第二单元设计智能机器人.doc

第二单元 设计智能机器人活动一 初识机器人安徽省合肥市第四十二中学 蔡 蕾 教材分析本活动是安徽省教育科学研究所编著的初中信息技术九年级下册第二单元 设计智能机器人的第一个活动初识机器人（科学出版社）。机器人是信息技术应用的典范，机器人的发展迅速并在日常生活和学习中得到普遍应用。初中生在学习了信息技术的相关知识后，有必要也有兴趣学习前沿技术。本单元主要通过几个简单机器人的实例向学生介绍机器人的工作原理，而作为本单元的第一课初识机器人更是让学生体验若干典型机器人的应用，初步了解一些机器人的工作原理，帮助学生打破对机器人的神秘感，激发探究高端信息技术的兴趣。学生分析初三学生，学习过信息技术基础模块内容，了解信息技术过程的四个环节，能较熟练地使用计算机，对学习和探索机器人有浓厚的兴趣。教学目标 1知识与技能（1）了解“灭火机器人”的整个过程，掌握灭火机器人灭火的基本原理。（2）了解国内外机器人比赛情况和各种机器人。2过程与方法（1）运用网络查询，了解灭火机器人的基本情况。（2）结合生活中的例子，了解国内外机器人比赛情况。（3）对照灭火机器人实物，分析各部件功能，加深对灭火机器人工作原理的理解。3情感态度与价值观（1）感受机器人的魅力，激发学习和探索机器人的热情。（2）能客观评价机器人给学习和生活带来的变化，辩证地认识机器人对人类社会带来的影响。（3）培养学生多角度思考和解决问题的能力和刻苦钻研的精神。教学重、难点1教学重点（1）了解“机器人灭火”的整个过程。（2）了解设计机器人完成任务时需要多角度思考和解决问题。2教学难点 （1）理解和掌握收集信息、传递信息、加工信息和表达应用信息在“机器人灭火”过程中的各自作用和相互之间的联系。（2）了解设计机器人完成任务时需要多角度思考和解决问题。教学策略设计1教学方法设计本节课利用创设情境，通过与人进行对比，引导学生得出信息技术过程的四个环节是收集信息，传递信息，加工信息，表达应用信息，从而从宏观上理解信息技术。再根据一个典型实例机器人灭火，微观上让学生体验和感受机器人灭火的的工作流程，分析机器人灭火的简化步骤，理解机器人灭火的工作原理。通过本节学习，让学生了解机器人在生活和学习中的应用价值，初步了解一些机器人的工作原理，激发探究信息技术前沿的兴趣，培养学生探索信息技术奥秘的技术创新意识，培养正确的科学技术应用观。当然值得注意的是，学生在生活中虽了解或接触过一些机器人的应用，但对原理还是知之甚少，且相关知识如电子工程、机械设计、信息学编程等暂时还不充分具备，因此，教学中不易过深讲解，应以体验、感悟和激趣为主，本节重点是放在宏观上把握住机器人的四大方面，微观上理解机器人灭火工作原理。针对以上因素，本节主要采用了“设置情境，引入主题 通过类比，理解人工智能内容 典型实例分析，了解机器人灭火工作原理”的线索组织，是一种先宏观后微观，先整体后局部的设计思路，课堂上主要通过教师讲解、分析，视频播放、学生思考，学生讨论、交流，实物机器人展示、对照分析等环节来完成教学目标。2关于教学流程和教学活动的设计思路（1）设置情境布置微机室的环境，让学生处于黑暗的环境，点燃蜡烛，警铃声响，模拟失火的场景，这时请学生灭火，根据脑筋急转弯“把大象关进冰箱分几步？”变换提出问题“灭火分几步？”。由学生回答，灭火分两步：找到火源，灭火。继续深入提问：人类的哪些器官参与了灭火过程，如何相互配合的？由学生讲述眼睛收集信息，由神经系统判断传递信息，大脑加工信息，口、手、脚表达应用信息等，教师引导学生共同得出人类处理信息的四个环节：收集信息、传递信息、加工信息和表达应用信息。（2）信息技术过程的四个环节再次点燃蜡烛，模拟失火场景，教师请来机器人灭火。提出问题：1.机器人如何找到火源？2.机器人如何思考？3.机器人如何行走？4.机器人如何灭火？对照灭火机器人实物，分析各部件功能，理解灭火机器人工作原理（会“看”会“思考”会“动作”）。实际操作灭火机器人。（3）学生活动利用网络或教师提供的阅读材料，查询当今灭火机器人的发展现状，了解机器人的当前发展情况和机器人的主要应用。进行交流和讨论，发表自己的看法。（4）展示中外各国电脑机器人比赛视频，向学生介绍各种比赛情况，和各种不同的机器人。在了解不同机器人的设计的同时，知道巧妙的构思对于设计机器人是非常重要的。播放我校学生机器人创作的短片和温州三位小学生设计出打鼓机器人的新闻，拉近学生与老师之间的关系。鼓励学生多动手，多动脑，多参与。（5）归纳、小结教学资源与环境 1多媒体电子教室具备转播系统，投影仪，教室内的计算机连接网络，教师和学生的计算机装有观看多种不同类型视频的多种软件。2教学课件、有关机器人视频、灭火机器人实物和其它各种机器人的实物。3教室有窗帘，关闭窗帘和电灯后可以营造黑暗的环境。学时 1课时 教学过程描述教学环节教师活动学生活动设计意图情境导入1布置教室，使学生处于黑暗的环境。2点燃蜡烛，警铃声响。这时请学生灭火。3.提问：灭火分几步呢？4.提问：人的哪些器官参与了活动？并如何组织的？1. 学生观察。2. 学生观察。3. 回答：找到火源，灭火。4. 在教师引导下，指出眼睛、神经系统、大脑、手和脚等都参与了活动。吸引学生注意，从机器人入手，将人与机器人进行类比，使学生更容易理解灭火机器人的原理。了解原理和工作流程，动手感受。（具体实例，从微观理解）看传递思考反应，行动收集信息传递信息加工信息表达应用信息人板书设计：眼睛神经系统大脑口、手、脚新知引入一在信息技术发达的今天，在人类无法到达和探知的领域，我们有了一位好帮手，在它的帮助下，人类解开了许多秘密；在它的帮助下，人类创造出许多奇迹；在它的帮助下，人类的生活变得更加美好。它就是机器人。再次点燃蜡烛，模拟失火场景。请机器人灭火。展示灭火机器人的实物，对照各个部分分析灭火机器人，从而了解机器人的智能体现以及机器人的定义。提问：1.机器人如何找到火源？2.机器人如何思考？3.机器人如何行走？4.机器人如何灭火？学生察看实物，回答问题，并听老师讲解，掌握灭火机器人工作原理。（可考虑让学生动手操作，体验）人收集信息传递信息加工信息表达应用信息板书设计：传感器连接线主板风扇、轮子机器人眼睛神经系统大脑口、手、脚看传递思考反应，行动机器人虽然长得不象人，却有着和人相似的“器官”。机器人的“大脑”是一个安装在机器人主板中的控制器，负责加工信息，协调各部分工作。机器人的“眼睛”是装在主板上的传感器，机器人的“脚”是安装在主板下的电机和轮子，随着电机的转动带动轮子，机器人就能移动了。在主板于各部分的连接线就像是神经系统将大脑和器官相连。灭火机器人具有了和人一样的感觉，分析识别和行为的能力，所以可以灭火。这就体现出了人类的智能。机器人是一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”1.播放灭火机器人比赛视频。2.简要介绍中学生灭火机器人比赛情况。3.请学生网上查找资料，了解灭火机器人的发展情况。4.讨论和交流请学生根据网上浏览情况，并结合自己的理解，分小组相互交流，并讨论：（1）当前灭火机器人发展的情况怎样？（2）针对展示的机器人，可以从哪些方面进行改进？5.分组请学生网上查找其他类型的机器人，完成以下表格。1.观看。2学生上网浏览。3学生思考、分小组讨论。4各小组选出代表积极回答，其他同学可以补充。积极思考，提出创意和改进意见。可以互相讨论。了解相关知识，形成印象，有初步的认识。积极出谋划策，参与到其中。工业机器人用途图片智能体现特种机器人用途图片智能体现搬运机器人医用机器人弧焊机器人救援机器人喷浆机器人娱乐机器人装配机器人农业机器人喷漆机器人军用机器人请学生汇报，并回答下列问题：（1）机器人都必须具有人的外貌吗？（2）机器人之所以被称为“人”的原因是什么？教师小结。新知引入二展示中外各国电脑机器人比赛视频，向学生介绍各种比赛情况，和各种不同的机器人。特别提醒学生多角度思考和解决问题。播放我校学生制作机器人的短片和温州三位小学生设计出打鼓机器人新闻。鼓励学生多动手，