導(dǎo)語(yǔ)：DOBOT機(jī)器人在高中信息技術(shù)的應(yīng)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

高中信息技術(shù)新課標(biāo)要求對(duì)學(xué)生培養(yǎng)計(jì)算思維能力，進(jìn)行人工智能教育，如何將人工智能落實(shí)到信息技術(shù)課堂是現(xiàn)階段高中信息技術(shù)教育亟需解決的重要問題。dobot機(jī)器人對(duì)解決高中信息技術(shù)課堂中的人工智能教育有重大作用，通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，為學(xué)生打造人工智能的場(chǎng)景，讓學(xué)生參與其中動(dòng)手設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提升學(xué)生的信息素養(yǎng)。高中信息技術(shù)教科版新教材一開篇就說(shuō)“未來(lái)已來(lái)”，在科技日新月異的今天，全面提升學(xué)生的信息素養(yǎng)是高中信息技術(shù)的主要任務(wù)。人工智能是學(xué)生信息素養(yǎng)的重要組成部分，是未來(lái)學(xué)生走進(jìn)社會(huì)的重要競(jìng)爭(zhēng)力，如何將人工智能落實(shí)到信息技術(shù)課堂是現(xiàn)階段高中信息技術(shù)教育亟需解決的重要問題。

1DOBOT機(jī)器人適合高中課堂

人工智能教育必將成為未來(lái)信息技術(shù)教育的趨勢(shì)，高中信息技術(shù)課堂已經(jīng)不在滿足于“一臺(tái)計(jì)算機(jī)走天下”的模式。人工智能在學(xué)生的日常生活中已經(jīng)不陌生了，甚至可以說(shuō)隨處可見，比如商場(chǎng)的人工智能導(dǎo)購(gòu)、銀行的智能服務(wù)機(jī)器人、智能手機(jī)等。那么，這些人工智能是如何運(yùn)作的將會(huì)成為學(xué)生在信息技術(shù)課堂中最感興趣的點(diǎn)[1]。DOBOT機(jī)器人不僅是硬件，其技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到K12人工智能教育領(lǐng)域。在課程體系方面，DOBOT機(jī)器人已經(jīng)發(fā)展成以人工智能為核心的系統(tǒng)化的知識(shí)體系，其教學(xué)模式主要是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（Project-BasedLearning，簡(jiǎn)稱PBL）。DOBOT機(jī)器人在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生思考解決現(xiàn)實(shí)生活中的問題，將人工智能應(yīng)用到實(shí)際的生活場(chǎng)景中，模擬搭建人工智能場(chǎng)景讓學(xué)生在探究中學(xué)習(xí)，構(gòu)建知識(shí)體系，提升動(dòng)手能力。高中信息技術(shù)新課標(biāo)倡導(dǎo)項(xiàng)目式教學(xué)，設(shè)計(jì)符合生活實(shí)際的人工智能應(yīng)用場(chǎng)景，引導(dǎo)學(xué)生思考解決現(xiàn)實(shí)問題，從而實(shí)現(xiàn)新課標(biāo)所提出的培養(yǎng)目標(biāo)[2]。在軟硬件體系方面，DOBOT機(jī)器人推出了DOBOTMagicianLite及配套的DobotLab人工智能教學(xué)平臺(tái)。在這個(gè)平臺(tái)中具備了班級(jí)管理、實(shí)驗(yàn)、教學(xué)功能模塊，方便學(xué)校開設(shè)人工智能課程的教學(xué)。在資源方面，DOBOT機(jī)器人提供教學(xué)參考書籍及數(shù)據(jù)資源、人工智能教室建設(shè)、班級(jí)管理系統(tǒng)等服務(wù)，并且提供教師人工智能教學(xué)培訓(xùn)，這些都使普通高中學(xué)校開展人工智能課程變?yōu)榭赡堋?

2DOBOT機(jī)器人在高中信息技術(shù)課堂的應(yīng)用實(shí)例

本課程案例的從社會(huì)生活的真實(shí)需求出發(fā)，通過創(chuàng)造具體的情景、引導(dǎo)學(xué)生分析問題、設(shè)計(jì)解決方案并動(dòng)手實(shí)踐，逐步培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力與創(chuàng)新應(yīng)用能力。下面以“智能貨倉(cāng)”為例詳細(xì)說(shuō)明。

2.1教學(xué)目標(biāo)

（1）綜合應(yīng)用Python知識(shí)和機(jī)器人平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)智能貨倉(cāng)的入庫(kù)、查詢、出庫(kù)等任務(wù)。（2）引導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問題，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。

2.2教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

綜合應(yīng)用Python知識(shí)和機(jī)器人平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)智能貨倉(cāng)的入庫(kù)、查詢、出庫(kù)等任務(wù)。

2.3教學(xué)材料

（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教室環(huán)境；（2）電腦；（3）VSCode編輯器；（4）機(jī)器人套件；（5）智能貨倉(cāng)配件包。

2.4教學(xué)過程

2.4.1 場(chǎng)景導(dǎo)入（1）師提問：同學(xué)們說(shuō)一說(shuō)在你們的印象中貨倉(cāng)是什么樣的？教學(xué)說(shuō)明：同學(xué)們可能會(huì)描述傳統(tǒng)的貨倉(cāng)。（2）師提問：貨倉(cāng)中哪些工作可以用機(jī)器人來(lái)代替呢？教學(xué)說(shuō)明：老師請(qǐng)同學(xué)回答，并引出這節(jié)課智能貨倉(cāng)的主題。（3）師講述：智能貨倉(cāng)是智能制造生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，相比較于傳統(tǒng)的倉(cāng)庫(kù)，它大大地減少了人工成本，提高了貨物運(yùn)輸?shù)男?，減少了管理成本。智能貨倉(cāng)日常工作的重要內(nèi)容是為物流與供應(yīng)鏈系統(tǒng)服務(wù)，主要由貨物存儲(chǔ)、貨物出庫(kù)和搬運(yùn)、貨物管理三大部分組成。本章將要完成一個(gè)簡(jiǎn)易智能貨倉(cāng)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)[3]。教學(xué)說(shuō)明：老師在PPT上展示傳統(tǒng)貨倉(cāng)與智能貨倉(cāng)的圖片、視頻。2.4.2 項(xiàng)目?jī)?nèi)容完成一個(gè)簡(jiǎn)易智能貨倉(cāng)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)，主要由設(shè)計(jì)入庫(kù)，出庫(kù)和查詢?nèi)齻€(gè)部分組成，分別實(shí)現(xiàn)智能貨倉(cāng)中貨物存儲(chǔ)、貨物出庫(kù)和貨物管理，并使用機(jī)器人完成項(xiàng)目中所有的搬運(yùn)任務(wù)，構(gòu)建一個(gè)完整的智能貨倉(cāng)系統(tǒng)。教學(xué)說(shuō)明：老師介紹完智能貨倉(cāng)后，給學(xué)生發(fā)布任務(wù)：由學(xué)生自己設(shè)計(jì)一個(gè)智能貨倉(cāng)系統(tǒng)，要畫出系統(tǒng)框圖，并基于機(jī)器人平臺(tái)完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。給學(xué)生70min的時(shí)間，完成的同學(xué)進(jìn)行展示并將資料提交給老師。教學(xué)說(shuō)明：學(xué)生展示環(huán)節(jié)，老師針對(duì)學(xué)生的作品，評(píng)價(jià)其做得好的地方和還需要進(jìn)一步改進(jìn)的地方。最后一節(jié)課的時(shí)間老師展示一個(gè)智能貨倉(cāng)的案例。2.4.3 項(xiàng)目分析用不同的編號(hào)來(lái)表示入庫(kù)、查詢、出庫(kù)這三個(gè)操作。如果用戶輸入的是入庫(kù)操作的編號(hào)，然后再輸入貨物名稱，系統(tǒng)會(huì)將貨物搬運(yùn)至倉(cāng)庫(kù)對(duì)應(yīng)的位置，并更新它的庫(kù)存數(shù)量；如果用戶輸入的是查詢操作的編號(hào)，系統(tǒng)會(huì)給出對(duì)應(yīng)貨物的庫(kù)存數(shù)量；如果用戶輸入出庫(kù)操作的編號(hào)，然后輸入貨物名稱，系統(tǒng)會(huì)將對(duì)應(yīng)的貨物從倉(cāng)庫(kù)中移出，并更新它的庫(kù)存數(shù)量。2.4.4 功能實(shí)現(xiàn)（1）實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景圖。根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景示意圖，并按照?qǐng)鼍笆疽鈭D擺放機(jī)器人和相關(guān)器材，然后在老師的指導(dǎo)下連接設(shè)備。（2）系統(tǒng)分析。通過對(duì)項(xiàng)目的分析，給出智能貨倉(cāng)程序流程圖，如圖1所示。（3）編寫程序的思路。第一步：導(dǎo)入庫(kù)文件。第二步：初始設(shè)置。根據(jù)前面學(xué)習(xí)的機(jī)器人控制指令初始化機(jī)器人的狀態(tài)，然后用字典保存?zhèn)}庫(kù)中貨物的位置坐標(biāo)和貨物的庫(kù)存量。第三步：用“1”“2”“3”分別代表智能貨倉(cāng)入庫(kù)、出庫(kù)、查詢?nèi)N操作。智能貨倉(cāng)需要隨時(shí)等待用戶的輸入指令，我們可以使用無(wú)限循環(huán)while(True)來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。當(dāng)系統(tǒng)接收了用戶輸入的編號(hào)之后，還需要根據(jù)編號(hào)選擇對(duì)應(yīng)的操作[4]。第四步：完善入庫(kù)操作。<1>獲取入庫(kù)貨物的名稱。輸入入庫(kù)操作編號(hào)后，需要獲取入庫(kù)貨物的名稱，判斷輸入的貨物名稱是否是指定的四種貨物之一，如果是，進(jìn)入下一步操作，當(dāng)名稱不對(duì)應(yīng)，提示“輸入錯(cuò)誤，請(qǐng)輸入正確的貨物名稱”，然后重新輸入貨物名稱，直到貨物名稱正確[5]。<2>控制機(jī)器人的末端移到出入庫(kù)的位置，吸取待入庫(kù)的貨物，并延時(shí)0.5s，確保機(jī)器人成功吸取到貨物。<3>機(jī)器人將待入庫(kù)的貨物移至倉(cāng)庫(kù)對(duì)應(yīng)的位置，然后松開吸盤，機(jī)器人末端回到初始位置。程序示例如下所示：inp2=input("請(qǐng)輸入貨物名稱（咖啡、牛奶、可樂、礦泉水）：")ifinp2instock.keys():dobotEdu.m_lite.set_ptpcmd(port_name,0,305,6,-50,0,True,True)#機(jī)器人末端移至出入庫(kù)位置dobotEdu.m_lite.set_endeffector_suctioncup(port_name,True,True,True)#吸盤吸取貨物time.sleep(0.5)#延時(shí)0.5s確保吸盤吸住貨物dobotEdu.m_lite.set_ptpcmd(port_name,0,(coordinate[inp2][0]),(coordinate[inp2][1]),(coordinate[inp2][2]),0,True,True)#機(jī)器人移到貨物對(duì)應(yīng)的倉(cāng)庫(kù)位置dobotEdu.m_lite.set_endeffector_suctioncup(port_name,True,False,True)#吸盤放開貨物stock[inp2]+=1#對(duì)應(yīng)的貨物庫(kù)存數(shù)量加一dobotEdu.m_lite.set_ptpcmd(port_name,0,250,0,50,0,True,True)#機(jī)器人回到初始位置break第五步：完善查詢操作。查詢操作的程序流程圖如圖2所示。教學(xué)說(shuō)明：老師讓同學(xué)們根據(jù)程序流程圖，自主合作完成智能貨倉(cāng)查詢操作的這部分程序。第六步：完善出庫(kù)操作。出庫(kù)操作的程序流程圖如圖3所示。教學(xué)說(shuō)明：老師讓同學(xué)們根據(jù)程序流程圖，自主合作完成智能貨倉(cāng)出庫(kù)操作這部分程序。

2.5教學(xué)效果

在本課例中，教學(xué)模式采用了項(xiàng)目式教學(xué)，設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)易的智能分揀貨倉(cāng)場(chǎng)景，引導(dǎo)學(xué)生在現(xiàn)實(shí)人工智能生活場(chǎng)景中分析問題，提高學(xué)生人工智能的意識(shí)。學(xué)生在本課例中要具體設(shè)計(jì)搭建智能倉(cāng)庫(kù)場(chǎng)景，動(dòng)手選擇、組裝DOBOT機(jī)器人配件，編寫程序，構(gòu)建一個(gè)完整的智能貨倉(cāng)系統(tǒng)，在這個(gè)過程中培養(yǎng)學(xué)生工程思維、計(jì)算思維、問題解決能力與動(dòng)手實(shí)踐能力。

3結(jié)論

高中生信息素養(yǎng)的提升重要體現(xiàn)就是人工智能教育。人工智能教育不能只局限于認(rèn)識(shí)階段，更重要的是計(jì)算思維的培養(yǎng)。DOBOT機(jī)器人滿足人工智能教育的硬件與軟件的結(jié)合，開發(fā)了完整的課程體系，建設(shè)智能教室，提供師資培訓(xùn)，幫助學(xué)校、老師和學(xué)生實(shí)現(xiàn)人工智能教學(xué)，切實(shí)解決了人工智能教育進(jìn)高中信息技術(shù)課堂的問題。

作者：孫歡歡 單位：山東省日照黃海高級(jí)中學(xué)