第7單元第2課計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)過(guò)程與控制（黔教版）六年級(jí)下1核心素養(yǎng)目標(biāo)3新知講解5拓展延伸7板書設(shè)計(jì)2新知導(dǎo)入4課堂練習(xí)6課堂總結(jié)課后作業(yè)801核心素養(yǎng)目標(biāo)信息意識(shí)通過(guò)小組合作完成根據(jù)機(jī)械手臂搬運(yùn)物體的分解動(dòng)作，嘗試設(shè)計(jì)關(guān)鍵動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)方法，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和溝通能力，提高學(xué)生的責(zé)任感和成就感。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新信息社會(huì)責(zé)任是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)過(guò)程與控制中不可忽視的維度，它要求技術(shù)開發(fā)者從“技術(shù)本位”轉(zhuǎn)向“社會(huì)本位”，在創(chuàng)新過(guò)程中主動(dòng)嵌入倫理、公平和可持續(xù)性考量。是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)過(guò)程與控制中不可忽視的維度，它要求技術(shù)開發(fā)者從“技術(shù)本位”轉(zhuǎn)向“社會(huì)本位”，在創(chuàng)新過(guò)程中主動(dòng)嵌入倫理、公平和可持續(xù)性考量。信息社會(huì)責(zé)任理解信息科技在人們生產(chǎn)、學(xué)習(xí)和生活中的重要性，樹立科技強(qiáng)國(guó)的意識(shí)。能設(shè)計(jì)用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)過(guò)程與控制的方案，并在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中通過(guò)編程等手段加以驗(yàn)證。體驗(yàn)通過(guò)編程驗(yàn)證過(guò)程與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，知道驗(yàn)證的一般方法。計(jì)算思維02新知導(dǎo)入活動(dòng)背景

在計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用前，自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單，很多工作需要人工來(lái)完成。在利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)過(guò)程與控制后，生產(chǎn)自動(dòng)化得到了顯著提升。計(jì)算機(jī)能讓系統(tǒng)功能更強(qiáng)、效率更高，真是我們的好助手!它是如何實(shí)現(xiàn)過(guò)程與控制的呢?02新知導(dǎo)入03新知講解

編程實(shí)現(xiàn)過(guò)程與控制

機(jī)械手臂自動(dòng)識(shí)別并搬運(yùn)物體，大致需要經(jīng)歷圖7-2-1所示的過(guò)程。根據(jù)機(jī)械手臂搬運(yùn)物體的分解動(dòng)作，嘗試設(shè)計(jì)關(guān)鍵動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)方法，并填寫表7-2-1?；顒?dòng)：分析機(jī)械手臂搬運(yùn)物體的過(guò)程03新知講解表7-2-1計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手臂關(guān)鍵動(dòng)作實(shí)現(xiàn)方法識(shí)別物體采用圖像識(shí)別功能，進(jìn)行目標(biāo)物體的識(shí)別抓取物體采用圖像識(shí)別功能，進(jìn)行目標(biāo)物體的識(shí)別張開機(jī)械抓手;移動(dòng)機(jī)械手臂對(duì)準(zhǔn)物體;落下抓手;抓住物體收回抓手抬起物體機(jī)械手臂在抓取物體后，將其從當(dāng)前位置垂直抬起，離開支撐面移動(dòng)物體機(jī)械手臂將物體從當(dāng)前位置移動(dòng)到目標(biāo)位置放下物體機(jī)械手臂將物體移動(dòng)到目標(biāo)位置后，緩慢放下物體，完成操作03新知講解

計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手臂意味著通過(guò)計(jì)算機(jī)程序和技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械手臂的精確操作和控制，使其能夠自動(dòng)完成復(fù)雜的任務(wù)它結(jié)合了自動(dòng)化、智能化、高精度和高效率的特點(diǎn)，能夠替代人工完成重復(fù)性、高強(qiáng)度或高精度的工作，廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造、倉(cāng)儲(chǔ)物流、醫(yī)療領(lǐng)域和日常生活。03新知講解

通過(guò)傳感器圖像處理和人工智能技術(shù)機(jī)械手臂可以感知環(huán)境、識(shí)別物體并做出決策實(shí)現(xiàn)多功能、靈活且安全的操作同時(shí)，計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手臂推動(dòng)了多技術(shù)融合與創(chuàng)新，提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量降低了人力成本和風(fēng)險(xiǎn)，成為現(xiàn)代科技和智能化社會(huì)的重要組成部分。03新知講解核心結(jié)論

通過(guò)計(jì)算機(jī)程序、傳感器、圖像處理和人工智能技術(shù)，機(jī)械手臂能夠感知環(huán)境、識(shí)別物體并自主決策，完成復(fù)雜任務(wù)。它提升了生產(chǎn)效率和質(zhì)量，降低了成本和風(fēng)險(xiǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、物流等領(lǐng)域，成為現(xiàn)代科技和智能化社會(huì)的關(guān)鍵組成部分。03新知講解活動(dòng)：實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂控制算法

根據(jù)機(jī)械手臂關(guān)鍵動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)方法，描述其算法，并嘗試在計(jì)算機(jī)或虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上編程實(shí)現(xiàn)算法。03新知講解

計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)過(guò)程與控制時(shí)，一般要經(jīng)歷輸入、計(jì)算、輸出、反饋等重要環(huán)節(jié)。其中，可以通過(guò)鍵盤、鼠標(biāo)等手動(dòng)輸人，也可以通過(guò)距離傳感器等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)輸人;計(jì)算依靠的是人們?cè)O(shè)計(jì)的具體算法;計(jì)算出結(jié)果后，產(chǎn)生輸出:計(jì)算機(jī)根據(jù)計(jì)算結(jié)果控制系統(tǒng)的功能。03新知講解

計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手臂是現(xiàn)代科技的重要成果，它不僅是自動(dòng)化生產(chǎn)的核心工具，也是智能化社會(huì)的重要組成部分。拓展閱讀04課堂練習(xí)一、選擇題1、機(jī)械臂抓取物體時(shí)力度過(guò)大，應(yīng)優(yōu)化哪個(gè)部件？()A.攝像頭

B.夾爪力傳感器

C.電機(jī)

2、以下哪種方法能提升物體識(shí)別精度？()A.安裝深度相機(jī)

B.增加電池容量C.縮短機(jī)械臂長(zhǎng)度

BA04課堂練習(xí)3、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手臂的核心技術(shù)不包括以下哪一項(xiàng)？（

）A.傳感器技術(shù)B.圖像處理技術(shù)C.人工手動(dòng)操作4、機(jī)械手臂在工業(yè)制造中的主要作用是什么？()A.娛樂(lè)表演B.自動(dòng)化生產(chǎn)（如裝配、焊接）C.醫(yī)療診斷BC04課堂練習(xí)

二、判斷題1、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手臂可以通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)物體狀態(tài)。（

）2、機(jī)械手臂只能用于工業(yè)制造，無(wú)法應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域。（

）3、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手臂的核心技術(shù)包括圖像處理技術(shù)和運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)。（

）4、機(jī)械手臂在操作過(guò)程中完全不需要計(jì)算機(jī)程序的參與。（

）5、通過(guò)更換工具，機(jī)械手臂可以完成多種任務(wù)，如搬運(yùn)、焊接和噴涂。（

）√√X√X04課堂練習(xí)三、操作題

在計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手臂的過(guò)程中，設(shè)計(jì)并描述一個(gè)簡(jiǎn)單的控制算法，用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂抓取并移動(dòng)一個(gè)物體到指定位置。

機(jī)械手臂通過(guò)攝像頭或視覺(jué)傳感器識(shí)別目標(biāo)物體的位置、形狀和大小，結(jié)合距離傳感器或力傳感器檢測(cè)物體與機(jī)械手臂的距離和抓取力度。根據(jù)識(shí)別到的物體位置，計(jì)算機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)路徑，并通過(guò)算法（如路徑規(guī)劃算法）確定從當(dāng)前位置到物體位置的移動(dòng)軌跡。接著，機(jī)械手臂移動(dòng)到物體上方，調(diào)整夾爪力度，確保抓取物體時(shí)既不會(huì)滑落也不會(huì)損壞。抓取物體后，機(jī)械手臂按照規(guī)劃的路徑將物體移動(dòng)到指定的目標(biāo)位置。05拓展延伸交通系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化綠波帶原理：通過(guò)精確計(jì)算相鄰路口信號(hào)燈的時(shí)間差，使車流按特定速度行駛時(shí)連續(xù)通過(guò)綠燈，減少停車次數(shù)。優(yōu)化參數(shù)包括相位差、周期時(shí)長(zhǎng)、綠燈時(shí)間比。?潮汐車道技術(shù)：根據(jù)早晚高峰車流方向不對(duì)稱性，動(dòng)態(tài)調(diào)整車道數(shù)量。依賴實(shí)時(shí)流量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與可變信息標(biāo)志（VMS）的參數(shù)聯(lián)動(dòng)算法?，F(xiàn)實(shí)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(shí)間15分鐘。05拓展延伸隨著人工智能（AI）技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械手臂的智能化水平不斷提升。深度學(xué)習(xí)：通過(guò)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，機(jī)械手臂可以識(shí)別更復(fù)雜的物體（如透明物體、不規(guī)則形狀物體）。自主學(xué)習(xí)：機(jī)械手臂可以通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法，自主優(yōu)化抓取和移動(dòng)策略，適應(yīng)不同的任務(wù)環(huán)境。人機(jī)協(xié)作：AI使機(jī)械手臂能夠理解人類的語(yǔ)音或手勢(shì)指令，實(shí)現(xiàn)更自然的交互。05拓展延伸機(jī)械手臂在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用手術(shù)機(jī)器人：如達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人，能夠完成高精度、微創(chuàng)的手術(shù)操作?？祻?fù)輔助：機(jī)械手臂幫助患者進(jìn)行肢體康復(fù)訓(xùn)練，提高康復(fù)效率。藥品分發(fā)：在藥房中，機(jī)械手臂可以自動(dòng)分揀和分發(fā)藥品，減少人工錯(cuò)誤。05拓展延伸機(jī)械手臂在太空探索中的作用國(guó)際空間站：機(jī)械手臂用于搬運(yùn)設(shè)備、維護(hù)空間站外部結(jié)構(gòu)?；鹦翘綔y(cè)：火星車上的機(jī)械手臂可以采集巖石樣本，進(jìn)行初步分析。未來(lái)應(yīng)用：在月球或火星基地建設(shè)中，機(jī)械手臂可以協(xié)助完成建筑、維修等任務(wù)。05拓展延伸

機(jī)械手臂與物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的融合遠(yuǎn)程控制：通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)，機(jī)械手臂可以遠(yuǎn)程操作，適用于危險(xiǎn)環(huán)境（如核電站、深海探測(cè)）。數(shù)據(jù)共享：機(jī)械手臂的工作數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)上傳到云端，供其他設(shè)備或系統(tǒng)分析使用。智能工廠：在工業(yè)4.0中，機(jī)械手臂與其他設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)線。06課堂總結(jié)1引入新知內(nèi)容計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)過(guò)程與控制2分析機(jī)械手臂搬運(yùn)物體的過(guò)程3實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂控制算法4完成課題練習(xí)5進(jìn)行相關(guān)知識(shí)拓展1234507板書設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)過(guò)程與控制1、進(jìn)行新知引入2、分析機(jī)械手臂搬運(yùn)物體的過(guò)程3、實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂控制算法4、完成課堂練習(xí)5、進(jìn)行知識(shí)拓展課后作業(yè)。1、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械臂在現(xiàn)實(shí)中的案例08課后作業(yè)1、通過(guò)查閱文獻(xiàn)，找出一個(gè)實(shí)際案例，說(shuō)明計(jì)算機(jī)控制機(jī)械臂在現(xiàn)實(shí)中的案例，并進(jìn)行總結(jié)。案例：工業(yè)制造