走向21世纪的机器人.doc

2011年3 月 6日授课章节名 称走向21世纪的机器人授课课时2教学目的1、把握文章运用逻辑顺序说明事物的特点。2、体会文章语言平实、准确的特点。 3、正确认识机器人技术在世纪对社会发展的影响。教学重点把握文章运用逻辑顺序说明事物的特点，体会文章平实、准确的特点。教学难点把握机器人智能与人类智能的关系。教学方法讨论法 质疑法使用教具授课主要内容或板书设计走向21世纪的机器人一、 梳理结构三部分:第一部分（13）说明机器人的昨天和今天。第二部分（48）说明智能机器人的特点和功用。机器人智能与人类智能。第三部分（916）机器人走向21世纪。二、说明方法 三、说明顺序四、写作特点（1）按照机器人发展的时间顺序来说明，条理清晰。（2）语言平实，通俗易懂。教学过程教学过程教学过程教学过程教学过程教师活动内容学生活动内容时间一、导入新课由新闻导入：2005年，韩国研发制造的机器人取代教师走进课堂向学生授课。 引出讨论话题：在未来，机器人会取代人类吗？让学生课前搜集机器人资料， 学生调动生活经验、学习经验围绕话题交流。在课堂伊始调动学生交流的兴趣，形成师生之间的对话，学生与学生的对话，为第二个教学环节做铺垫。 这是一篇介绍有关机器人知识的科技说明文。文章由一个生动的事例引入，然后用个小标题“机器人的昨天和今天”、“机器人智能与人类智能”、“机器人走向世纪”清晰地展示了要说明的主要内容。在正文部分，作者从机器人的昨天说到今天，又从今天说到明天，全面概述了有关机器人的知识，条理十分清晰，让人们对机器人技术有了较全面的了解与认识。由浅入深，由具体到抽象地介绍了机器人的有关知识。 二、讲授新课1、学生速读全文，整体把握课文，了解机器人的相关知识第一部分：机器人的昨天和今天。重点介绍了机器人的起源及发展的历史，并特别重点介绍了我国对机器人技术的研究历史及取得的可喜的发展，说明经过二十多年的努力，我国水下机器人的制造技术已达到国际先进水平，在智能机器人的研究方面也有所发展。第二部分：机器人智能与人类智能。作者着重介绍了智能机器人的功能特征、机器人智能与人类智能的关系。首先说明的是智能机器人的功能特征：能够部分模拟人脑活动，具有较强的自适应能力，能有效地适应环境变化，并且有自学习、自治和容错、纠错功能，然后说明机器人智能与人类智能的区别：无论是什么机器人，都需要人类设计和制造，它的“聪明”与否直接取决于人类赋予它的能力。机器人所具有的“智能”只是一种非生命性的机械模仿，是人通过编程等手段赋予的。因此，在人类对生命力与思维的起源还处在一个非常低的认识水平时，机器人智能的研究领域是不会出现什么令世界为之惊奇的质变的，同时，作者科学解释了“深蓝”战胜卡斯帕罗夫的原因，劝导人们消除诸如机器人将统治人类这样不必要的担忧。另一方面，作者也介绍了在科学界存在的一些不同意见，诸如“机器人与人类之间在智力上的差异可能就不复存在了”，“机器人智能最终有可能达到人类智能具有的水平”等，以引起人们关注科学的发展。第三部分：机器人走向21世纪。在这一部分里，作者首先用下定义的方法说明了什么叫机器人技术，然后说明了机器人的发展与科技发展的关系，肯定科技的发展将极大地推动机器人技术的前进，并对21世纪机器人的外形、功能特征、作用等作出了大胆的设想，最后科学地预测：21世纪机器人在工业领域、服务领域、娱乐业领域以及科学和教育领域将发挥巨大作用。并预言：走进21世纪的机器人会悄悄地改变我们的社会结构和生存环境，甚至会改变我们的传统观念和思维方式，有机器人广泛参与的21世纪将是一个充满希望的世纪，机器人将会在这个世纪大显身手。2、问题探究质疑（结合课后能力训练）（1）文章三大部分的内容能否调换？为什么？不能。文章的内容是根据机器人的发展历史来安排的：先谈机器人的起源，然后谈发展，再次是谈发展前景。主要是按照时间顺序来安排，不能随意调换。（2）就目前机器人的发展现状来看，机器人智能能否超出人类智能？为什么？请用文中的语言作简要的回答。不能。“这是因为，无论是什么机器人，都需要人类设计和制造，它的聪明与否直接取决于人类赋予它的能力。”“总的来说，机器人所具有的智能只是一种非生命性的机械模仿，是人通过编程等手段赋予的。在人类生命与思维的起源还处在一个非常低的认识水平时，机器人智能的研究领域是不会出现什么令世界为之动容的质变的。”观点一：机不如人。机器人的智能也是人类所赋予的。机器人的智能发展的程度决定于人类智能发展的程度。观点二：机如人。机器人的范畴扩大；技术根本性的进化。（3）大力发展机器人科技有什么现实意义？如文章第三部分所言，在21世纪，“机器人技术将成为决定一个国家现代化程度的重要标志”。因为机器人科技在工业、服务业、娱乐业、科学研究和教育等几大领域都将扮演一个越来越重要的角色。它可能会悄悄地改变我们的社会结构和生存环境，甚至会改变我们的传统观念和思维方式。3、写作特点（1）按照机器人发展的时间顺序来说明，条理清晰。文章由机器人“深蓝”战胜世界冠军卡斯帕罗夫这个生动的事例引入，然后用三个小标题清晰地标示出要说明的主要内容。在正文部分，作者从机器人的昨天说到今天，又从今天说到明天，全面概述了有关机器人的知识，条理十分清晰，让人们对机器人技术有了较全面的了解与认识。（2）语言平实，通俗易懂。课文善于用人们熟知的事例来介绍抽象的高科技知识，将具体的说明和抽象的事理分析结合在一起，语言平实，读来通俗易懂。如文章第二部分具体而科学地解释了机器人“深蓝”战胜世界冠军卡斯帕罗夫的原因，不仅让读者理解了机器人智能与人类智能的关系，而且消除了读者心中的疑虑。4、探究学习作者在20世纪末畅想了21世纪机器人的发展，那么身在21世纪的我们，对于机器人的发展又作何畅想呢？学生根据文章信息与自身积累，畅想“机器人在将来”，引导学生正确认识机器人技术在世纪乃至将来对社会发展的影响。三、总结全课四、作业：课外阅读有关机器人的科技文章，写一篇600字左右有关机器人的文章。要求：1、查阅一定的资料，文章要有科学依据；2、注意运用一些说明方法。附例文：机器人这一名词最早出现于 世纪, 但直到本世纪 年代后期, 机器人才走出了科学幻想, 进入了科学技术领域那时, 在市场上出现了两种机器人, 一种取名为万能自动机械, 一种取名为通用搬运机械, 并构成了今天机器人发展的基型一般说来, 可以从两个角度来对机器人进行定义从工程的角度出发, 认为它属于一种自动机械, 具有对环境的通用性和实用性, 操作程序简便而且可以实现独立的随意的运动若从仿生学的角度看, 则认为它是具有近似人类相当部分功能的机械, 它能执行与人类似的动作, 且具有类似人的某种智能, 如记忆、再现、逻辑运算、学习、判断、感知等机器人由硬件和软件两大部分组成为了使机器人能够从事复杂的工作, 执行与人相似的一些动作, 必须要使它的机构和功能都具有很大的灵活性同时, 还要有能对其运动器官进行巧妙控制的软件, 两者互相配合, 协调运行从 年代以来, 机器人技术已有了很大的进步, 按照其功能和类型的发展, 大体上可把它划分为以下三个时期: 第一代机器人, 是使用存贮和程序控制的自动机器, 在 年代初问世, 即目前能够在部门实用的重复型机器人, 常称为工业机器人它的动作包括示教、存贮、再现和操作四个步骤它可以通过示教输入操作程序, 在存贮装置内存贮一系列的操作内容, 并利用存贮内容的再现, 自动地重复进行工作的一种通用自动搬运机械它存在的问题包括: () 传感器与反馈问题它一般没有触觉及反馈系统, 不能用触觉去发现物体放置的位置与姿态, 所以不能做出灵巧的动作 () 视觉问题由于它没有眼睛, 不能辨别物体的种类, 不能看出零件安装位置, 也不能进行视觉检查 () 适应能力问题由于它只按事先存贮的程序动作, 不能随环境和作业对象的变化而自动更改作业内容, 几乎不能把复杂的装配作业编成程序 () 运动自由度问题一般来说, 这类机器人的运动自由度小, 手的柔软性差, 没有移动的脚这种机器人的最大优点在于能把人类从危险、恶劣、单调的工作环境中解放出来, 做到工业生产的自动化与省力化, 目前仍然得到广泛的应用第二代机器人与第一代的根本区别在于其智能性它具有感觉识别又具有某些思维功能, 并由这些功能控制动作, 是具有与人类相类似智能的自动机械其发展主要开始于 年代, 主要用在各种对人有害的环境中作业, 它能在操作人员操纵下进行工作, 或按照人的指令在未知环境中从事高水平的作业一般把前者称为近距离操纵型机器人, 后者称为远距离操纵型机器人假如说在 年代主要用示教重复型机器人来做放与拿工作, 那么到了 年代, 开始用智能机器人进行寻找与发现对象物, 今后的十年将是机器人大发展的十年, 智能机器人的时代已经到来目前世界上已有几万台机器人, 其品种和功能多种多样, 应用范围相当广泛, 可归纳为: () 危险环境条件替代作业原子能生产、宇宙开发、空间飞行、海洋开发、军事工程、救火等领域 () 社会福利假肢、高级作业程序及语言控制的假肢、医疗机器人、家用机器人等 () 生产自动化领域工业机器人, 装配、检验、系统管理机器人等总之, 机器人的研究领域相当广泛