可以让学生了解硬件及软件协调工作的基本原理，认识基本的电子元器件、简单电路设计、程序设计、基本算法等方面知识，了解智能机器人处理信息的全过程，这样的内容设置，有利于整合信息技术中的科技含量，普及机器人科学与技术知识，消除学生与现代科技的隔膜。
2.有利于培养学生的科学素养、创新精神、实践能力
学生在机器人的学习过程中，通过完成任务，探究问题、激发创造的欲望，享受创造的乐趣。通过机器人培养学生的想象力、批判思维能力以及在实践中不断创新的能力。机器人制作强调心智与动作技能的结合，强调理论与实践的统一。学生通过动手操作，能充分地提高自己的设计与制作能力、技术探究能力以及利用技术解决实际问题的能力。教育机器人是科学教育与现代信息化教育中重要的教学载体，对培养学生的创新精神、实践能力及研究性学习能力发挥着十分重要的作用。
3.引导学生进入技术世界，增强其社会适应性
机器人课程引导学生关注社会，提高了学生学习技术的兴趣与责任感，学生在学习中，能够更深切地感受到信息时代技术发展给社会带来的变化，感受到日常生活中技术的存在，更理性地看待技术，并利用技术更广泛地参与社会生活，提高对未来社会的适应性。
二、对机器人教育的认识
彭绍东①教授认为机器人教育是指学习、利用机器人，优化教育效果及师生劳动方式的理论与实践。智能机器人的本质是单片机技术，是指在程序控制下，控制外部电路以及机械装置，并利用传感器检测外部数据，自动完成一定操作的智能设备。智能机器人技术融合了机械造型、电子传感器、计算机软硬件和人工智能等众多先进技术，综合了多学科的发展成果，代表了高新技术的发展前沿。作为信息技术与通用技术的交集，智能机器人教育已经成为促进学生动手与动脑相结合、培养学生创新精神和实践能力的智能平台，对学生理解技术、使用技术、应用技术解决实际问题等技术素养的提高具有奠基、引领的作用。
我校从2007年开始机器人教育，但是由于设备、场地等原因，只能有少数的同学参与到机器人项目的学习。2013～2014学年上学期，我在初二的三个班级中进行了“智能机器人教育走进常规课堂”的教学实验，尝试将智能机器人引入到信息技术的常规教学中，让更多的学生接触到智能机器人的内容。
三、虚拟技术为机器人教学提供支持
虚拟技术是利用计算机多媒体技术，通过计算机软硬件的支持下生成一个逼真的、三维的、具有一定的视、听、触、嗅等多种感官参与的环境。在教学过程中，我们使用了Proteus仿真软件，它是著名的EDA（Electronic Design Automation）工具，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真、PCB设计，是目前唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件合为一体的设计平台，Proteus虚拟技术为程序设计与智能机器人的硬件控制系统架起了一座桥梁。在机器人教学中应用仿真软件，有很多优点：
1.为学生提供了更多实验、探究的机会
虚拟系统中所创设的实验环境，可以更多地给学生提供尝试、探索的机会，不用担心会损坏设备、造成人员伤害，摆脱了对硬件设备的依赖，同时也避免了意外因素干扰影响实验结果的不利现象，更符合学生自主建构的学习方式。
2.为程序设计与算法教学找到了更有生命力的契合点
信息技术学科需要加强程序与算法内容的教学。程序与算法是解决问题的一种方法、一种思维，在中学阶段进行相应的教学，对培养学生的逻辑思维、创新能力是极为有益的。在机器人的教学过程中，通过仿真系统，将抽象的程序直观化，提高了学生对程序设计学习的兴趣。
四、教学实例分析——创意“心”型彩灯
任务：在下图所示的仿真环境中，编程实现“心”型小灯创意闪烁。
教学目标：能够独立编程，实现“心型”小灯的创意闪烁。掌握程序的编译方法；掌握仿真系统的调试，能够理解“心”型小灯的电路原理。
教学重点：程序的编写与调试是重点，难点是程序与电路之间关系的理解。
教学策略：为降低学生编程的难度，老师提供了程序的主体框架，学生可在此基础上修改和补充；虚拟结合：将学生编译生成的文件，下载到实际的电路中，进行演示，让学生理解仿真系统与实物之间的关系；鼓励学生尝试，通过仿真效果检验所写的程序是否正确。
教学过程：（略）
五、来自学生的教学反馈
学期末，我让学生同时提交一份Word文档，谈一下这学期的课堂收获与教学建议。在此，摘录部分同学的反馈内容与大家分享。
冯××：我对这个学期的这门单片机课程很感兴趣，它能用电脑中C语言控制现实中的电路，这让我很感兴趣。
耿××：这学期的微机课我收获很大，学会了编程序，课余的时间也变得丰富起来，希望下学期有更精彩的内容。
王××：我觉得金老师的这个课很有意思。它不仅开启了我们的物理电学思维，而且对我们今后的各科学习会有许多好处，回归学生爱创造的天性。
魏××：老师，我想这一学期的信息课是我收获最多的信息课，您带我们走进了真正的科技世界，学习了真正的信息语言。希望老师能够将仿真系统的课程要领继续传授给我们，很期待接下来更神奇的计算机语言！
于××：本学期教学内容很让人感兴趣，内容丰富，引人深思，不过希望老师能多进行指导，希望下学期还能继续做这类程序。
赵××：希望期末过后展开兴趣小组，在程序上可以教一些更难的、比较贴近生活的，兴趣小组可以教一些自己动手做的。
周××：老师，我很喜欢你在课堂上所教的东西，很实用，我很愿意学您的课程。老师，下学期还要你教哦。
王××：学习单片机课程让我体会到了一个全新的计算机世界。看到自己的劳动成果，甚是欣慰。希望在以后的学习过程中，能更深入地了解单片机技术，制作出自己的作品。
学生对这一学期的学习内容很感兴趣，下一步需要做的工作是继续完善相应校本教材的开发，调整教学内容与方法，和同学们一起收获学习与创造的乐趣。
参考文献：
[1]王改霞，朴姬顺.国内机器人教育研究发展综述[J].中国教育信息化，2012（12）：14-18.
[2]王益.融入STS教育理念的机器人教学探索[J].中国电化教育，2009（3）：90-92.
[3]葛文双，傅钢善，史婷.我国中小学机器人教育发展中的若干问题分析[J].中国教育信息化，2008（08）：4-7.
[4]钟启泉.国外“科学素养”说与理科课程改革[J].比较教育研究，1997（1）：16-21.
[5]彭绍东.论机器人教育（上）（下）[J].电化教育研究，2002（6）：3-7，2002（7）：16-19.
作者简介：金书辉，男，1971年4月出生，博士，就职学校：吉林省长春市东北师大附中，研究方向：教育技术。
摘 要：机器人教育是培养学生创新与实践能力的优秀平台，但是在机器人教育的普及方面，受场地及实验器材等原因制约，效果不理想。尝试应用Proteus仿真系统，将程序设计的学习与智能机器人硬件系统建立联系，在初中信息技术常规课堂中开展机器人教学实验，尝试通过机器人教学，解决信息技术教学中存在的一些问题。
关键词：初中信息技术；机器人教学；机器人教育；仿真Proteus
近年来，机器人作为一个融合多学科内容的学习领域，在培养学生创新、实践能力方面，得到了学校以及信息教师的重视，特别是2003年颁布的普通高中新课程标准将“简易机器人制作”列入中小学选修内容，使得我国机器人教育在大众化、普及化层面上跃上了一个新台阶。很多学校开展了机器人教学，并且在常规课堂中进行了智能机器人的教学尝试。
一、机器人教育的价值
1.增加了信息技术教学的“技术”含量
基于机器人技术的教学内容，包括了数学、电子、程序、机械、自动控制等相关领域的内容，通过机器人技术的学习，可以让学生了解硬件及软件协调工作的基本原理，认识基本的电子元器件、简单电路设计、程序设计、基本算法等方面知识，了解智能机器人处理信息的全过程，这样的内容设置，有利于整合信息技术中的科技含量，普及机器人科学与技术知识，消除学生与现代科技的隔膜。
2.有利于培养学生的科学素养、创新精神、实践能力
学生在机器人的学习过程中，通过完成任务，探究问题、激发创造的欲望，享受创造的乐趣。通过机器人培养学生的想象力、批判思维能力以及在实践中不断创新的能力。机器人制作强调心智与动作技能的结合，强调理论与实践的统一。学生通过动手操作，能充分地提高自己的设计与制作能力、技术探究能力以及利用技术解决实际问题的能力。教育机器人是科学教育与现代信息化教育中重要的教学载体，对培养学生的创新精神、实践能力及研究性学习能力发挥着十分重要的作用。
3.引导学生进入技术世界，增强其社会适应性
机器人课程引导学生关注社会，提高了学生学习技术的兴趣与责任感，学生在学习中，能够更深切地感受到信息时代技术发展给社会带来的变化，感受到日常生活中技术的存在，更理性地看待技术，并利用技术更广泛地参与社会生活，提高对未来社会的适应性。
二、对机器人教育的认识
彭绍东①教授认为机器人教育是指学习、利用机器人，优化教育效果及师生劳动方式的理论与实践。智能机器人的本质是单片机技术，是指在程序控制下，控制外部电路以及机械装置，并利用传感器检测外部数据，自动完成一定操作的智能设备。智能机器人技术融合了机械造型、电子传感器、计算机软硬件和人工智能等众多先进技术，综合了多学科的发展成果，代表了高新技术的发展前沿。作为信息技术与通用技术的交集，智能机器人教育已经成为促进学生动手与动脑相结合、培养学生创新精神和实践能力的智能平台，对学生理解技术、使用技术、应用技术解决实际问题等技术素养的提高具有奠基、引领的作用。
我校从2007年开始机器人教育，但是由于设备、场地等原因，只能有少数的同学参与到机器人项目的学习。2013～2014学年上学期，我在初二的三个班级中进行了“智能机器人教育走进常规课堂”的教学实验，尝试将智能机器人引入到信息技术的常规教学中，让更多的学生接触到智能机器人的内容。
三、虚拟技术为机器人教学提供支持
虚拟技术是利用计算机多媒体技术，通过计算机软硬件的支持下生成一个逼真的、三维的、具有一定的视、听、触、嗅等多种感官参与的环境。在教学过程中，我们使用了Proteus仿真软件，它是著名的EDA（Electronic Design Automation）工具，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真、PCB设计，是目前唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件合为一体的设计平台，Proteus虚拟技术为程序设计与智能机器人的硬件控制系统架起了一座桥梁。在机器人教学中应用仿真软件，有很多优点：
1.为学生提供了更多实验、探究的机会
虚拟系统中所创设的实验环境，可以更多地给学生提供尝试、探索的机会，不用担心会损坏设备、造成人员伤害，摆脱了对硬件设备的依赖，同时也避免了意外因素干扰影响实验结果的不利现象，更符合学生自主建构的学习方式。
2.为程序设计与算法教学找到了更有生命力的契合点
信息技术学科需要加强程序与算法内容的教学。程序与算法是解决问题的一种方法、一种思维，在中学阶段进行相应的教学，对培养学生的逻辑思维、创新能力是极为有益的。在机器人的教学过程中，通过仿真系统，将抽象的程序直观化，提高了学生对程序设计学习的兴趣。
四、教学实例分析——创意“心”型彩灯
任务：在下图所示的仿真环境中，编程实现“心”型小灯创意闪烁。
教学目标：能够独立编程，实现“心型”小灯的创意闪烁。掌握程序的编译方法；掌握仿真系统的调试，能够理解“心”型小灯的电路原理。
教学重点：程序的编写与调试是重点，难点是程序与电路之间关系的理解。
教学策略：为降低学生编程的难度，老师提供了程序的主体框架，学生可在此基础上修改和补充；虚拟结合：将学生编译生成的文件，下载到实际的电路中，进行演示，让学生理解仿真系统与实物之间的关系；鼓励学生尝试，通过仿真效果检验所写的程序是否正确。
教学过程：（略）
五、来自学生的教学反馈
学期末，我让学生同时提交一份Word文档，谈一下这学期的课堂收获与教学建议。在此，摘录部分同学的反馈内容与大家分享。
冯××：我对这个学期的这门单片机课程很感兴趣，它能用电脑中C语言控制现实中的电路，这让我很感兴趣。
耿××：这学期的微机课我收获很大，学会了编程序，课余的时间也变得丰富起来，希望下学期有更精彩的内容。
王××：我觉得金老师的这个课很有意思。它不仅开启了我们的物理电学思维，而且对我们今后的各科学习会有许多好处，回归学生爱创造的天性。
魏××：老师，我想这一学期的信息课是我收获最多的信息课，您带我们走进了真正的科技世界，学习了真正的信息语言。希望老师能够将仿真系统的课程要领继续传授给我们，很期待接下来更神奇的计算机语言！
于××：本学期教学内容很让人感兴趣，内容丰富，引人深思，不过希望老师能多进行指导，希望下学期还能继续做这类程序。
赵××：希望期末过后展开兴趣小组，在程序上可以教一些更难的、比较贴近生活的，兴趣小组可以教一些自己动手做的。
周××：老师，我很喜欢你在课堂上所教的东西，很实用，我很愿意学您的课程。老师，下学期还要你教哦。
王××：学习单片机课程让我体会到了一个全新的计算机世界。看到自己的劳动成果，甚是欣慰。希望在以后的学习过程中，能更深入地了解单片机技术，制作出自己的作品。
学生对这一学期的学习内容很感兴趣，下一步需要做的工作是继续完善相应校本教材的开发，调整教学内容与方法，和同学们一起收获学习与创造的乐趣。
参考文献：
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