人工智能机械车.docx

《绚丽机械车》教学设计
渝中区普通高中通用技术实训中心
【教学时段】 2017——2018学年度下期第二阶段
【教学对象】 高中二年级
【授课教师】 杨兴
一、 教学内容分析：
随着社会的发展，人工智能逐步融入我们的生活，并越来越深刻地影响着我们的生活状态。让高中学生了解人工智能的相关知识，学习并掌握智能控制设计与制作的基本技能是新课标背景下通用技术课程教学的一个重要任务和目标。本课是基于通用技术课程必修与选修模块的衔接、STEAMS教育理念与通用技术教学的融和，立足make-block套件搭建机械车，并能让机械车实现智能化的功能。本课要求学生灵活应用结构、流程、系统、控制等方面的知识，是对技术与设计2知识的综合应用。同时进一步深入培养学生的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达、物化能力等核心素养而开发出的校本课程。
二、 学情分析：
本课的教学对象为高二年级下期的学生，他们已经学习了通用技术必修一和必修二的课程，具备了基本技术设计的实践能力，并在本期前一阶段的学习中初步体验了makeblock软件编程，对人工智能也有一定感性上的认识，具备本课学习的知识技能和心理基础。但是他们从未经历过智能产品创意设计的过程，本课的任务对他们有一定的挑战性，需要老师进行知识技能的提升和思路方法的恰当引导。
三、教学目标：
（一）知识与技能：
1.了解金属结构件的搭建方法。
2.认识常见的传感器。
3.会利用make-block套件搭建机械车。
4.能够运用结构、流程、系统、控制等知识对机械车进行智能化的设计。
（二）过程与方法：
通过绚丽机械车的设计与制作，体验产品智能化的思路与过程，在实践中理解科学、技术、工程、艺术、数学、社会之间的紧密联系和科技人文融合创新的重要性，逐步形成结构与功能、协调与控制、权衡与优化、设计与创新等技术思想和方法。
（三）情感、态度和价值观：
通过绚丽机械车的设计，体验金属结构搭建的方法，感知智能控制的神奇，增强学生探索和学习人工智能的兴趣，在对产品不断的改进优化中培养挑战困难的勇气和开拓创新精神，形成严谨务实、协作共享的做事态度。
四、教学重、难点：
1.教学重点：机械车的搭建；
机械车的智能化设计。
2.教学难点：程序的编写和机械车的相应调试。
五、教学方法：
项目式学习、探究式学习
六、教学用具：
多媒体计算机、网络、展示台、makeblock板、金属结构件、电子感应件等
七、教学学时：4课时
八、教学过程
第一课时
课程导入
在科技飞速发展的今天，许多智能化产品进入大众的生活，人工智能也被越来越多的人们所熟知。
人工智能的起源：它是研究如何应用计算机的软、硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法、技术。简单来说就是能够和人一样进行感知、认知、决策、执行的人工程序或系统。
人工智能的发展：Alpha Go 以4：1战胜围棋世界冠军，韩国高手李世石九段，结束本轮人机大战。是人工智能发展的标志。
提出问题
人工智能在生活中的应用很广泛，下面我们一起来看一个视频，思考一下该视频中的小车怎么实现其功能呢？
视频：《无人驾驶物流试验车》
教师：一款无人驾驶可识别障碍的机械车该如何设计？需要经历哪些步骤？
Ø 小车搭建
Ø 硬件连接
Ø 程序设计
Ø 检测调试
教师：介绍make-block套件中的金属结构件、金属连接片、直流电机、orion主控板、常见的传感器的基本用法。

金属构件：采用铝合金材料，用螺丝钉即可完成拼装
orion主控板：

电子传感器
超声波传感器：利用超声波信号，用来测量距离的电子模块，测量范围是3 cm 到400 cm。
红外接收模块：用于接收红外信号，由红外遥控来控制机器人。红外接收器可以接收10米范围内的信号，而超过10米则接收不到。
声音传感器：测量声音强度，可以用于语音控制电路。
温度传感器：含有探测器的金属管温度计，测量温度范围在零下55℃ 至 125℃之间。

项目一：搭建绚丽机械车

第二、三课时
项目二：熟悉scratch软件编程，知道程序的3种结构，完成一款小游戏的设计。
顺序结构:

选择结构：

循环结构：

项目三：利用主控板和传感器设计出下面的程序：
1. 使超声波传感器说出距离。
2. 使声音传感器说出声音大小。
项目四：编写和调试程序，让小车走直线

第四课时
项目五：使用超声波传感器，利用make-block软件编写和调试程序，让小车能自动躲避障碍。

总结回顾：

1.机械车搭建的方法

2.机械车智能化设计

3.orion主控板、传感器的使用
教学反思：
总体来说，本课程是学生下期下阶段机器人课程的第一个半天，课程内容饱和，学生学习兴趣大，教学效果达成度较好。利用项目引领式教学，熟悉软件，搭建硬件，层层深入，学习机器人课程，培养学生创客思维。
本课基于make-block套件和软件，在实施过程中会遇到硬件方面的问题，给课堂实施，教师的授课带来很大的难度，硬件问题得不到解决，容易打击学生的学习积极性。理科生比文科生学习热情大，不同的班级，不同的学生，采取不同的教学方式，实践项目有所不同。
机器人课程比较灵活，项目设置因材施教，对电子感应件的学习还需深入，教师的教学也需要加强。