資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第2課《計算機實現(xiàn)過程與控制》教學設計
課題 計算機實現(xiàn)過程與控制 單元 第七單元 學科 信息科技 年級 六年級下
核心素養(yǎng)目標 信息意識：體驗通過編程驗證過程與控制系統(tǒng)的設計方案，知道驗證的一般方法。 計算思維：通過小組合作完成根據(jù)機械手臂搬運物體的分解動作，嘗試設計關鍵動作的實現(xiàn)方法，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神和溝通能力，提高學生的責任感和成就感。數(shù)字化學習與創(chuàng)新：能設計用計算機實現(xiàn)過程與控制的方案，并在實驗系統(tǒng)中通過編程等手段加以驗證。信息社會責任：理解信息科技在人們生產(chǎn)、學習和生活中的重要性，樹立科技強國的意識。
教學重點 編程實現(xiàn)過程與控制
教學難點 分析機械手臂搬運物體的過程實現(xiàn)機械手臂控制算法
教學過程
教學環(huán)節(jié) 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 板書課題。1、活動背景在計算機廣泛應用前，自動控制系統(tǒng)的實現(xiàn)相對簡單，很多工作需要人工來完成。在利用計算機實現(xiàn)過程與控制后，生產(chǎn)自動化得到了顯著提升。計算機能讓系統(tǒng)功能更強、效率更高，真是我們的好助手!它是如何實現(xiàn)過程與控制的呢 2、觀看教學視頻《編程實現(xiàn)過程與控制》。 學習新知引入，觀看教學視頻。 用提問的方式引入課題，增強課堂互動性。將學生的注意吸引到課堂。
采用圖像識別功能，進行目標物體的識別
采用圖像識別功能，進行目標物體的識別
張開機械抓手;移動機械手臂對準物體;落下抓手;抓住物體收回抓手
機械手臂在抓取物體后，將其從當前位置垂直抬起，離開支撐面
機械手臂將物體從當前位置移動到目標位置
機械手臂將物體移動到目標位置后，緩慢放下物體，完成操作
計算機控制機械手臂意味著通過計算機程序和技術實現(xiàn)對機械手臂的精確操作和控制，使其能夠自動完成復雜的任務它結合了自動化、智能化、高精度和高效率的特點，能夠替代人工完成重復性、高強度或高精度的工作，廣泛應用于工業(yè)制造、倉儲物流、醫(yī)療領域和日常生活。通過傳感器圖像處理和人工智能技術機械手臂可以感知環(huán)境、識別物體并做出決策實現(xiàn)多功能、靈活且安全的操作同時，計算機控制機械手臂推動了多技術融合與創(chuàng)新，提高了生產(chǎn)效率和質量降低了人力成本和風險，成為現(xiàn)代科技和智能化社會的重要組成部分。核心結論通過計算機程序、傳感器、圖像處理和人工智能技術，機械手臂能夠感知環(huán)境、識別物體并自主決策，完成復雜任務。它提升了生產(chǎn)效率和質量，降低了成本和風險，廣泛應用于工業(yè)、醫(yī)療、物流等領域，成為現(xiàn)代科技和智能化社會的關鍵組成部分。活動：實現(xiàn)機械手臂控制算法根據(jù)機械手臂關鍵動作的實現(xiàn)方法，描述其算法，并嘗試在計算機或虛擬實驗平臺上編程實現(xiàn)算法。計算機實現(xiàn)過程與控制時，一般要經(jīng)歷輸入、計算、輸出、反饋等重要環(huán)節(jié)。其中，可以通過鍵盤、輸入等手動輸人，也可以通過距離傳感器輸入現(xiàn)自動輸人;計算依靠的是人們設計的具體算法;計算出結果后，產(chǎn)生輸出:計算機根據(jù)計算結果控制系統(tǒng)的功能。拓展閱讀計算機控制機械手臂是現(xiàn)代科技的重要成果，它不僅是自動化生產(chǎn)的核心工具，也是智能化社會的重要組成部分。三、課堂練習完成PPT14—17頁相關課堂練習題。拓展延伸1、交通系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化綠波帶原理：通過精確計算相鄰路口信號燈的時間差，使車流按特定速度行駛時連續(xù)通過綠燈，減少停車次數(shù)。優(yōu)化參數(shù)包括相位差、周期時長、綠燈時間比。 潮汐車道技術：根據(jù)早晚高峰車流方向不對稱性，動態(tài)調整車道數(shù)量。依賴實時流量監(jiān)測數(shù)據(jù)與可變信息標志（VMS）的參數(shù)聯(lián)動算法。現(xiàn)實案例：杭州文二路綠波帶使平均車速提升30%，北京京通快速路潮汐車道縮短通勤時間15分鐘。2、隨著人工智能（AI）技術的發(fā)展，機械手臂的智能化水平不斷提升。深度學習：通過訓練神經(jīng)網(wǎng)絡，機械手臂可以識別更復雜的物體（如透明物體、不規(guī)則形狀物體）。自主學習：機械手臂可以通過強化學習算法，自主優(yōu)化抓取和移動策略，適應不同的任務環(huán)境。人機協(xié)作：AI使機械手臂能夠理解人類的語音或手勢指令，實現(xiàn)更自然的交互。3、機械手臂在醫(yī)療領域的應用手術機器人：如達芬奇手術機器人，能夠完成高精度、微創(chuàng)的手術操作。康復輔助：機械手臂幫助患者進行肢體康復訓練，提高康復效率。藥品分發(fā)：在藥房中，機械手臂可以自動分揀和分發(fā)藥品，減少人工錯誤。4、機械手臂在太空探索中的作用國際空間站：機械手臂用于搬運設備、維護空間站外部結構。火星探測：火星車上的機械手臂可以采集巖石樣本，進行初步分析。未來應用：在月球或火星基地建設中，機械手臂可以協(xié)助完成建筑、維修等任務。5、機械手臂與物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的融合遠程控制：通過物聯(lián)網(wǎng)，機械手臂可以遠程操作，適用于危險環(huán)境（如核電站、深海探測）。數(shù)據(jù)共享：機械手臂的工作數(shù)據(jù)可以實時上傳到云端，供其他設備或系統(tǒng)分析使用。智能工廠：在工業(yè)4.0中，機械手臂與其他設備聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)線。 完成活動并認識計算機實現(xiàn)過程與控制。學習核心結論。完成實現(xiàn)機械手臂控制算法完成課堂練習。進行課外知識拓展。 通過分析機械手臂搬運物體的過程情境練習，了解機械手臂搬運物體的原理，鍛煉學生的學習能力和思考能力。培養(yǎng)學生思考能力和實際動手能力，提高學生的注意力和課堂參與度。引導學生思考更多計算機實現(xiàn)過程與控制，加深所學知識內容。在課堂練習中強化所學知識內容。拓寬學生知識面。
課堂小結 計算機實現(xiàn)過程與控制1、進行新知引入2、分析機械手臂搬運物體的過程3、實現(xiàn)機械手臂控制算法4、完成課堂練習5、進行知識拓展 總結回顧 對本節(jié)課內容進行總結概括。
課后作業(yè) 1、通過查閱文獻，找出計算機控制機械臂在現(xiàn)實中的案例 布置作業(yè) 拓展學生的學習能力
課堂板書 觀看板書 強調教學重點內容。
21世紀教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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