机器人教案篇1

做为一名信息技术教师，笔者深知随着多媒体计算机和网络技术的发展，信息化设备的普及及应用，给各个学科的课堂教学带来了新的机遇和挑战。信息技术做为一门工具学科。由于它强大的功能特点，与其他学科的整合越来越紧密。同时，信息技术教学也由原来的单一的技术性、工具性，向注重学生的思维和培养学生的综合素质的方向不断发展。

AI-RCJ虚拟足球机器人做为一种好的游戏工具、好的教育载体、好的教育资源融入到信息技术教学中，通过我们不断的实践研究，发现它有着独特的魅力，与信息技术课程相结合，学生可以从虚拟实践中获得创新思维，在思维创新中涵养综合素质。

一、教学内容分析

AI-RCJ虚拟足球机器人是AI-CODE游戏教育系统的一个重要分支，是一个以虚拟足球机器人为控制对象进行程序设计和比赛竞技的教育系统，它综合运用了物理、数学、计算机等多学科知识。学生可以运用机器人快车，通过流程图式的图形化编程方式编写程序，赋予足球机器人进攻和防守的能力后，再在虚拟平台AIRobot上进行对弈赛。

整个智能足球机器人教学体系包括五部分，其中，《初识机器人》和《足球机器人动起来》是基础类，《进攻机器人》、《守门员》、《我的球队》三个模块是整个教育体系的核心部分。在这三个模块中渗透给学生计算机程序设计的基本思想、顺序结构、循环结构、分支结构；让学生了解数学平面坐标、体会不同质量的物体碰撞带来的不同效果和状态。

《单向进攻机器人》是《进攻机器人》模块中的一课。在《进攻机器人》的模块教学中，我们根据学生认知的规律设计成《单向进攻》和《双向进攻》（如图2），入门由浅入深，将课堂教学成梯度呈现给学生。这样的教学设计，可以将教学难点分散，学生能够理解也容易实现，有利于调动学生学习的积极性，使学生在快乐轻松的学习气氛中进入更深层的思考。

二、教学对象分析

五年级学生初步掌握了计算机操作的基本技能。在此之前学习了《初识机器人》和《足球机器人动起来》两个教学模块，对AI-RCJ智能足球软件的基本操作和图形化编程环境有所了解，对足球机器人充满好奇，有着浓厚的兴趣。

三、教学目标及教学重难点

（一）教学目标

1.知识与技能

（1）认识“条件循环”和“将球踢入某点”图标。

（2）理解球场坐标，能简单计算球门点坐标。

（3）会编写单方进攻足球机器人程序。

2.过程与方法

能够分析机器人的动作，大胆运用图标指令，通过科学的方法思考问题，并大胆尝试，通过反复试验获得成功的体验。

3.情感态度

愿意和小组同学交流思想，培养学生合作意识和实事求是的科学态度，提高学生对计算机科学的兴趣。通过比赛竞技，引发学生深层的思考，提高动手能力和团结协作能力。

（二）教学重点和难点

教学重点：理解球场坐标，会编写单方进攻足球机器人程序。

教学难点：学会分析机器人的动作，大胆运用图标指令，通过科学的方法思考问题并大胆尝试，通过反复试验获得成功的体验。

四、教学方法、过程及整合点

（一）教学方法

本课采用直观演示法、尝试教学法、讨论法等教学方法，整合教师的启发教学和学生探究法的优势，并加入多媒体直观教学，引导学生自主探究、合作交流，充分发挥学生的主动性，提升学生的自主学习能力。

五、教学环境

根据本节课的教学内容，需要计算机网络教室的教学环境。计算机操作系统为Win2000/XP，计算机需要安装AI—ARJ虚拟足球机器人软件。

六、教学反思

《单向进攻机器人》点燃了学生研究足球机器人的热情，许多学生在课后都将AI-RCJ软件拷回家中使用，还利用课余时间研究，兴趣浓厚。现在许多学生都喜欢网络游戏，作为教师怎么抓住这一契机转移学生的兴趣点，引领学生。促进学生信息技术应用水平和信息素养的发展，笔者认为这种竞技类游戏软件无疑是一种好的途径。

随着学习的深入及难度的增大，如何保持学生的兴趣，使学生从游戏的表象真正走进理性的思考，也是我们在教学中需要思考的问题。在教学中笔者发现应该注意以下几点。

（一）将专业术语转换成生活化语言

笔者从学生的年龄特点和认知水平出发，将一些抽象的专业术语转换成生活化的语言。如：将程序设计中的变量，比喻成“小匣子”，循环，介绍说为“反复做”。这些生活化的语言让学生能够接受，并且容易理解它们的作用。课堂上将生活化的语言和专业术语有机结合，学生好理解，并较快地接受了专业化名称。

（二）课堂教学设计要有梯度，入门要由浅入深

在整个智能足球机器人教学体系中，教师应该根据学生认知的规律，注重观察学生的表现，每节课设计的内容应呈现梯度，入门课由浅入深。

如：本节课的《单向进攻机器人》就是《进攻机器人》模块的第一个梯度，将机器人简化为单方进攻，将球踢入球门的位置简化成具体的坐标点。这样学生只需要使用三个指令、设计一个参数，就可以实现一个进攻机器人的设计。等学生能够理解这样的设计思路后，再进入第二个梯度，将单项进攻改成双向进攻。这样的课堂设计，循序渐进，学生能够理解也容易实现，看到自己设计的机器人能够进球，他们有一种成就感，在欣喜的同时有了持续学习研究的动力。在快乐轻松的学习气氛中进入更深层的思考。

机器人教案篇2

引言

机械工程测试技术是一门面向应用、具有很强实践性的课程，是机械类专业本科生的主要技术课程。该课程涉及机械、传感、电工电子、控制技术、物理、工程数学等多种知识[1][2]，具有多学科交叉的特性，涉及范围广，知识面多，理论知识抽象难以理解，实践教学又由于实验条件的限制难以接近工程实际。[3][4]随着课程体制的改革与深化，增大课程知识点，压缩学时数成为趋势。如何在有限的课时范围内让学生掌握机械工程测试技术课程中更多的知识点，案例式教学是一种比较好的解决方案。

一、案例式教学的开展

案例式教学是指教师根据教学要求，设计相应的教学案例，组织学生针对案例内容，运用所学知识进行思考、分析和讨论，从而提升学生分析问题、解决问题的能力。[5]案例式教学自古就有[6][7]，早在春秋战国的时候，诸子百家在与弟子传道过程中就经常使用民间故事阐述义理。古希腊著名思想家、哲学家苏格拉底和柏拉图师生间也时常利用一个又一个故事通过对话的方式来说事明理。目前，全球兴起的案例教学法起源于19世纪七八十年代哈佛法学院兰戴尔院长的倡导。[8]案例教学是将案例融入教学过程中，以案例为基础，通过教师与学生的互动，达到教学的目的。

案例式教学在实施过程中，大致可分成课前案例的收集与选择、课中案例的讲解与探究和课后案例的分析与评价三个阶段。

（一）课前案例的收集与选择

案例式教学的核心在于教学的案例选择。案例选择合适，教学过程中学生的积极性就很高，教学效果就会事半功倍；案例选择不当，教学任务就无法有效完成，学生学习的积极性也会大打折扣。当前机械工程测试技术课程中的教学案例多而杂，在目前教学课时量大幅压缩的背景下，课堂上案例太多，学生应接不暇，积极性不高；教材中的教学案例包含的知识点比较单一，大部分案例仅牵涉教学中的一个知识点，无法与前后的知识点形成联系，教学过程容易割裂整个知识链；教材中一些教学案例基于理论，脱离工程实际，脱离工程实际的案例会让学生眼高手低，一旦遇到实际问题，他们难以有效地及时解决。机械工程测试技术课程中的案例应基于现有的教学课时量，结合学校现有实验实践环境，结合工程实际和科研项目，在有限的案例里尽量多地反映更加全面的知识点。

（二）课中案例的讲解与探究

案例式教学对教师的要求很高，它不仅要求教师对教学案例有全面深入的理解，还要求教师在课堂中把控学生的情绪和积极性。教师在对教学案例讲解的过程中，应注重理论知识的系统化，结合教材，考虑知识体系的前后连贯，理清案例的分析思路，引导学生参与到案例过程中，让学生能自主地进行探究。针对具体的教学案例，应从理论到应用，让学生掌握相应的理论知识。在机械工程测试技术课程别要注意信号处理的相关概念及理论，应用过程中需考虑现场传感器的选择和安装、现场的噪声等干扰消除，后续测信号处理电路的搭建。整个案例的讲解与分析能让学生有种身临其境的状态，可以调动学生的参与积极性，激发学生的兴趣。作为教师，必须及时把控学生的学习进度，不能纠结于某个小问题，也不能让学生在课堂中天马行空，脱离教学核心内容。

（三）课后案例的分析c评价

案例式教学课后还需对教学案例以及教学过程中的学生表现进行全面剖析。教师应利用找各类学生谈话、问卷调查、课后思考题等方式掌握教学案例的适用度，弄清理好的案例应如何更进一步地深入与拓展，课堂上无法进行的案例是由什么原因引起的，是案例吸引度不够还是超出了学生可理解的范围。从质与量两个方面，从教师与学生两个角度去分析案例选择及开展的可行性及适用度，通过对教学案例的不断分析、反思与总结，建构起科学充足的教学案例资源，不断完善案例式教学方法。

二、案例式教学实例

机械工程测试技术课程教学案例不能太多太杂，应基于现有的教学课时量，结合现有的学校实验实践环境，结合工程实际，同时还可以结合科研项目，在有限的案例里尽量多地反映更加全面的知识点。机械工程测试技术课程的内容主要包含信号处理和传感器两大部分。信号处理偏于理论，传感器侧重于实践，在案例的选择与分析中应考虑信号处理和传感器两个方面的内容，理论与实践相结合。

（一）案例一：机器人工作过程的分析与实现

课程教学的有效开展，离不开学校的实验室资源。只有因地制宜，充分利用实验室资源，才能使课程的效用达到最佳。笔者结合本学院现有的实验室条件，选用机器人作为教学案例。目前，学院已建立了工业机器人实验室、机器人工作室。在工业机器人实验室中，可以利用焊接、搬运工业机器人，让学生掌握工业机器人的工作原理，特别是工业机器人的关节位姿、速度加速度、工件位置的检测及后续的信号处理与控制。在机器人工作室中，利用“创意之星”机器人套件，学生可以搭建各类创意机器人，可以学会红外线传感器、灰度传感器、霍尔传感器、图像、声音等各类传感器的实际应用，并利用机器人擂台赛等赛事，摈弃书本的枯燥，体验创新的乐趣，这样既掌握了知识又锻炼了能力。

在该案例的教学中，应先基于教材，让学生了解一些特定传感器如霍尔传感器、红外传感器的工作原理与工程应用，了解位置、速度、力等参数的测试方法，让学生掌握电桥、调制等基本的信号处理方法。基于现有的实验室条件，可以利用焊接、搬运工业机器人，让学生掌握工业机器人的工作原理，通过编程让学生了解工业机器人的运作方式；可以利用“创意之星”等机器人套件，让学生搭建各类富有创造力的机器人，体验创新的乐趣，并利用各类机器人赛事，如机器人创意赛、机器人擂台赛、大学生机器人赛等，在比赛中学习成长。

（二）案例二：零件加工表面质量的在线测试

科学研究是对未知领域的探究。在条件许可的情况下，可以在课程教学中将科研项目作为部分教学案例，让学生了解一些科研知识，掌握一些科研方法，这能为其进一步深造及探知未来打下基础。如某国家重大科技专项中的子课题，就要求对零件加工表面质量进行在线测试，这也是需要解决的工厂实际问题。随着机械加工自动化程度的提高，很多零件由抽检改为必检，这对零件加工表面的在线测量提出了越来越高的要求。

针对这个案例，笔者提出一系列问题给学生思考及讨论：测试的方案应如何设定？应选择什么类型的传感器进行测试？传感器测试的原理是什么？使用该类传感器时应注意什么？测试的后续电路怎么接？如何排除测试干扰？利用这些问题一步一步引导学生进行科研项目的开展及实际工程问题的具体解决。该案例侧重项目开展，目的是让学生接触工程实际，接近科技前沿，将教材内容延伸，让学生结合最新技术，创新性地开展项目研究。

三、结束语

在机械制造业信息化和创新型人才培养中，机械工程测试技术课程起着极为重要的作用。随着课程教学的改革，教学课时量的压缩成为一种趋势。案例式教学是在课时量压缩的前提下依然可以保证教学内容和教学效果的一种有效的教学方法。经过近十年的机械工程测试技术课程教学实践和近两年的案例式课程改革，通过各种案例的积累和优化，笔者充分感觉到课堂气氛活跃了，学生的学习兴趣提高了。学生普遍反映，通过机械工程测试技术课程的案例式教学，他们不仅掌握了课本知识，而且工程应用能力和科研分析能力也得到了锻炼。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 石磊.案例教学法在《机械工程测试技术》的应用[J].机电技术，2011（5）：147-148.

[2] 徐琳，李伯全.“C械工程测试技术”课程教学改革的研究与现状[J].中国电力教育，2014（29）：49-50.

[3] 郝鸿雁，刘叶华.工程案例导入在机械工程测试技术教学中的应用[J].大学教育，2014（3）：102-103.

[4] 张凤生，王海峰，孙忠义，等.机械工程测试技术课程教学改革与实践[J].教学研究，2012（1）：92-94.

[5] 文成，周传德.机械工程测试技术“案例和实验并举”教学模式探索[J].中国现代教育装备，2013（1）：61-63.

机器人教案篇3

例如，《赛车抢分》这节课的教学要求是：在沿着赛道行驶的过程中，被限制大小的机器人小车尽可能地获取路边的得分物。一开始，学生没有系统思考如何获取路边的得分物，他们看到机器人小车在行驶过程中，靠自身结构获取路边的得分物，就一直在想如何加宽机器人小车车身，结果机器人小车重心不稳，行驶状态很不稳定，有时还会遗漏得分物，严重影响后来的成绩。因此，我展示了一个方案：给机器人安装两只手臂，这样它在沿着赛道行走的同时，能直接获取一路上的得分物。学生对此方案感到很惊奇，我便借机引导他们用计算思维的方式去思考如何完成任务。

首先，将这个任务分解成若干子问题：如何判别机器人到达得分物附近？机器人如何获取路边的得分物？机器人在获取路边得分物的过程中，是否会影响到行驶状态？影响机器人行驶状态的因素有哪些？

其次，寻求这些子问题的解决方案。在这个过程中，应力求在众多方案中选择最优的解决方法。

最后，合并所有子问题的解决方法并加以完善，得到整个问题的求解方案。这里需要关注的是不同的子问题的解决方法之间是否有冲突，能不能并行处理，如何协调它们才是最佳。

经过对比实验，不少学生探索出自己的最佳方案：有的利用两个伺服，在机器人左右两侧各安装一只活动手臂，当红外传感器检测到某一侧存在得分物，那一侧就挥动手臂；有的利用一个伺服在机器人前方安装一只活动手臂，当红外传感器检测到某一侧存在得分物，就向那一侧挥动手臂；等等。在这个过程中，学生普遍感觉探索得到的方案在空间、时间上的操作步骤更协调、效率更高，也深刻体会到如果利用计算思维解决问题，能迅速提高研究、分析、解决复杂问题的能力，大大提高完成任务的效率。这样就有效激发了学生利用计算思维的主动意识。

设解问题，培养计算思维能力

具备计算思维能力的表现还体现在求解问题的过程中，发现其中的问题，并选择最优的解决方案。因此，教师应创造机会引导学生利用计算思维解决机器人运行的实际问题，从而培养他们计算思维的实践能力。具体做法如下。

1.精心设计问题

教师可以循序渐进地提出适宜的机器人项目问题，这些问题应满足如下要求：①要有适当难度，具有层次性和启发性。②要在教和学方面富有探索性，能充分挖掘与培养计算思维能力。③要能训练学生的问题求解能力。④要有利于启发学生自己发现问题，独立解决问题，使他们逐步养成独立获取知识和创造性地运用知识的思维习惯。

例如，在讲授《小车进加油站》一课时，当学生完成“机器人小车直接进入加油站”的基本问题后，我提出新问题：当高速行驶时，机器人小车容易越过加油站，让机器人小车倒车进入加油站（车头朝外）成为必然，那么如何控制机器人小车倒车进入加油站呢？这个问题有一定难度，足以引导学生去探索如何控制机器人的转弯幅度。同时，它还涉及机器人转弯幅度的空间复杂性和时间复杂性。

2.实践求解问题

在机器人教学过程中，学生会遇到各种实际问题，因此，我鼓励学生针对这些问题练习，利用计算思维去寻求最优方案。

例如，在《机器人小车走中线》项目训练时，小车转弯速度取固定值，易导致小车不能高速行驶，影响到达终点的成功率。最初，学生采用的是分段给机器人小车赋予不同的速度值，但效果不是很理想。于是，我引导学生对不同的路段进行实践研究，利用计算思维方式解决机器人运行的实际问题，最终将控制机器人小车转弯行驶部分修改成动态转弯，如左边电机速度=基准速度-（左测距-右测距）/转换比例，右边电机速度=基准速度+（左测距-右测距）/转换比例。

其中，小车在不同路段时的基准速度（左测距=右测距时，往前跑的速度）是不同的；转换比例，即将小车与两侧栏杆的距离之差转换为速度之差的比例，一般为100（根据机器人的结构，转换比例越小，转弯幅度越大）。

通过这样有针对性的利用计算思维去求解问题，学生能主动使用相关方法，不断归纳总结，逐步系统地培养计算思维的实践能力。

归纳总结，提升计算思维广度和精度

1.个人总结反思

机器人教案篇4

《计算机软件基础》作为工科专业的必修专业基础课程之一，主要介绍了程序设计语言、数据结构和软件工程基础知识，强调基本算法的理解和运用。传统教学无法演示程序设计实践和算法演示，充分利用多媒体、网络技术发展带来的契机，采用新的教学模式改进原来的以教师讲授为主的单一课堂教学模式是课程发展的趋势。

一、现有《计算机软件基础》电子教案开发中存在的问题

软件复用是一种由预先构造好的、为软件复用是一种由预先构造好的、为复用目的而设计的软件构件来建立或者组装软件系统的过程。目前用 PPT 等软件开发的《计算机软件基础》电子教案的大部分内容是直接打包在一起的，用户根本看不到动态演示过程，也没法对内容进行修改，所以根本就谈不上软件的复用，网络共享也困难。目前少数一些用Authorware，Director，Flash 和 Html 等软件开发的《计算机软件基础》电子教案，由于在打包或时把教学内容和程序放在一起，一般没有计算机培训的用户根本就没有办法对其进行修改。由于现在网络的快速发展，基于 PPT 等开发工具开发出来的电子教案都不支持网络浏览，这样不利于课程电子教案内容的及时更新。同时，PPT 要做出很强的交互性需要熟悉它的脚本开发，而 PPT 的交互设计能力不强，限制了教案的二次开发能力，使得教师的教学活动设计和组织受到现有电子教案的约束，很难达到理想的教学效果。

二、系统整体设计结构

电子教案系统总体上被分为两大部分，一个是电子教案的编辑器部分，另一个是电子教案的内容前台展示部分（播放器功能）。编辑器部分的界面设计要力求简洁明了，逻辑结构清晰。播放器部分是教师上课时用来展示教学内容的程序，它包括导航部分、内容展示部分、以及电子白板。系统的功能需求主要集中在图文混排、多媒体支持、用户交互、编辑和修改、文字批注和电子排版等功能。

系统总体上采用由电子教案编辑器和播放器两部分组成，电子教案编辑器在完成电子教案内容的制作后导出素材内容，打开播放器播放电子教案。

编辑器主要是为电子教案的制作人员提供添加和修改课程电子教案内容的功能。编辑器部分包括电子教案文件处理部分，电子教案逻辑的设计，具体的每个页面内容的添加和页面相关属性的设置。其中文件处理部分对电子教案进行新建、打开、保存；逻辑结构对电子教案内容之间的逻辑结构进行安排，使其符合电子教案整体的结构或教师教学的具体要求；页面内容的添加负责在页面中添加具体的教学内容素材，如图片、文本、音频、视频等；页面相关属性的设置对页面背景颜色和背景图片的添加和修改，对页面切换效果的设置。另外还有具体的媒体素材的风格设计，同时还提供备课时添加批注的功能。播放器通主要负责对编辑器生成的电子教案素材文件的展示，供教师上课使用。播放器的交互设计和 PPT 类似，保持了 PPT 的一些版面设计风格和快捷键操作等。另外播放器提供弹出式导航栏，方便教师上课时的导航操作，每种素材对象都有自己特定的交互方式。编辑器打包把播放器和电子教案素材内容放在一起，播放器在打开时会调用同级同名文件夹里的 XML 文件和素材文件。

三、主要模块实现

1、电子教案文件操作模块

该模块在设计时把电子教案文件作为一个整体内容来进行新建、打开和保存。新建电子教案时对原有已打开电子教案的处理，如果用户对已打开电子教案做了修改，但是未保存，会提示用户先保存，然后再新建电子教案文件。

作为该系统的重要模块之一，内容结构编辑模块的设计要方便用户对电子教案文件的逻辑结构进行编辑和修改。本系统采用树的数据结构来标示电子教案的内容结构，不仅结构清晰，而且操作方便，符合一般用户的习惯。

该树形结构的节点可以拖动以调整节点的位置，在节点上单击右键会弹出右键菜单，包括对节点的添加、复制、粘贴、删除和修改等操作。

四、总结

《计算机软件基础》电子教案设计和开发的过程中，不仅使电子教案结合了桌面应用良好的用户体验与网络课件轻松部署，带给用户更好的交互体验。该系统实现了电子教案对网络的支持，提高了教案的可重用性和可扩展性。本系统结构在细节上还有部分可以改进和提高的地方。比如系统定义的各种资源素材 XML 表示文档没有遵循 Scorm 技术标准，给以后电子教案素材内容网络复用带来不便。

参考文献

[1] 孙颖. Flash ActionScript 3 殿堂之路[M].北京：电子工业出版社.2003.

机器人教案篇5

1.精心选取教学载体

用于引入教学情境的教学载体应具备三方面功用：一是明确学习内容，激发学习兴趣；二是引发学生对机器人与人类生活联系的思考；三是打开学生创造的思维。

在教学中，我们发现对同龄人的优秀作品，学生最感兴趣，而大师级的优秀作品，对拓展学生的创造思路和提升作品的质量最有裨益。需要强调的是，作为教学引入的情境，必须与学生的生活相关，即来自真实的情境，这样才能在最短的时间内唤起学生的共情，激发学生的社会责任感，让学生愿意专注于所学的内容。例如，智能垃圾分类收集、五水共治等机器人项目能够引发学生对利用智能机器人开展环境保护与治理的设想；汽车总动员、智能快递等项目能够让学生畅想未来无人驾驶高智能交通工具给生活带来的美好与便利；等等。这些环节是为学生种下类似“友善的超人工智能价值观”的情怀的合适时机。

引入新课之后，教师呈现的第二份教学载体是本课学生需要完成的任务。机器人教学中交给学生完成的任务应当是开放性的，每位学生都可以拥有自己的想法和解决问题的方法。例如，让学生设计一个让机器人对垃圾进行分类收集的方案，学生有的想把所有的垃圾收集到回收站再逐一分类，有的则想让机器人将垃圾一边进行分类，一边收集。又如，机器人巡线行走，学生可以根据地图环境自行选择距离传感器、灰度传感器、指南针等配件设计单边或双边巡线的程序算法。像这样开放性的任务，有利于保持学生思维的灵活与开阔。

2.精心运用教学语言

学生思想的高度、深度与开阔程度，取决于教师对学生的期许以及教师个人的审美，而教师对学生的期许以及教师个人的审美往往通过教学语言来达成，因此，教师在情境导向中一定要重视教学语言的提炼，以便让学生在简洁易懂、温暖美好、开阔畅达的语境中学习。特别是在创作引导上，教学语言的指引尤为重要，学生学习的信心及创造性思维的灵活度将由此生发。

例如，在教学《机器人走迷宫》时，我们这样引入新课：“同学们，今天我们将设计一款机器人，帮助视力残疾人士方便而安全地在室内行走。”接着指引学生思考：“想象一下，假设教室未摆放桌椅，蒙上眼睛，你能从前门准确地走到后门吗？”在问题的导引下，学生很快由生活常识用手摸着墙壁行走得出利用红外距离传感器引导机器人贴着墙壁走的策略。教师接着问：“再想想，一只手摸着墙壁走，有没有可能撞上墙壁？另一只手能否也来辅助？来，比一比如何辅助。”教师拓展性的问题带来的结果是学生主动进阶思考当出现90度拐角时，如何用正前方避障法防止机器人“碰壁”。当师生的对话催生出学生解决问题的策略后，教师提出期望：“技术与智慧的结合能让我们做许多有意义的事情。老师希望同学们能在今天所掌握的知识的基础上，设计出能识别更复杂环境的机器人，让机器人在室外也能为视力残疾人士导航。”

获取知识

学生明确学习任务后，接下来要做的事情就是对自己的知识结构进行分析，已经掌握的知识与技能是否能解决问题，如果不能，是听老师讲解还是与伙伴进行研讨以获取问题解决所需的知识与技能。这个环节教师要准备好多种学习资源，以支撑学生的自主建构。对于学生自己摸索耗时较多的知识点，教师应作适当的讲解。对部分掌握知识点较迟缓的学生，教师可以提供微课、文档等资源供学生自主学习。对少数自主学习有困难的学生，教师可通过同伴互助或亲自指导的方式，让学生能掌握解决问题应具备的知识与技能。

例如，讲授《认识机器人的感觉器官――传感器》一课时，可以让学生将亮度传感器置于手电筒光源下、室内、室外等光线强度不同的环境中，记录返回的数值范围，掌握改变外部环境因素检测传感器的通用方法。然后提供微课资源，让学生分组自行探究学习灰度、距离、声音、指南针等传感器的使用。最后各组汇报交流实验结果。

在习得新的知识与技能之后，教师应引导学生思考问题解决的策略，分析其中隐含着的思想方法。如在“九宫乐园”项目的学习中，教师可引导学生通过体味优秀范例程序或自主尝试，小组讨论得出其中所隐藏的策略，让学生总结出“快、稳、准”三种程序设计策略：巡线和灭火求“快”，否则时间可能不够；伐木环节应“稳”，此区域线路细且模糊，稳定是关键，速度是其次；计数辨路环节贵在“准”，用好碰撞侦测准确计数是辨路的前提。在机器人学习过程中，策略既是智慧的外显，又是经验的整合；既强调实现目标方法的多元，又强调能根据实际情况灵活调整行动方案。因此，教师应重视培养学生掌握解决问题的策略。

学生在形成解决问题的初步策略的同时，还要判断自己所拥有的资源是否满足创作需求。若未满足，继续寻找；若已经满足，则可以进入机器人制作与程序设计的创作阶段。

探究创作

在探究创作阶段，学生的主要行动是规划问题解决方案和实施方案解决问题。规划问题解决方案是承上启下的，学生在自主规划问题解决方案前，对问题大抵已经有了应对的策略，当下要做的就是将思想策略转化为可落实的方案并运用所学的知识与技能将其实现。如前文提到九宫乐园计数辨路策略的实现，如果学生习惯性用碰撞感应器进行简单碰撞记录，他们将会遇到出现障碍物被撞开前有多次碰撞记录的情况，必须从替换其他传感器或程序算法修改的角度去完善。这是一个将想法变成现实的创造过程，学生在这一过程中将得到多方面的锻炼。

在学生努力实现方案时，教师应特别关注学生面对困难的情绪、与同伴合作的融洽程度以及创新度。这是因为在机器人的学习过程中问题总是层出不穷，这些问题可能出现在程序设计过程中，也可能出现在调试过程中。调试过程中的问题往往在学生的意料之外，因为机器人对周围环境的要求较高，光、磁场、场地的平滑度等都会影响机器人的行为，学生必须自己耐心地找出问题的所在，然后再想办法来应对。这个过程需要不断修改机器人程序的参数，然后实验……这样的调试过程常常要重复几十到几百次。一直重复同一件事情难免会产生负面情绪，如厌倦、烦躁、抱怨等。这时，教师及时的鼓励与点拨非常重要。学生只要多经历几次这样的柳暗花明，直面困难与挑战的信心就会增加，而这种品质是可以直接迁移到其他学科的学习和生活中去的。

另外，在学习机器人的过程中，同伴的合作尤为重要，许多机器人项目都是需要两人或两人以上合作完成的，在合作的过程中，互帮互学、共同成长。对于大部分是独生子女的学生而言，合作并非易事，大部分学生需要许多次磨合才能达到融洽。在学生合作的过程中，教师要用心感受学生情绪的变化，在学生各执己见矛盾激化时，要引导学生用包容的心态去审视对方的想法，学会吸纳对方的长处，从而形成更有利于解决问题的方案。

富有创新精神的学生，其解决问题的方案自有特别之处，但学生自己可能并不知道。在学生实施方案解决问题时，教师要及时发现方案的优势，通过点评或点赞的方式，让学生感受到创新的价值，从而让创新成为学生的自觉追求。

分享反思

问题得到解决，方案尘埃落定，接下来学生要做的事情是分享学习成果，接受同伴及教师评价，并根据评价反思、优化作品。

机器人教案篇6

1.传感器的案例教学

传感器作为一门理论性和实践性都很强的课程，最重要的特点就是学以致用，将书本内容与生活实际联系起来，不仅有益于学生理解和掌握书本知识，更能够很好地提高学生的学习兴趣，兴趣是最好的老师，从而起到事半功倍的效果。因此，在传感器的教学中引入案例教学是十分必要的。

案例教W法是一种以案例为基础的教学法。它必须在学生掌握了必要的理论知识的基础上进行，只有这样学生才能更深刻地领会案例，达到客观分析、准确判断的效果。教师在进行了一定的知识传授之后，再引用一些较为经典的案例进行分析研究，从而解释传感器工作的原理，使学生能够更好更快的吸收传感器的知识，将传感器理论与生活实际联系起来。

案例教学的实施效果好坏还取决于案例的选用，因此就要求教师要在透彻地掌握教学内容的基础上，根据以往教学经验，选取与教学内容密切相关，能够很好地实现教学目的的恰当案例。例如，在进行图像传感器教学的过程中，就可以在讲解了图像传感器的原理之后，对生活中常见的平板电脑、手机及数码相机等进行深入剖析，根据本章的知识向学生阐述这些数码产品的工作原理，为什么拍出来的相片有色差，为什么不同的数码产品拍出的相片清晰度不同，以及在数码产品的选购当中应该考虑的参数，性价比等等。当然，在案例教学过程中，教师也要适当地引导学生进行思考，多与学生互动，激发学生的学习热情，调动起课堂气氛。

2.传感器启发式教学的重要性

传感器不仅是一门实践性和应用性都很强的学科，也是一门设计性很强的学科，随着科技的发展，人们对传感器的要求也越来越高，更高的精确度，更好的线性度，更宽的测量范围等都是我们一直追求的目标，因此，对创新型人才的培养要求也就更高。所以，在对学生的传感器教学当中，不能只满足于学生能够了解传感器的基本工作原理，也要激励学生设计更新型的传感器。这就要求教师在授课过程中尽可能地对学生进行启发式教学。例如在案例教学中，教师不仅应该与学生一起对案例进行分析，还应该引导学生独立思考，独立分析问题，举一反三，将知识活学活用。鼓励学生互相讨论传感器相关案例，可使学生们的不同思维得到碰撞，从而收获更多的知识。

授之于鱼，不如授之于渔，书本中关于传感器的内容还是有限，作为教师不仅要帮助学生掌握书本知识，更要以开阔学生的思维，提高学生的学习能力为教学目标。以温度传感器为例，书本上介绍了热电偶、金属热电阻、热敏电阻、集成温度传感器等，在讲解这些传感器的工作原理之余，可以引导和鼓励学生自己设计一个具有特定量程、精度及灵敏度等的温度传感器，并根据学生的表现纳入最终的成绩考评当中。

3.传感器实践教学的改革

可以将“传感器技术与应用”课程放在实验室进行授课，在实验室配备多媒体授课系统，在授课当中引入多媒体教学，将一些元器件的封装图、参考电路图，应用实例等通过多媒体进行演示，增加理论教学的生动性和直观性。同时在实验室中配备与教学内容相符的传感器实物，将实物对应多媒体课件中的各种应用实例，结合一些简单的实验进行讲解，这样，学生很快就能接受。

此外，可以在本门课程中加入课程设计环节，结合课程内容，由老师给学生下发课程设计题目，或者由学生根据自己的兴趣选择题目。在理论教学中，让学生带着自己的课设去学习，遇到不懂得可以跟老师和同学探讨，也可以自己查阅资料或到实验室进行实验验证，自己焊接电路板并调试，做出自己的作品。这样，使实践充分地融入到理论当中，真正提高学生的学习水平和实践能力。

4.传感器教学中应注意的问题

4.1 要正确处理理论教学和实践教学的关系

“传感器技术与应用”是一门理论性和实践性都很强的学科，在教学过程中不应一味地注重理论教学，也不能一味地注重实践教学，应该把理论和实践放在同等重要的地位，通过互相配合，合理分配达到相辅相成的良好教学效果。

4.2 在教学中应根据学生个体差异进行差异化教学

术业有专攻，对那些基础较好，思维能力较强的及对传感器比较有兴趣的学生可以进行更深入的引导，鼓励他们在学习之余自己设计制作一些简单的传感器；而对于基础较弱，在传感器学科上学习比较吃力的学生可以适当放宽要求，将教学重点放在学习兴趣的培养上。

4.3 应根据传感器课程的特殊性建立创新型考评体系

在以往的考评体系中，通常将卷面成绩作为最终考评的一个重点依据，作为检验学生该门课程学习好坏的标准，这使得学生树立起一个错误的学习观，将更多的精力放在解题甚至背知识点上，而忽略了实践与应用的重要性，因此，今后在对传感器课程的考评中，教师可以将考评重点向实践与应用创新方面适当倾斜，将实验成绩、课程设计，自主创新等纳入考评范畴，增加学生的创新意识，从主观上改善教学效果。

5.结束语

总之，“传感器技术与应用”课程教学还在不断地发展与完善之中，随着广大教师在教学中的不断总结和创新，实现理论和实践的统一，帮助学生发散思维、学以致用、培养创新型、应用型人才的愿望终会达成。

参考文献：

机器人教案篇7

2人工智能课程教学案例的详细设计

在教学案例具体设计时应包括章节、知识重点、知识难点、案例名称、案例内容、案例分析过程、案例教学手段、思考/讨论内容等案例规范，分别从以下单一案例、一题多解案例和综合应用案例3种情况进行讨论。

2.1单一案例设计以人工智能课程中神经网络课堂教学内容为例，介绍基于知识点的单一案例的设计。神经网络在模式识别、图像处理、组合优化、自动控制、信息处理和机器人学等领域具有广泛的应用，是人工智能课程的主要内容之一。教学内容主要包括介绍人工神经网络的由来、特性、结构、模型和算法，以及神经网络的表示和推理。这些内容是神经网络的基础知识。其重点在于人工神经网络的结构、模型和算法。难点是人工神经网络的结构和算法。从教学要求上，通过对该章节内容的学习，使学生掌握人工神经网络的结构、模型和算法，了解人工神经网络的由来和特性，一般性地了解神经网络的表示和推理方法。采用课件PPT和演示手段，由简单到复杂，在学生掌握人工神经网络的基本原理和方法之后，再讲解反向传播BP算法，然后运用“手写体如何识别”案例，引导学生学习理解人工神经网络的核心思想及其应用方法。从国外教材中整理和设计该案例，同时应包括以下规范内容。章节：神经网络。知识重点：神经网络。知识难点：人工神经网络的结构、表示、学习算法和推理。案例名称：手写体如何识别。案例内容：用训练样本集训练一个神经网络使其推广到先前训练所得结果，正确分类先前未见过的数据。案例分析过程：①训练数字识别神经网络的样本位图；②反向传播BP算法；③神经网络的表示；④使用误差反向传播算法训练的神经网络的泛化能力；⑤一个神经网络训练完毕后，将网络中的权值保存起来供实际应用。案例教学手段：手写体识别的神经网络演示。思考/讨论内容：①训练改进与权值调整改进；②过学习/过拟合现象，即在一个数据集上训练时间过长，导致网络过拟合于训练数据，对未出现过的新数据没有推广性。

2.2一题多解案例设计一题多解案例有助于学生把相关知识点联系起来，形成相互关联的知识网络。以人工智能课程中知识及其表示教学内容为例，介绍一题多解案例的设计。知识及其表示是人工智能课程三大内容（知识表示、知识推理、知识应用）之一。教学内容主要包括知识表示的各种方法。其重点在于状态空间、问题归约、谓词逻辑、语义网络等知识表示方法。难点是知识表示方法的区别及其应用。从教学要求上，通过对该章节内容的学习，使学生掌握利用状态空间法、问题归约法、谓词演算法、语义网络法来描述和解决应用问题，重点掌握几种主要知识表示方法之间的差别，并对如何选择知识表示方法有一般性的了解。通过讲解和讨论“猴子和香蕉问题”案例，来表示抽象概念。该案例从国内外教材中进行整理和设计，同时包括以下规范内容。章节：知识及其表示。知识重点：状态空间法、问题归约法、谓词逻辑法、语义网络法等。知识难点：知识表示方法的区别及其应用。案例名称：分别用状态空间表示法与谓词逻辑法表示猴子和香蕉问题。案例内容：房间内有一只机器猴、一个箱子和一束香蕉。香蕉挂在天花板下方，但猴子的高度不足以碰到它。猴子如何摘到香蕉？如何采用多种知识表示方法表示和求解该问题？案例分析过程：①状态空间法的解题过程。用n元表列表示该问题的状态；定义问题的操作算符；定义初始状态变换为目标状态的操作序列；画出该问题的状态空间图。②谓词逻辑法的解题过程。定义问题的常量；定义问题的谓词；根据问题描述用谓词公式表示问题的初始状态、中间状态和目标状态。案例教学手段：猴子和香蕉问题的演示。思考/讨论内容：①选择知识表示方法时，应考虑哪些主要因素？②如何综合运用多种知识表示方法获得最有效的问题解决方案?

2.3综合应用案例设计与单一案例、一题多解案例相比，综合应用案例能更加有效地启发学生全方位地思考和探索问题的解决方法。以机器人行动规划模拟为例，介绍人工智能综合应用案例的设计，该案例包括以下规范内容。章节：人工智能综合应用。知识重点：人工智能的研究方向和应用领域。知识难点：人工智能的技术集成。案例名称：机器人行动规划模拟。案例内容：综合应用行为规划、知识表示方法、机器人学、神经网络、人工智能语言等多种人工智能技术与方法，对机器人行动规划问题进行描述和可视化。案例分析过程：①机器人行为规划问题求解。采用状态归约法与分层规划技术，将机器人须完成的总任务分解为若干依序排列的子任务；依据任务进程，确定若干关键性的中间状态，将状态对应为进程子规划的目标；确定规划的执行与操作控制，以及机器人过程控制与环境约束。②基于谓词逻辑表示的机器人行为规划设计。定义表达状态的谓词逻辑；用谓词逻辑描述问题的初始状态、问题的目标状态以及机器人行动规划过程的中间状态；定义操作的约束条件和行为动作。③机器人控制系统。定义机器人平台的控制体系结构，包括反应式控制、包容结构以及其他控制系统等。④基于神经网络的模式识别。采用神经网络方法以及BP算法对桌面茶壶、杯子等物体进行识别，提取物体图形特征。⑤机器人程序设计语言。运用人工智能语言实现机器人行动规划行为的可视化。案例教学手段：机器人行动规划的模拟演示。思考/讨论内容：人工智能将会怎样发展？应该在哪些方面进一步开展研究？

3案例教学环节和过程的具体实施细节

人工智能案例教学的实施面向笔者所在学院软件工程专业三年级本科生展开。具体实施细节如下。（1）教学内容的先进性、实用性和前沿性。引进和整合国外著名人工智能教材内容，保证课程内容具有先进性。同时将前沿人工智能的研究成果与技术有机地融入课程案例教学之中。（2）案例教学的创新教学模式。在教师的引导下，将案例中涉及的人工智能内容推广到对人工智能的一般性认识。案例的教学过程，成为认识人工智能、初步运用人工智能的理论与方法分析和解决实际应用问题的过程，使学生具备运用人工智能知识解决实际问题的意识和初步能力。在课程教学中，打破国内常规教学方式，建立和实施开放式案例教学模式。采用动画课件、录像教学、实物演示、网络教学等多种多媒体教学手段，以及集中讲授与专题讨论相结合的教学方式将理论、方法、技术、算法以及实现有机结合，感性认识与理性认识相结合，理论与实际相结合，极大地激发学生自主和创新性学习的热情。（3）“课堂教学—实践活动—现实应用”的有机融合。在案例教学过程中，从传统教学观以学会为中心转化为创新应用型教学观以创新为中心，以及从传统教学的以课堂教学为中心转化为以课堂教学与实践活动并重为中心，构造具体问题场景以及设计教学案例在情境中的现实应用，加深学生对教学内容的理解，同时提高学生的思考能力和实际综合应用能力。

机器人教案篇8

基于上述思路，我们从2009年上半年开始，以2007级医疗器械制造与维护专业的96名学生为对象，进行了《医用电子仪器》课程改革。

“以现象为导向，常见

故障为中心”案例教学法的实施

（一）案例的内容

我们结合教材与实验室仪器情况，收集医用电子仪器故障现象和解决方法，建立维修案例库，主要内容包括：（1）根据课程基本内容及重点难点，突出仪器故障现象，引导学生思考。（2）精选仪器维修案例，精讲并供学生讨论分析。（3）附上练习题，作为学生作业题。

（二）实施步骤

1.学生自学。课前先让学生自学讲义，然后在仪器故障的引导下，自学教材，目的是让学生掌握仪器原理、构造的基本知识。

2.教师精讲。在学生自学基础上，教师从课程标准出发，围绕教材章节的主要内容讲授重点、难点，以仪器故障现象为导向，对仪器常见故障进行详细分析。要求教师对仪器的原理、结构、故障现象及故障解决方法等非常精通，能够随时解决学生自学过程中产生的疑问。

3.布置案例作业。以仪器常见故障为问题，要求学生以小组为单位，课后对教师精讲的内容进行总结归纳，进行小组讨论，最后在班上作幻灯片演说，内容包括仪器故障现象、分析思路、解决方法以及体会。

4.教师总结。讲评案例作业，对学生维修思路和解决方法进行评价，总结仪器维修要点和技巧，给每个小组评分。其他小组听讲，提出问题，发表意见，给出评价分数。最后，由教师所评分数、其他小组所评分数及组内互评分数作为小组案例作业的成绩。

（三）实施对象

选择2007级医疗器械制造与维护班共96人作为实验对象，把《医用电子仪器》教学分为两个部分：第一部分是脑电图机、电子血压计等，采用传统讲授教学方法；第二部分是心电图机、监护仪等，采用“以现象为导向，常见故障为中心”案例教学法。

（四）评价方法

由两部分组成，用课堂测验和期末考试两种方式进行考试评价，其中，期末考试分别按两种教学方法出两道大题，各为10分，观察学生答题情况，同时分别采用统计软件spss13.0分析。学生、学院共同监督课堂授课质量，综合评价教学质量。

结果

（一）测验和期末考试成绩分析

实验结果显示，“以现象为导向，常见故障为中心”案例教学法调动了学生学习的积极性，拓展了学生的学习思维，提高了学生的学习效果（p <0.001），见表1：

（二）问卷调查

对2007级医疗器械制造与维护班发放学习效果调查问卷96份，回收95份。有86人对案例教学法持肯定态度，认为该方法比传统教学方法更有吸引力，这部分学生占总数的90.5%。有84人认为该方法提供了自学空间，提高了自学能力，这部分学生占88.4%。有88人认为增强了学习自信心，拓展了维修思维，有助于就业，这部分学生占92.6%。认为案例教学法没有效果，没有提高自己能力的学生有5人，占5%。

（三）督导评价

在进行案例教学过程中，学院督导组专家多次进行现场观摩，得出结论：此教学方法注重师生互动和学生互动，能够引导学生思考和自主学习，通过与教师讲授相结合，对真实的维修案例进行分析，按照岗位工作要求考核学生，学生动手实操技能得到了提高，取得了良好的教学效果。

（四）追踪调查

对正在维修岗位实习的2007级医疗器械制造与维护班60名学生进行调查，认为案例教学法讲授内容记忆深刻，对提高自己医用电子维修的实际技能有帮助，应该继续开展，甚至推广到其他学科的学生有56人，占总数的93%。

讨论

（一）案例教学法的教学优势

“以现象为导向，常见故障为中心”案例教学法的初步实践表明，它有以下优点：（1）使学生将被动式、接受式学习变为主动式、探索式学习，变“要我学”为“我要学”，能提高学生学习兴趣，充分调动学生主动学习的积极性，养成自主学习的能力。（2）通过以现象为导向，联系常见仪器故障分析讨论，启发学生自主思考，有利于培养学生建立更快、更高、更新的学习方法和目标，它既有一定的让学生自学的自由性，又有作业的限制性，能做到既活跃课堂气氛，又拓展学生的思维，培养学生独立思考和团队合作能力。（3）学生完成案例后，有一定的满足感和自豪感，增强了学习信心，培养了专业兴趣，提高了学习热情。布置不同小组学习不同案例，可避免互相抄袭现象，这是传统作业难以做到的。另外，小组现场汇报案例作业，锻炼了小组成员的幻灯整理、语言表达能力，培养了其他小组成员对他人劳动成果的评估能力。

（二）实施案例教学法需要注意的几个问题

在实施案例教学法时，需要注意以下几个方面的问题：（1）结合实验室仪器，个别故障需要人为设定，讲义的编写要具有引导性。（2）实验室要经常开放，方便学生课后做实验。（3）案例汇报占用时间较多，教与学进度普遍紧张，有时需要用到课后时间。（4）为防止个别学生偷懒，需要在小组中选定能力够强的组长，带动学习兴趣较低、能力较低、自律性不足者，以组间同学互评、组内同学互评作为激励方式。

机器人教案篇9

基于上述思路，我们从2009年上半年开始，以2007级医疗器械制造与维护专业的96名学生为对象，进行了《医用电子仪器》课程改革。

“以现象为导向，常见

故障为中心”案例教学法的实施

（一）案例的内容

我们结合教材与实验室仪器情况，收集医用电子仪器故障现象和解决方法，建立维修案例库，主要内容包括：（1）根据课程基本内容及重点难点，突出仪器故障现象，引导学生思考。（2）精选仪器维修案例，精讲并供学生讨论分析。（3）附上练习题，作为学生作业题。

（二）实施步骤

1.学生自学。课前先让学生自学讲义，然后在仪器故障的引导下，自学教材，目的是让学生掌握仪器原理、构造的基本知识。

2.教师精讲。在学生自学基础上，教师从课程标准出发，围绕教材章节的主要内容讲授重点、难点，以仪器故障现象为导向，对仪器常见故障进行详细分析。要求教师对仪器的原理、结构、故障现象及故障解决方法等非常精通，能够随时解决学生自学过程中产生的疑问。

3.布置案例作业。以仪器常见故障为问题，要求学生以小组为单位，课后对教师精讲的内容进行总结归纳，进行小组讨论，最后在班上作幻灯片演说，内容包括仪器故障现象、分析思路、解决方法以及体会。

4.教师总结。讲评案例作业，对学生维修思路和解决方法进行评价，总结仪器维修要点和技巧，给每个小组评分。其他小组听讲，提出问题，发表意见，给出评价分数。最后，由教师所评分数、其他小组所评分数及组内互评分数作为小组案例作业的成绩。

（三）实施对象

选择2007级医疗器械制造与维护班共96人作为实验对象，把《医用电子仪器》教学分为两个部分：第一部分是脑电图机、电子血压计等，采用传统讲授教学方法；第二部分是心电图机、监护仪等，采用“以现象为导向，常见故障为中心”案例教学法。

（四）评价方法

由两部分组成，用课堂测验和期末考试两种方式进行考试评价，其中，期末考试分别按两种教学方法出两道大题，各为10分，观察学生答题情况，同时分别采用统计软件spss13.0分析。学生、学院共同监督课堂授课质量，综合评价教学质量。

结果

（一）测验和期末考试成绩分析

实验结果显示，“以现象为导向，常见故障为中心”案例教学法调动了学生学习的积极性，拓展了学生的学习思维，提高了学生的学习效果（p <0.001），见表1：

（二）问卷调查

对2007级医疗器械制造与维护班发放学习效果调查问卷96份，回收95份。有86人对案例教学法持肯定态度，认为该方法比传统教学方法更有吸引力，这部分学生占总数的90.5%。有84人认为该方法提供了自学空间，提高了自学能力，这部分学生占88.4%。有88人认为增强了学习自信心，拓展了维修思维，有助于就业，这部分学生占92.6%。认为案例教学法没有效果，没有提高自己能力的学生有5人，占5%。

（三）督导评价

在进行案例教学过程中，学院督导组专家多次进行现场观摩，得出结论：此教学方法注重师生互动和学生互动，能够引导学生思考和自主学习，通过与教师讲授相结合，对真实的维修案例进行分析，按照岗位工作要求考核学生，学生动手实操技能得到了提高，取得了良好的教学效果。

（四）追踪调查

对正在维修岗位实习的2007级医疗器械制造与维护班60名学生进行调查，认为案例教学法讲授内容记忆深刻，对提高自己医用电子维修的实际技能有帮助，应该继续开展，甚至推广到其他学科的学生有56人，占总数的93%。

讨论

（一）案例教学法的教学优势

“以现象为导向，常见故障为中心”案例教学法的初步实践表明，它有以下优点：（1）使学生将被动式、接受式学习变为主动式、探索式学习，变“要我学”为“我要学”，能提高学生学习兴趣，充分调动学生主动学习的积极性，养成自主学习的能力。（2）通过以现象为导向，联系常见仪器故障分析讨论，启发学生自主思考，有利于培养学生建立更快、更高、更新的学习方法和目标，它既有一定的让学生自学的自由性，又有作业的限制性，能做到既活跃课堂气氛，又拓展学生的思维，培养学生独立思考和团队合作能力。（3）学生完成案例后，有一定的满足感和自豪感，增强了学习信心，培养了专业兴趣，提高了学习热情。布置不同小组学习不同案例，可避免互相抄袭现象，这是传统作业难以做到的。另外，小组现场汇报案例作业，锻炼了小组成员的幻灯整理、语言表达能力，培养了其他小组成员对他人劳动成果的评估能力。

（二）实施案例教学法需要注意的几个问题

在实施案例教学法时，需要注意以下几个方面的问题：（1）结合实验室仪器，个别故障需要人为设定，讲义的编写要具有引导性。（2）实验室要经常开放，方便学生课后做实验。（3）案例汇报占用时间较多，教与学进度普遍紧张，有时需要用到课后时间。（4）为防止个别学生偷懒，需要在小组中选定能力够强的组长，带动学习兴趣较低、能力较低、自律性不足者，以组间同学互评、组内同学互评作为激励方式。

机器人教案篇10

一、以教材为骨架，以机器人为内核，编写理论型的通用技术校本教材

综合通用技术必修课程技术与设计(1和2)的目录架构，笔者尝试对教材进行二次开发。其中在教材《技术与设计l》主要融入“简易机器人”理论与实践案例《技术与设计2》主要融入“AS，MII智能机器人”改装与操控案例。

在严格参照国家课程标准和省定教材的基础上，保留主要的理论条目，替换教材的案例为机器人相关知识。即从机器人理论入手，引入动手制作型的简易机器人和竞技操作调试型的智能机器人，以便学生在“技术与设计”理念的指导下动手制作、动手操作，充分体现通用技术学科的内涵，防止进入传统的理论教学误区。

1.《技术与设计1》教材处理

《技术与设计1》共有8个章节，它们分别是：第一章《走进技术世界》、第二章《技术世界中的设计》、第三章《设计过程原则及评价》、第四章《发现与明确问题》、第五章《方案的构思及其方法》、第六章《设计图样的绘制》、第七章《模型或原则的制作》和第八章《技术产品的使用和保养》。

通过3年的教学实践，笔者对《技术与设计1》各章节内容进行调整，最终形成4个模块，每个模块都是后续模块的前奏，它们互相支持，形成一条完整的学习链。具体处理如下：

模块一：技术世界与设计

第一和第二章压缩成“技术世界与设计”，还融合了部分设计的理论在里面。该模块用“机器人的发展史”“机器人应用与开发”等内容替代了原来的《走进技术世界》《技术世界中的设计》两章内容。

本模块内容的教学目标主要是引导学生从机器人的世界初步认识技术与设计的相关知识。

模块二：设计的一般过程

第三章、第四章、第五章、第六章和第七章是设计一般过程的具体展开。原教材中把设计的一般过程分解成5个章节，内容虽然连贯，但缺少实际操作案例，故可压缩成“设计的一般过程”一个模块，并分为5个小单元，分别是：发现与明确问题、制定设计方案、制作模型或原型、测试评估与优化和产品的使用和维护。该模块以简易机器人的设计与竞技为主干内容，配上电子技术的一般知识介绍与制作。在本模块的教学实践中，简易机器人的制作竞技环节及其设计图样的绘制非常重要，需要学生制作和调试简易机器人。通过制作和调试，还能培养发现问题与解决问题的实际能力，达到锻炼动手能力和理论结合实际的应用能力的目的。

本模块用简易机器人作为案例后，原来的教学内容融入了充实的实践操作，并且有了竞技环节，学生学习的积极性与主动性都得到了很大的提高。

模块三：创新设计与研究性学习

为了凸显技术设计中模型或原型制作的要求，培养学生的创新设计能力，我们在校本教材中安排了这一模块，本模块是“模块二”中“制作模型和原型”的深化与提高。

本模块的教学目标主要有：培养学生“金工”“木工”等电子制作的技术能力。具体的学习案例有：

(1)要求学生制作一个简易机器人电路板，并进行相应的研究性学习资料的整理；

(2)要求学生制作一个“简易自动晒盐机”，并进行“盐的研究性学习”资料整理等。笔者希望通过对此类案例的学习，激发学生的“制作欲”和“创新欲”。

模块四：技术产品的使用和保养

本模块内容基本来源于原教材，但要强化学生识读说明书、产品技术参数的能力，让学生从校园中寻求具体的学习案例，结合家庭生活用具，形成一份个人学习报告。

本模块的教学目标主要有：培养学生评估产品综合性能和用好说明书的能力。

2.《技术与设计2》教材处理

《技术与设计2》共有4个章节，它们分别是：　《结构与设计》《流程与设计》《系统与设计》《控制与设计》。

本书4个模块独立性强、内容精练，所以校本教材的处理方向是在4个模块中分别融入机器人的相关知识，重点是融入智能机器人案例。我校的智能机器人采用上海伙伴AS.MII型和杭州纳英特机器人2种，结合原来的4个章节，形成了4个新的教学模块。

模块五：结构与设计

以近几年中央电教馆主办的机器人竞赛为纲，对我校的智能机器人进行改装，并在改装的过程中学习常见的结构和结构设计的知识。

模块六：流程与设计

本模拟教学内容主要融合“智能机器人”的程序设计，用“流程式”的程序模块来完成相应的教学内容。

模块七：系统与设计

本模块教学内容与模块六承前启后，关联性强。在完成模块六教学后，我们把课堂教学搬到智能机器人实验室，通过教学比赛来调整相应的设计与系统分析。

模块八：控制与设计

本模块教学类似模块七，但在实际教学过程中会引入大量传感器教学，充分提升控制系统的技术内涵。

二、以“六维度”为纲领，建立实践型的通用技术校本教材实践项目

使用校本教材的目的是辅助国家标准教材，更加有效地培养学生的技术设计能力。目前，国内各省通用技术科目的评价方式只有“理论会考”一种，该方式对学生实际动手能力的评价效度较低。为了充分体现通用技术课程的“技术味”，并结合校本教材的机器人内容，我们可以根据通用技术实践项目的“六维度”指标，挑选4个必做实践项目，作为校本教材的有力补充。所谓的“六维度”，即价格维度、时间维度、评价维度、生活维度、理论维度和发展维度。用“六维度”评价指标设计的通用技术实践项目具有较高的经济性、可操作

性、可评价性。践操作项目遵循“六维度”指标：6个项目趣味性强、可操作性好、可评价性佳，器材可重复使用，学生费用投入低。

三、以“三化标准”为标杆，制订通用技术校本教材的评价标准

目前，浙江省通用技术学科评价方式主要有两种：省通用技术理论会考和省电子学籍管理系统通用技术综合测评标准，其中电子学籍管理系统通用技术综合测评。

从历年实际会考及图中的综合测评内容中我们发现，上述两种评价方式都比较理论化，技术味“被淡化”。为了体现通用技术的“技术”与“设计”中内涵的“技术含量”，淡化传统的“理论含量”，校本课程的评价方案制定可适当考虑“三化标准”，即：技术评定等级化、技术标准规范化、技术操作阶段化。以“三化标准”制定相应的通用技术实践操作评价标准，有利于消除传统评价“貌似精确、实则模糊”的分数评价机制，有助于形成规范的评价标准。

1.技术评定等级化

通用技术实践操作项目的考核适用“等级”评价机制。如学生在参加简易机器人制作及竞技比赛时，可以对完成作品的学生根据学生间的竞技成绩进行A，B，C，D，E五等量化，其中A，B，C，D，E的划分比例可以按照每个学校的实际自行制定。如我校把参加该项目的学生按如下比例分配：A等30％，B等30％，c等20％，能完成作品并进行现场竞技的学生都为D等，不能完成作品的学生划分为E等。这样的评价方法有利于消除过多的人为因素。

在实际操作中，技术类科目的操作评价不适合单纯的打分，如目前各省市区举行的各类师生现场比赛，评委虽然会打出具体的分数，但实际上各评委所给分数的依据是自己“个人的喜好”和“个人主观的评判”。

2.技术标准规范化

带有指导意味的技术操作标准需要细节化、规范化。如在制定金工钻孔工艺的操作规范时，我们需要对整个操作过程的各个技术规范进行细节量化，并制定相应的规则。事实证明，在技术操作过程中，不按规范操作往往会引发各类安全事故，产品质量也会出现较大的波动。如2011年初韩国的动车事故，原因只是检修时未按规范拧紧某个部件中的螺丝。

另外，在智能机器人传感器和各机械部件的选择时，我们必须选用符合规范的各类标准元件，标准元件的选用有利于降低成本，加快师生的制作速度，方便后期调试和检修等。

3.技术操作阶段化

学生的技术操作有别于传统产业工人，我们不能把评价产业工人的传统方法直接应用到学生身上。为了更容易、更真实地评价学生的技术水准，我们可以把学生的操作过程进行阶段量化与评价。

如在制作简易机器人时，我们可以把整个过程分为4个评价阶段：

(1)正确完成电子元件焊接，得到“成功”或“失败”两种评价结果；(2)正确组装简易机器人的机械结构，得到“成功”或“失败”两种评价结果；(3)完成“行走”功能，得到“成功”或“失败”两种评价结果；(4)进行学生间的竞技比赛，按照比例划定评价等级。

在实际评价中，只要学生完成前两个阶段就算完成教学任务，至少获得“合格”或更高等级评价。

在整个校本教材的开发中，我们也可以参照“后福特主义”的“生产外部化、专业化和开放性”的教学原则，让简易机器人调试、智能机器人编程等在课堂外进行，以便充分体现学生的个体差异，充分利用丰富的校内外资源，充分发挥实践技术操作过程中的“小型化学生互帮组织”等。

机器人教案篇11

目前高职院校中，传统教学模式是理论教学与实习教学分别进行，各自为政，互不干涉。理论教师注重理论知识讲解，实习教师注重实际操作，再加上课程进度不一，理论教学与实习教学严重脱节，不但给学生的学习造成很大困难，也造成了重复教学和资源浪费，更影响了教学质量的提高和应用性、技能型人才的培养。随着教学改革的进一步深入，现有三段式（文化基础课---专业基础课、专业课----实训）技能培训教学模式已经越来越不适应现代社会对职业教育的要求。

为适应市场需求，现代职业教育呼唤新的教学模式，案例教学这种新的教学模式正在实践与探索中。这种教学模式，是将理论学习和技能训练紧密结合在一起，以案例技能训练为主线，以突出培养学生的操作技能为重点，能较好地解决理论教学与实习教学的脱节问题，减少理论课之间及理论课与实习课之间知识的重复，增强教学的直观性，充分体现学生的主体参与作用，有助于教学质量的提高和高素质人才的培养，更适合专业领域科学技术的发展和社会用人单位的需要。

可编程序控制器的英文为Programmable Controller，在二十实际七十至八十年代一直简称为PC。由于到90年代，个人计算机发展起来，也简称为PC；加之可编程序的概念所涵盖的范围太大，所以美国AB公司首次将可编程序控制器定名为可编程序逻辑控制器（PLC，Programmable Logic Controller），为了方便，仍简称PLC为可编程序控制器。有人把可编程序控制器组成的系统称为PCS可编程序控制系统，强调可编程序控制器生产厂商向人们提供的已是完整的系统了。

目前我国的可编程序控制器的发展主要面临着三大问题。一是技术层面上的，在国际上可编程序控制器迅速发展的形势下，我国还没有具有自主知识产权，能够参与国际竞争的可编程序控制器产品，原因主要在于我国的整个基础工业还有一定差距，如芯片制造、模具加工等方面限制了我们的发展。二是竞争层面上的，实际上也是一个经济竞争的问题。现在 95% 的国内市场由外国的可编程序控制器产品所占领，中、大型可编程序控制器中，几乎全部由国外几大公司垄断，随着我国使用可编程序控制器领域的不断扩大，市场越来越大，然而国外几大公司几乎每年都会针对市场推出新的产品，一旦人们使用了新的产品后，他们就会逐渐的提高产品市场价格，没有我国自己的自主知识产权的产品，在经济竞争中就只能处于被动。三是市场秩序层面上的，随着我国改革开放的不断深入，特别是加入 WTO 后，我国巨大的市场份额极大的吸引了国外的大公司，他们开拓市场的方法都是采用大范围建立销售渠道，每个公司的分销商、系统集成商都会有数十家，甚至上百家之多，造成了我国的分销商、系统集成商之间的激烈竞争，而这些无序的竞争为国际大公司分而治之、获取稳定的高额利润创造条件。面对这些问题，我们学生要好好学习这门课程。

二、案例教学法的应用

案例教学法是通过一个具体教育情景的描述，引导学生对这些特殊情景进行讨论的一种教学方法。在分析过程中，学生自己提出问题，并自己找出解决问题的途径和手段，从而培养学生独立分析问题的能力和独立处理问题的能力。

诸如案例讲解火力发电系统内的辅助系统的工艺流程的控制多为顺序控制和开关量控制两种。目前用于火电系统控制系统的DCS虽技术日益成熟但近年来其发展日趋缓慢，PLC的产生及发展使其与DCS相互吸收彼此特点，逐步同化，并逐步发展成为新的控制系统――FCS系统，其既保留了原来系统的特性又实现了工业自动化技术的发展，并使数字化、 智能化控制得到进一步的发展和应用，因此其近年来在火电厂的应用日益广泛。

学生一旦确定了问题的解决方法，老师就可以告诉他们在实际组织中的问题是如何处理的，结果是什么，隐去那些可能违反案例分析保密性的内容。此时，有些学生可能会为他们的方案辩解，因为他们已经投入时间和精力研究出了解决方案，所以，有必要重申很少只有一种"正确"的方法去解决问题。培训小组的解决方案比实际的解决方案不好也不坏。

在经验方面，老师可以问一系列问题来突出主要的概念，强化新学到的知识和技能。这些问题应该说出与培训课程的目的密切相关的要点。老师总结讨论的要点，让学生在处理相同的组织问题时加以引用。然后，要求学生描述自己学习中遇到的类似问题，说出如何根据案例分析所学到的知识去解决。

案例研究教学法鼓励学生为案例中介绍的问题寻找可行的解决方法，分析其可行性并解释证明原因。这只有在学生搜寻更多对于他自身来说的新信息并且/或者利用现有资料获取信息的情况下，才会成功。学生必须全面考虑这些信息，并跟案例紧密联系起来。利用案例研究进行学习有两个目的。一是学生认识到某些问题的解决方法，二是最后要检测，哪些重要的关系尤为突出，可以从个案的罕见的步骤和关系出发可以推断出哪些普遍的现象。

机器人教案篇12

一、案例库的应用研究

1.研究对象

机电一体化系统案例库主要用在本课程机械系统设计、传感器系统、伺服系统、计算机控制系统、可编程控制器等方面，主要适用于机械电子工程本科、机械设计制造及其自动化本科、机电一体化专科以及液压与气动技术专科的学生。本次机电一体化系统案例库教学研究主要在重庆科技学院机械与动力工程学院机械电子工程2010级、机械电子工程2011级和机械电子工程2012级学生中进行。由于开设机电一体化系统课程之前，已经有多学时的专门课程讲授其主要内容，如传感器章节前已开设传感器与测试技术，伺服技术章节前已开设机电传动系统，工控机章节前已开设微机原理与接口技术，可编程控制器章节前已开设电气控制及PLC等，因此学生普遍对该课程的求知欲不强。

为了提高课堂教学质量，机电一体化系统课程采用案例教学是一个较好的方法，教师的教与学生的学都是围绕案例完成，可以更好地培养学生的自学能力和独立分析问题、解决问题能力，符合该校应用型人才的培养目标。

2.案例库建设思路

机电一体化系统课程案例库的建设以人才培养方案和课程教学大纲为依据，认真确定案例库，本门课的教学以三个主要的案例为主，其余十几个案例为辅，其中三个主要案例可以串接本门课程的每一个章节。以汽车点火系统设计案例为例，既有机械部分的设计，又有传感器设计、伺服系统设计以及计算机控制系统设计，最后还有机电一体化产品开发。当课程运行到相应章节时，都要求学生对这一案例进行分析和设计。

在案例教学法中，学生是课堂的主体，教师的作用是组织课堂，引导讨论。案例要难易适中，太容易难以提起学生的学习兴趣，太难则超出学生的知识水平和理解力，学生无从入手分析，会打击学习积极性。让学生在案例分析中主动参与，在阅读、分析案例、课堂讨论等环节中发挥主动性，教师在案例教学中则是引导学生进行分析。

3.案例库的实施

机电一体化系统案例库主要用在本课程机械系统设计、传感器系统、伺服系统、计算机控制系统、可编程控制器等方面，主要适用于机械电子工程本科、机械设计制造及其自动化本科、机电一体化专科以及液压与气动技术专科的学生。 建设的案例库包括：案例1微机电系统，案例2汽车点火系统，案例3数控机床，案例4石油机械―钻机，案例5石油装备-储油罐，案例6冶金机械-轧机，案例7冶金装备-煤气回收系统，案例8冶金机械―高炉喷煤系统，案例9光纤氢敏传感器，案例10汽车传动系统，案例11步进电机，案例12基于单片机的电阻炉温度控制系统等，共二十个案例库。

二、结果与讨论

机电一体化系统案例库在重庆科技学院机械学院教学活动中的应用得到了学生的认可。在案例教学法中，学生是课堂的主体，教师的作用是组织课堂、引导讨论。案例教学加强了师生交流，活跃了课堂气氛。整个教学重点是讨论过程，让学生充分发挥特长，锻炼思维能力，通过讨论提高他们分析问题、解决问题的能力及独立思考的能力，同时提高他们的语言表达能力，锻炼他们的胆量。案例库教学方法使学生对知识的接受由被动转为主动，从各个方面提升了学生的能力。

机电一体化系统这门课程的内容已经在其它学科中有所体现，所以学生对该门课程兴趣不是太大。传统的教学方法已经不利于培养学生的动手能力，难以提升学生分析问题和解决问题的能力。案例库教学法的引入，符合“以学生为本”的现代教育理念，利于学生综合能力的培养，可明显改善机电一体化系统的教学效果。重庆科技学院案例库教学实践结果表明，机电一体化教学中，案例库教学法比传统教学法更有优势，该法能提高学生的学习兴趣，提高学生的操作能力，有利于培养学生分析和解决实际问题的能力。

机器人教案篇13

案例一：两位同学组队去外地参加机器人比赛，到达比赛地点才发现机器人还丢在学校实验室。两位同学互相指责，相互推诿，拒不承担责任。

案例二：去西宁市参加比赛，身高1.7米的学生空手而行，而随行的妈妈却背着沉重的行李，后经教师提醒，学生才意识到要分担妈妈的负担。

案例三：每年机器人比赛报名时，收取参赛选手的照片成为教练的难题。学生没有引起重视，不能按时上交或照片不符合要求；或依赖父母、老师，习惯他人代劳。

案例四：某培训学校使用老版亮宁机器人套装，各部件均用十字螺丝固定，所配工具为十字螺丝刀，仅电机接线柱使用一字口螺丝。某同学因没有一字口螺丝刀，学了半年机器人，他的电机从来未安装好过。

案例五：部分学生能拿出许多优秀的书法作品，楹联上的字写得很漂亮，还获得过部级奖项。但写作业时却字迹潦草，难以辨认。

二、将责任心培养与机器人教育结合

机器人教学课程有自身的特色，更能发现学生缺少责任心的问题并及时予以纠正。

机器人制作之后、竞赛之前、获奖或未获奖时，学生对于当下状况的处理方式、情绪起伏，都能表现出学生的心态。教师通过这些细节的观察能及时发现问题，督促其改变习惯，增强责任心。

下面的几个细节，对学生责任心的培养很有必要。

1.习惯养成

要求学生每次离开机器人实验室之前，整理工作台，将各零部件归复原位，清理垃圾，保持工作环境整洁干净，归还借用的物品。

2.实施奖惩

对做得好、负责任的行为给予口头、书面的奖励；对推卸责任的行为，给予严厉的批评、教育甚至适当的处罚，让其知道事情的严重性。

例如，一个同学故意损坏他人的机器人零件，教师强行要求他将自己的零件赔给他人，让他体会损坏一个零件带来的后果，对自己的行为负责。一味迁就学生的过失、不痛不痒的批评、忽视那些没有造成后果的行为，往往会更放任学生不负责任的态度，使其形成懒散、马虎、不计后果的恶习。

3.思考与实践

一些同学在上机器人课时，经常问老师起子在哪、钳子在哪、驱动板又在哪。丢三落四、顾前不顾后，遇到问题就交给老师解决，常把“为什么”挂在嘴边，自己不加思考，都是不负责任的表现。

用此态度对待科学，可能导致不可预期的后果，或与发明创造擦肩而过，与成功失之交臂。

4.重过程、轻结果