小學《信息科技》蘇科版六年級上冊

目錄第1課認識機器人第2課機器人傳動第3課機器人平臺第4課機器人行走第5課機器人傳感器第6課機器人循光第7課機器人沿線行走

目錄第8課認識開源機器人第9課機器人機械手第10課掃地機器人第11課滅火機器人第12課聲控機器人第13課初識物聯網認識機器人

動漫、科幻電影中的機器人

在現實生活中，我是以各種樣子出現的。過馬路時，你會看到我；在銀行門口、在工程現場、實驗室里都有我的身影，甚至在你洗手、進出大樓時，也有我在你的身邊。機器人是什么？

機器人是一種具有高度靈活性的自動化機器，具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、動作能力、規劃能力等。機器人三個基本特征：大腦：自動控制的程序。身體：一定的結構形態。動作：完成一定動作的能力。思考

機器人必須是人的樣子嗎?

機器人能幫助人做什么?1999年，索尼愛寶機器狗玩具出世?！皭蹖殹笨梢岳斫獯蠹s180個聲音指令，完成取東西、拍照等動作，甚至在電量即將耗盡之時，它還會自己去找充電器?！皭蹖殹钡拿娌颗鋫浒l光屏幕，可以通過燈光組合來表達自己的情緒。更重要的是，工程師還能根據自己的需要對“愛寶”進行編程，讓它完成像足球比賽這樣的特殊工作。2000年，本田公司啟動的“阿西莫”機器人項目致力于開發出服務于人類日常生活的“類人”機器人。圖1兩臺“阿西莫”機器人服務員為公司員工送茶。圖2“阿西莫”機器人在東京進行體操表演。機器人的發展古代機器人木牛流馬現代機器人機器人的發展機器人開發的三大準則：1.機器人不得傷害人，也不得見人受到傷害而袖手旁觀。2.機器人應服從人的一切命令，但不得違反第一準則。3.機器人應保護自身的安全，但不得違反第一、第二準則。

機器人的分類

1.工業機器人2.民用機器人3.軍用機器人4.特種機器人

嫁接機器人焊接機器人工業機器人清洗飛機機器人爬纜索機器人室內保安機器人中國研制的PXJ－2機器人民用機器人機器人樂隊擦窗機器人腦外科機器人輔助系統MC800小型排爆機器人法國Minirob排爆機器人TSR200機器人英國超級手推車爆炸物處理機器人軍用機器人丹蒂機器人考察南極埃里伯斯火山月球16機器人探測器月球探測車MARSOKHOD火星探測車丹蒂2型機器人斯泊火山進行考察勇敢者機器人特種機器人微型機器人隧道鑿巖機器人機器人幻想畫機器人幻想畫第2課機器人傳動安檢儀生活中的傳動機器人傳動皮帶傳動主動輪從動輪皮帶傳動動手做皮帶傳動思考1.如果橡筋的方向是反向的，轉動方向會有什么變化？2.如果將傳送帶主動輪變大，轉動速度有什么變化？如果將主動輪變小，又會有什么變化？鏈條傳動

思考：鏈條傳動與皮帶傳動有哪些相同的地方和不同的地方呢？齒輪傳動齒輪傳動變速器鐘表齒輪傳動思考1.如果將主動輪的齒輪變成大齒輪，從動輪會發生什么變化？2.如果主動輪的齒輪變成小齒輪，從動輪會發生什么變化？3.皮帶傳動、齒輪傳動與鏈條傳動，它們有哪些異同點，齒輪傳動有哪些優勢？機器人傳動機器人平臺導學牌學習使用“機器人平臺”軟件。

那要通過軟件來設置任務了。

怎樣才能讓機器人知道我的要求呢？

要讓學生機器人完成指定的動作，首先要在計算機上編寫相應的程序，以便指揮機器人執行。編寫程序的軟件稱為“學生機器人平臺”，這些程序是采用流程圖的方式編寫的。知識屋1.流程圖

流程圖是用來表示解決某一問題的步驟流程的線路。例如，我們可以用流程圖表示每天上學時帶不帶雨具的問題。2.學生機器人平臺（1）認識“學生機器人”平臺窗口單擊指向指向單擊單擊單擊工具欄控件欄編程工作區域C代碼區域單擊

“學生機器人平臺”軟件只是機器人編程軟件中的一種，不同品牌的機器人有不同的編程軟件。知識屋探究屋

在“學生機器人平臺”窗口中，嘗試菜單或按鈕的功能。2.學生機器人平臺（2）編程的工作過程單擊指向指向單擊單擊單擊單擊單擊設置設置單擊單擊單擊單擊單擊單擊繼續右擊單擊單擊單擊拖選單擊單擊單擊單擊單擊單擊單擊

1.

在“通信方式”設置中要根據機器人的接口來選擇不同的通信方式。

2.將控件拖到“Main”控件下方時，就可以將它們自動連接起來。

3.在修改程序中，可以將單分支和循環結構看作一個整體來處理。知識屋下載程序

下載前，用數據線將學生機器人主板的接口與計算機的接口正確連接，然后單擊“程序下載（D）”菜單中的“學生機器人平臺”命令，將程序寫入芯片。單擊單擊提示單擊實踐園

利用流程圖，編寫機器人燈1、燈2亮、燈3滅的程序，并運行，體驗完整的工作流程。小結：學生機器人平臺單擊指向指向單擊單擊單擊單擊單擊設置設置單擊單擊單擊單擊單擊單擊繼續右擊單擊單擊單擊拖選單擊單擊單擊單擊單擊單擊單擊單擊單擊成果籃說一說，學習了本課你有哪些收獲？（）設置（）設置學生機器人平臺的系統設置主要有：第4課機器人行走

學習任務學習編輯機器人前進、后退、停止和轉彎的程序。1.機器人前進①打開“學生機器人平臺”軟件窗口，單擊“文件F”菜單中的“新建N”命令，新建一個程序。1.機器人前進②單擊“直流電機”控件按鈕，在編輯區中單擊，生成一個“直流電機”控件。拖動“直流電機”控件至“Main”控件的下方，使得它與“Main”控件相連。右擊“直流電機”控件，選擇“屬性”命令，在彈出的“直流電機驅動控制”對話框中設置直流電機1、直流電機2的“運行方式”均為“0--正轉”“設定速度”均為“10”。1.機器人前進③單擊“保存”按鈕，保存程序。④程序下載。連接機器人機身與計算機（com口），打開機器人電源開關，單擊“程序下載到主控芯片（G）”。寫入成功后系統提示“寫入成功”。探究屋將“直流電機1”和“直流電機2”的速度設置為15或其他數字，觀察機器人有什么變化？2.機器人轉彎

①新建一個程序，添加一個“直流電機”控件。②設置直流電機的屬性，設定直流電機1的“運行方式”為“0--正轉”“設定速度”為“10”，直流電機2的“運行方式”為“1一停止”。2.機器人轉彎

③保存程序。④編譯程序，將程序下載到主板上，運行機器人，讓機器人轉彎。3.機器人后退①新建一個程序，添加一個“直流電機”控件。②設置直流電機屬性，設定“直流電機1”“直流電機2”的“運行方式”均為“2-反轉”“設定速度”均為“10”。③添加“延時”控件，打開“延時屬性設置”對話框，將“延時時間”設定為“800毫秒”。3.機器人后退④保存程序。⑤編譯程序，將程序下載到主板上，運行機器人，讓機器人后退。實踐園將“直流電機1”的速度設置為15（反轉），將“直流電機2”的速度設置為10（反轉），觀察機器人有什么變化？4.機器人停止

①在上述流程后，如果繼續添加一個“直流電機”控件，設置“直流電機”屬性，設定“直流電機1”“直流電機2”的運行方式均為“1-停止”，就可以讓機器人停止運動。4.機器人停止

②保存程序。③編譯程序，將程序下載到主板上，運行機器人，讓機器人后退之后停止運動。討論坊

為什么有時“直流電機1”和“直流電機2”的速度一致，可是機器人卻沒有完全沿著直線前進或后退呢？實踐園

編寫一個程序，讓“學生機器人”按“Z”形路線行走。第5課機器人傳感器

學習任務認識機器人的常用傳感器。了解傳感器的工作原理。小知識機器人可以通過傳感器從外界獲取信息。傳感器相當于人的眼睛、耳朵等感覺器官，它將從外界獲取的信息“翻譯”成電信號，傳遞到機器人的微控制器中，從而讓機器人感知外部的情況。1.傳感器的類別目前，用于“學生機器人”的傳感器主要有光感傳感器、觸碰傳感器、溫度傳感器和聲音傳感器等。探究屋我們周圍哪些地方使用了機器人？這些機器人的感覺器官在哪兒？2.傳感器的工作方式我們以“學生機器人”中的灰度傳感器為例來感受傳感器的工作方式。①系統設置。單擊“系統設置（S）”菜單中的“傳感器設置…”命令，設置通道1為“灰度傳感器”?；叶葌鞲衅鞲鶕煌伾臋z測面對光的反射程度不同，光電三極管阻值也隨之變化的特點進行檢測。2.傳感器的工作方式②添加“條件循環”控件。2.傳感器的工作方式③添加一個“灰度傳感器”控件在“條件循環”控件中，設置屬性為“灰度傳感器（1通道）”。只有在系統設置選擇了灰度傳感器，才能在控件中選中灰度傳感器。討論坊灰度傳感器在“學生機器人”的哪個部位？它有什么作用？2.傳感器的工作方式④添加“液晶顯示”控件，右擊選擇“屬性”，將“第一行設置”的“顯示變量”設置為“灰度傳感器（1通道）”。2.傳感器的工作方式④保存程序，編譯后下載到“學生機器人”主板上。⑤按下運行鍵，啟動機器人，放置在不同顏色的介質上，開始測光值。實踐園觀察并記錄“學生機器人”在黑線上和白線上的灰度傳感器的值，感受其中傳感器的工作方式。探究屋通過上述觀察，你發現了什么規律？如果是彩色的介質，測出的光值是多少？機器人循光圖形控件含義知識回望生活中的機器人掃地機器人紅外傳感器原理探尋發射接收光源(障礙物)數字0表示無光，數字1表示有光。IO傳感器的位置io6IO8IO7IO6任務一：機器人尋光機器人尋寶藏要求：前方有光時，機器人鳴叫示意。io6=1流程圖檢測判斷執行動作開始I/O6＝1鳴叫開始結束執行動作鳴叫單分支語句如果滿足條件,就執行指定的動作。小貼士讀IO6√IO6=1控件庫程序板小貼士分支語句仔細設,紅外設置別忘了,條件為真要去掉,保存編譯再下載,通訊方式選com。小組12345678910任務1任務2記分牌→機器人文化任務二：機器人追光要求：機器人停在原地，前方有光，追光運動。判斷停止直行記分牌1234AB探究園記分牌小貼士讀io6√io6=1找控件啦！忘記程序啦！直行停止記分牌拓展任務：四面八方要求：選擇1：機器人停在原地，當左側（IO7）有光時，直行追光。選擇2：機器人停在原地，當右側（IO8）有光時，直行追光。IO6IO8IO7記分牌機器人文化中國最早的機器人：木牛流馬歐洲最早的機器人：報時車早了1200年機器人沿線行走機器人灰度傳感器黑線（軌跡線）電機1電機2灰1灰2反面正面機器人程序分析情況三：偏右情況二：偏左情況一：完全在黑線上電機1電機2灰1灰2灰度1測到為色灰度2測到為色情況一：完全在黑線上電機1：正轉停止反轉電機2：正轉停止反轉電機1電機2灰1灰2情況二：機器人偏左灰度1測到為色灰度2測到為色電機1：正轉停止反轉電機2：正轉停止反轉電機1電機2灰1灰2情況二：機器人偏左灰度1測到為色灰度2測到為色電機1：正轉停止反轉電機2：正轉停止反轉電機1電機2灰1灰2情況二：機器人偏左灰度1測到為色灰度2測到為色電機1：正轉停止反轉電機2：正轉停止反轉電機1電機2灰1灰2灰1灰2灰1情況三：機器人偏右灰度1測到為色灰度2測到為色電機1：正轉停止反轉電機2：正轉停止反轉電機1電機2灰1灰2情況三：機器人偏右灰度1測到為色灰度2測到為色電機1：正轉停止反轉電機2：正轉停止反轉電機1電機2灰1灰2情況三：機器人偏右灰度1測到為色灰度2測到為色電機1：正轉停止反轉電機2：正轉停止反轉情況三：左邊在黑線、右邊在白線情況二：左邊在白線、右邊在黑線情況一：完全在黑線內灰度傳感器設置機器人偏右電機1：停止電機2：前進機器人在線上電機1：前進電機2：前進全部程序機器人偏左電機1：前進電機2：停止糾正程序選擇場地拓展場地機

器

人

思

考

程

序第8課認識開源機器人

教學目標與要求1.能夠初步了解開源機器人的概念，了解開源機器人的硬件結構。2.了解開源機器人的工作方式，能夠使用xDing軟件編寫簡單程序，并下載至機器人運行。3.根據需求，選擇合適的傳感器，編寫程序，完成簡單任務。4.面對開放性任務，獨立思考，并且樂于動手，具有積極探求的工匠精神。教學重點與難點1.重點：能夠使用xDing軟件編寫簡單程序，并下載至機器人運行。2.難點：開源機器人的工作方式。在我們生活中就有很多是為我們服務的機器人：掃地機器人、無人機、摘草莓機器人、機械手等等都是機器人。你能說說這些機器人有什么共同特點嗎？機器人一種可以靠自身動力和控制能力來實現某種功能的機器。開源機器人一種應用于科學研究和教學的資源開放型機器人。其主要特點體現在機器人硬件或軟件的開放性。由于硬件和軟件資源的對外開發，極大地方便了機器人技術開發人員的技術交流及二次開發。你認識這些傳感器嗎，說說它們有什么特征？走迷宮機器人滅火機器人防盜報警器智能電風扇上菜機器人自動開關路燈觸碰傳感器人體紅外傳感器光線傳感器

火焰傳感器請大家打開桌面上的“xDing”程序，觀察一下它的界面和我們以前學過的Scratch2.0有什么異同。第9課機器人機械手認識舵機舵機有兩種類型：一種是往復柱塞式舵機，其原理是通過高低壓油的轉換而做功產生直線運動，并通過舵柄轉換成旋轉運動。另一種是轉葉式舵機，其原理是高低壓油直接作用于轉子，體積小而高效，但成本較高。機械手設置第一個舵機設置第二個舵機設置第三個舵機設置機械手抓取的動作程序設置機械手搬運動作的程序上傳程序保存完整程序，上傳Arduino程序至Arduino主板上，下載到機器人機身上，進行活動實驗。第10課掃地機器人教學目標與要求理解“如果……那么……否則”語句的含義，學會拼搭清潔機器人，理解超聲波測距傳感器的應用原理，完成避障程序搭建。通過分析清潔機器人的任務，體驗思維和分析的過程，初步掌握問題分析的基本方法。通過清潔機器人，感受機器人的可實踐性，感受信息技術發展的變化，形成樂學的學習態度，實現技術發展的愿望。教學重點與難點1.重點：理解“如果……那么……否則”語句。2.難點：理解避障程序和清掃程序的順序關系。項目分析讀取板載超聲波測距的值s<20cm后退轉速200左轉轉速200舵機輸出角度0舵機輸出角度180前進轉速100機器人主程序真假項目分析

搭建清潔機器人模塊編寫機器人避障程序讀取板載超聲波測距的值s<20cm后退轉速200左轉轉速200前進轉速100真假等待0.2s等待0.1s編寫機器人掃地動作組合并優化清潔機器人程序重復執行下載程序并調試第11課機器人滅火滅火機器人火焰傳感器是專門用來偵測火源的傳感器。問題一：火焰傳感器是如何偵測火源的？問題二：風扇為何能夠滅火？火焰傳感器使用特制的紅外線接收管，接收火焰發出的特殊波長的紅外線，以此來偵測火焰?；鹧鎮鞲衅骰鹧鎮鞲衅鳒缁饳C器人風扇火焰傳感器將空氣高速吹向火焰，使燃燒的物體表面溫度迅速降至燃點以下，即強風滅火新建程序并設置火焰傳感器接口判斷條件：是否偵測到火焰

事件1

事件2是否檢測火源如果

，那么

，

否則

?；鹧鎮鞲衅鱾蓽y到火焰

事件1

事件2設置檢測火源程序判斷條件：是否偵測到火焰風扇啟動風扇停止是否風扇啟動小車移動小車停止滅火行走邏輯設置風扇的轉動和機器人行走程序規范操作：實驗時有序排隊，完成后盡快取走小車，不要用手直接觸碰蠟燭，以免燙傷！距離適當：火焰傳感器與火焰的距離要適當，太遠偵測不到火焰，太近則易被火焰損壞。車速合適：滅火機器人的速度要合適，以免撞上蠟燭或沖出場地。實驗準則板書聲控機器人教學目標與要求了解聲音傳感器的工作原理，掌握編寫聲控機器人的程序。可以在團隊的氛圍中，進行一次有意義的機器人活動。培養學生的邏輯思維能力、自主探索學習的能力和遇到問題想辦法解決的能力。教學重點與難點重點：理解和掌握聲控機器人程序的編寫。2.難點：搭建聲控機器人的過程。認識聲音傳感器任務一任務一：認識聲音傳感器搭建聲控機器人任務二任務二：搭建聲控機器人編寫程序任務三任務三：編寫程序

根據流程圖嘗試自己搭建通過聲音傳感器控制機器人前進的腳本。小組合作設計程序拓展蘇教版小學物聯網技術第13課物聯網就在身邊

——初識物聯網老師，什么是“物聯網”？我身邊哪有??？這個問題嘛，不著急，聽我慢慢道來……物聯網（IOT）的定義早在1995年，比爾·蓋茨在《未來之路》一書中就已經提及物聯網概念。但是，“物聯網”概念的真正提出是在1999年，由EPCglobal的Auto-ID中心提出，被定義為：把所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別和管理。物聯網（IOT）的定義2005年，國際電信聯盟（ITU）正式稱“物聯網”為“TheInternetofthings”，并發表了年終報告《ITU互聯網

報告2005：物聯網》。報告指出，無所不在的“物聯網”通信時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網主動進行交換；并描繪出“物聯網”時代的圖景：當司機出現操作失誤時汽車會自動報警；公文包會提醒主人忘帶了什么東西；衣服會“告訴”洗衣機對顏色和水溫的要求等等。課后觀看視頻廣義的物聯網涵義現在較為普遍的理解是，物聯網是將各種信息傳感設備，如射頻識別（RFID）裝置、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等種種裝置與互聯網結合起來而形成的一個巨大網絡。通過裝置在各類物體上的電子標簽（RFID）、傳感器、二維碼等經過接口與無線網絡相連，從而給物體賦予智能，可以實現人與物體的溝通和對話，也可以實現物體與物體互相間的溝通和對話。2008年-美國智慧地球IBM提出的“智慧地球”概念（建議政府投資新一代的智慧型基礎設施）已上升至美國的國家戰略。該戰略認為IT產業下一階段的任務是把新一代IT技術充分運用在各行各業之中，具體地說，就是把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中，并且被普遍連接，形成“物聯網”。2009年-歐盟物聯網行動物聯網行動計劃。具體而務實，強調RFID的廣泛應用，注重信息安全。2009年6月，歐盟委員會向歐盟議會、理事會、歐洲經濟和社會委員會及地區委員會遞交了《歐盟物聯網行動計劃》（InternetofThings-AnactionplanforEurope），以確保歐洲在建構物聯網的過程中起主導作用。行動計劃共包括14項內容，主要有管理、隱私及數據保護、“芯片沉默”的權利、潛在危險、關鍵資源、標準化、研究、公私合作、創新、管理機制、國際對話、環境問題、統計數據和進展監督等一系列工作。2009年-日本i-Japan戰略i-Japan戰略。在u-Japan的基礎上，強調電子政務和社會信息服務應用。2004年，日本信息通信產業的主管機關總務?。∕IC）提出2006～2010年間IT發展任務——u-Japan戰略。該戰略的理念是以人為本，實現所有人與人、物與物、人與物之間的連接，即所謂4U=ForYou（Ubiquitous,Universal,User-oriented,Unique），希望在2010年將日本建設成一個“實現隨時、隨地、任何物體、任何人（anytime,anywhere,anything,anyone）均可連接的泛在網絡社會”。2009年-韓國u-Korea戰略繼日本提出u-Japan戰略后，韓國也在2006年確立了u-Korea戰略。u-Korea旨在建立無所不在的社會（ubiquitoussociety），也就是在民眾的生活環境里，布建智能型網絡（如IPv6、BcN、USN）、最新的技術應用（如DMB、Telematics、RFID）等先進的信息基礎建設，讓民眾可以隨時隨地享有科技智慧服務。其最終目的，除運用IT科技為民眾創造食衣住行育樂各方面無所不在的便利生活服務，亦希望扶植IT產業發展新興應用技術，強化產業優勢與國家競爭力。2009年-中國感知中國感知中國。2009年8月7日家寶總理在無錫考察時提出要盡快建立中國的傳感信息中心或者叫“感知中國”中心。各國物聯網戰略或計劃物聯網（IOT）的特征全面感知可靠傳輸智能處理感知傳輸智能利用RFID、傳感器、二維碼等能夠隨時隨地采集物體的動態信息。通過網絡將感知的各種信息進行實時傳送。利用計算機技術，及時地對海量的數據進行信息控制，真正達到了人與物的溝通、物與物的溝通。物聯網應用物流物流過程中的貨物追蹤，信息自動采集，倉儲應用，港口應用，郵政，快遞。零售商品的銷售數據實時統計，補貨，防盜制造業生產數據的實時監控，質量追蹤，自動化生產服裝業自動化生產，倉儲管理，品牌管理，單品管理，渠道管理醫療醫療器械管理，病人身份識別，嬰兒防盜身份識別電子護照，身份證，學生證等各種電子證件。防偽貴重物品（煙，酒，藥品）的防偽，票證的防偽等資產管理