2024《人与机器人》大单元整体教学设计与思路

《人与机器人》大单元整体教学设计

一、内容分析与整合

(-)教学内容分析

《第一章人与机器人》是高中通用技术选择性必修2《机器人设计

与制作》的开篇章节，具有承上启下的作用。本章内容主要包括“什么

是机器人”和“人与机器人的关系”两大部分，旨在帮助学生全面了解

机器人的基本概念、发展历史、组成结构以及机器人与人类社会的互

动关系。

什么是机器人：本节通过介绍机器人的定义、发展历史、基本组成

和功能特点，让学生建立起对机器人的初步认识。机器人作为一种集

成了机械、电子、控制、传感、人工智能等多种技术的复杂系统，其设

计、制造和应用体现了高度的技术集成和创新。

人与机器人的关系：本节深入探讨了机器人与人类社会的相互关

系，包括机器人对人类生活的影响、机器人三定律、人机协作的实际案

例等。通过这些内容的学习，学生能够理解机器人技术在现代社会中

的重要作用，以及未来人机协作的发展趋势。

(二)单元内容分析

本单元内容紧密围绕机器人的核心概念展开，旨在培养学生的技

术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。具休而言：

技术意识：通过了解机器人的发展历程、技术特点和应用领域，学

生能够形成对机器人技术的初步认识和感知，理解机器人技术在现代

社会中的价值和意义。

工程思维：通过分析机器人的组成结构和工作原理，学生能够运

用系统分析的方法，理解机器人的整体架构和各部分之间的相互作用，

培养初步的工程思维能力。

创新设计：在了解机器人技术的基础上，鼓励学生思考如何创新

性地设计和应用机器人技术，解决实际问题，提升创新设计能力。

图样表达：通过绘制机器人结构示意图、工作流程图等，学生能够

运用图样表达技术思想，提升技术交流和沟通能力。

物化能力：结合实践操作和案例分析，学生能够了解机器人的制

造和调试过程，培养将设计思想转化为实际产品的物化能力。

（三）单元内容整合

为了实现本单元的教学目标，我们将对教学内容进行有机整合，

形成一个逻辑清晰、层次分明的教学体系。具体整合思路如下：

引入阶段：通过展示机器人在不同领域的应用案例，激发学生对

机器人的兴趣和好奇心，引入机器人的基本概念和发展历史。

理论学习阶段：详细讲解机器人的定义、组成结构和工作原理，结

合实例分析机器人的技术特点和应用领域。引入机器人三定律，探讨

人与机器人的关系，培养学生的技术意识和工程思维。

实践操作阶段：设计一系列与机器人相关的实践操作活动，如绘

制机器人结构示意图、编写简单的机器人控制程序等，提升学生的图

样表达能力和物化能力。

创新设计阶段：鼓励学生结合所学知识，提出创新性的机器人设

计方案，解决实际问题。通过小组讨论、头脑风暴等方式，激发学生的

创新思维和设计能力。

总结评价阶段：对本单元的学习内容进行总结回顾，通过测试、作

业、项目展示等方式评价学生的学习成果，同时反思教学过程中的不

足，为后续教学提供参考。

二、《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》分解

通用技术的核心素养目标是：

（-）技术意识

内涵：技术意识是对技术现象及技术问题的感知与体悟，是技术

素养的重要组成部分。它要求学生能够形成对人工世界和人技关系的

基本观念，理解技术的规范、标准与专利意识；能够就某一技术领域对

人、社会、环境的影响作出理性分析，形成技术的安全和责任意识、生

态文明与环保意识、技术伦理与道德意识。

在本单元中的体现：

在学习机器人的基本概念和发展历史时，引导学生理解机器人技

术的起源、发展和未来趋势，形成对机器人技术的初步认识和感知°

通过分析机器人的技术特点和应用领域，让学生认识到机器人技

术对社会、经济、文化等方面的影响，培养学生的技术意识和责任意

识。

探讨人与机器人的关系时，引导学生思考机器人技术对人类生活

的影响和挑战，形成正确的技术伦理和道德观念。

（二）工程思维

内涵：工程思维是以系统分析和比较权衡为核心的一种筹划性思

维。它要求学生能够认识系统与工程的多样性和复杂性；能够运用系

统分析的方法，针对某一具体技术领域的问题进行要素分析、整体规

划，并运用模拟和简易建模等方法进行设计；能够领悟结构、流程、系

统、控制等基本思想和方法并加以运用；能够进行简单的风险评估和

综合决策。

控制框图等常见技术图样；能分析技术对象的图样特征，会用手工和

二维、三维设计软件绘制简单的技术图样等；能通过图样表达设计构

想，用技术语言实现有形与无形、抽象与具体的思维转换。

在本单元中的体现：

在学习机器人组成结构时，要求学生绘制机器人结构示意图，提

升图样表达能力。

通过实践操作活动，如编写机器人控制程序、调试机器人等，引导

学生运用图样表达技术思想和方法。

在项目展示环节，要求学生提交详细的设计图样和说明文档，评

价其图样表达的准确性和清晰度。

（五）物化能力

内涵：物化能力是指采用一定的工艺方法等将意念、方案转化为

有用物品，或对已有物品进行改进与优化的能力。它要求学生知道常

见材料的属性和常用工具、基本设备的使用方法，了解一些常见工艺

方法，并形成一定的操作经验积累和感悟；能根据方案设计要求，进行

材料选择、测试与规划，工具选择与使用，工艺设计与产品制作等；能

独立完成模型或产品的成型制作、装配及测试，具有较强的动手实践

与创造能力；能体验工匠精神对技术制造质量的独特作用，形成物化

过程中严谨细致、精益求精、追求卓越的工作态度。

在本单元中的体现：

在实践操作环节，鼓励学生运用所学知识和技能进行机器人制作

和调试，提升物化能力。

通过机器人制作项目，让学生体验从设计到物化的全过程，培养

严谨细致的工作态度和精益求精的工匠精神。

在项目评价环节，重点考察学生的物化成果的质量和实用性，评

价其物化能力的提升情况。

三、学情分析

（-）已知内容分析

高一年级的学生已经具备了一定的物理、数学基础知识，对力学、

电学、编程等概念有了初步了解。他们在初中阶段可能接触过简单的

机器人模型或玩具，对机器人的基本概念和应用有一定的感性认识。

通过信息技术课程的学习，学生可能对计算机编程和算法有了一定的

了解，这为学习机器人设计与制作奠定了基础。

对于机器人设计与制作这一领域，学生往往缺乏系统性的认知和

实践经验。他们可能不知道机器人是如何工作的，不清楚机器人的组

成部分及其功能，也不了解机器人与人类及环境之间的关系。在教学

过程中，需要引导学生从基本概念入手，逐步深入理解机器人的工作

原理和应用场景。

（二）新知内容分析

在《第一章人与机器人》的教学内容中，学生将接触到以下新知内

容：

机器人的定义与分类：学生需要了解机器人的基本概念，包括不

同领域（如工业、医疗、军事、服务等）机器人的应用实例，以及机器

人的组成和工作原理。

人与机器人的关系：学生需要理解机器人三定律，探讨机器人与

人类社会的互动关系，包括机器人在生产、生活、服务等方面的作用，

以及可能带来的社会伦理问题。

机器人设计与制作的基础知识:虽然本章内容主要聚焦于人与机

器人的关系，但也会涉及机器人设计与制作的一些基础知识，如传感

器、执行器、控制器等核心组件的作用，以及机器人编程和路径规划的

基本概念。

综合学习活动：通过实地考察、视频观看、案例分析等方式，学生

将更深入地了解机器人的工作过程和应用场景，培养观察、分析和解

决问题的能力。

（三）学生学习能力分析

逻辑思维能力：高一年级的学生已经具备了一定的逻辑思维能力,

能够理解和分析复杂问题。在机器人设计与制作的学习中，他们需要

运用这种能力来分析机器人的工作原理、组成部分及其相互关系。

动手实践能力：机器人设计与制作是一门实践性很强的学科，要

求学生具备较强的动手实践能力。学生需要通过实验操作、模型制作

等方式来加深对机器人知识的理解。

团队协作能力：在机器人项目的设计与实施过程中，团队协作至

关重要。学生需要学会与他人沟通、协调，共同完成任务。

创新能力：机器人设计与制作鼓励学生发挥想象力和创造力，设

计出具有创新性的机器人作品。学生需要具备创新思维，不断探索新

的解决方案和技术应用。

（四）学习障碍突破策略

加强理论与实践的结合：针对学生对机器人理论知识理解不透彻

的问题，可以通过实验教学、案例分析等方式加强理论与实践的结合。

例如，在讲解机器人的工作原理时，可以展示机器人实物或模型，让学

生观察其运动方式和工作过程；在讲解机器人编程时，可以让学生亲

自动手编写简单的程序，体验编程的乐趣和成就感。

开展多样化的教学活动：为了激发学生的学习兴趣和积极性，可

以开展多样化的教学活动。例如，组织机器人制作比赛、机器人创意设

计大赛等，让学生在竞争中学习和成长；邀请机器人领域的专家或企

业代表来校讲座或指导实践活动，让学生了解最新的机器人技术和发

展趋势。

注重培养团队协作能力：在机器人设计与制作的过程中，团队协

作至关重要。教师可以通过小组合作的方式来培养学生的团队协作能

力。例如，将学生分成若干小组，每个小组负责一个机器人项目的设计

与实施。在项目实施过程中，小组成员需要共同讨论问题、制定解决方

案、分工合作完成任务。通过这种方式，学生可以在实践中学会与他人

沟通、协调、合作。

鼓励创新思维和个性化发展：机器人设计与制作是一门鼓励创新

思维的学科。教师可以鼓励学生大胆尝试新的想法和技术应用，不拘

泥于传统的思维模式和设计方案。也要尊重学生的个性化发展需求，

允许学生在自己的兴趣和能力范围内选择适合自己的学习方向和项目

类型。

提供充足的资源和支持：为了帮助学生克服学习障碍并取得更好

的学习效果，学校需要提供充足的资源和支持。例如，建立机器人实验

室或工作室，配备先进的机器人设备和工具；购买或订阅相关的图书、

期刊、数据库等资源供学生查阅和学习；为教师提供培训和发展机会，

提高他们的教学水平和专业素养。

针对《第一章人与机器人》的教学内容和学生特点，教师需要采取

多种策略来突破学生的学习障碍并提高他们的学习效果。通过加强理

论与实践的结合、开展多样化的教学活动、注重培养团队协作能力、鼓

励创新思维和个性化发展以及提供充足的资源和支持等措施，可以帮

助学生更好地理解机器人知识、掌握机器人设计与制作技能并培养他

们的综合素质和能力。

四、大主题或大概念设计

本单元的大主题设计为“探索机器人世界：人与机器人的和谐共

生二通过这一主题，学生将全面探索机器人的定义、发展历程、组成

结构、应用领域，以及人与机器人之间的关系。通过实践项目和设计任

务，学生将深入理解机器人的工作原理，培养技术意识、工程思维、创

新设计、图样表达和物化能力等通用技术核心素养。

五、大单元目标叙写

结合《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的

要求，本单元的教学目标聚焦于通用技术的五大核心素养：

（一）技术意识

学生能够理解机器人的基本概念、发展历程和重要性，认识到机

器人在现代社会中的广泛应用及其对人类社会的影响。

学生能够分析机器人技术在不同领域的应用案例，形成对机器人

技术的积极态度和评价。

学生能够认识到机器人技术发展对职业道德、法律法规和社会伦

理的影响，形成负责任的技术使用意识。

（二）工程思维

学生能够理解机器人的组成结构和工作原理，包括机械部分和电

子控制部分。

学生能够运用系统分析的方法，识别机器人设计中的关键要素，

如传感器、控制器和执行器等，并进行简单的系统设计。

学生能够通过案例分析，理解机器人在实际应用中的性能需求和

约束条件，培养解决实际工程问题的能力。

（三）创新设计

学生能够基于用户需求和场景分析，提出具有创新性的机器人设

计方案。

学生能够运用创新思维和创造技法，改进和优化机器人的功能和

性能。

学生能够制作机器人原型或模型，并通过测试和评估验证设计方

案的可行性。

（四）图样表达

学生能够识读和绘制机器人相关的技术图样，如结构图、流程图、

控制系统方框图等。

学生能够运用图样表达设计构想，与他人进行技术交流和合作。

学生能够使用计算机辅助设计软件绘制机器人的三维模型，并进

行仿真和优化。

（五）物化能力

学生能够根据设计方案选择合适的材料和工具，进行机器人的制

作和组装。

学生能够掌握机器人调试和测试的基本方法，确保机器人按预期

工作。

学生能够撰写机器人制作的技术文档和使用说明书，提高物化实

现的能力。

六、大单元教学重点

机器人的基本概念和发展历程：帮助学生建立对机器人的整体认

识，了解机器人的起源、发展和未来趋势。

机器人的组成结构和工作原理：深入剖析机器人的机械部分和电

子控制部分，理解各部分的功能和相互作用。

人与机器人的关系：探讨机器人对人类社会的影响，包括正面影

响和潜在挑战，以及如何建立人与机器人之间的和谐共生关系。

机器人设计与制作实践：通过实际的设计项目和制作任务，培养

学生的实践能力和创新思维。

七、大单元教学难点

机器人的复杂系统理解：机器人是一个复杂的系统，涉及机械、电

子、控制等多个领域的知识，学生需要综合运用这些知识来理解机器

人的工作原理。

创新设计与方案优化：鼓励学生提出具有创新性的设计方案，并

能够在实践中不断优化和改进，这对学生的创新能力和实践能力提出

了较高要求。

图样表达与物化实现：学生需要将设计方案转化为具体的技术图

样，并通过制作和调试实现物化。这个过程中需要解决许多实际问题，

如材料选择、工具使用、测试评估等。

详细教学设计（示例）

第一课时：机器人的基本概念与发展历程

教学目标：

理解机器人的基本概念和定义。

了解机器人的发展历程和未来趋势。

认识到机器人技术对社会的影响。

教学过程：

导入新课：通过展示一段机器人应用的视频或图片，引发学生的

兴趣，导入机器人的主题。

讲授新知：

定义机器人：引用不同国家和组织对机器人的定义，引导学生总

结机器人的共同特征。

发展历程：简述机器人从诞生到现在的发展历程，包括关键事件

和重要里程碑。

社会影响：分析机器人技术在各个领域的应用案例，以及对社会

经济、就业、生活等方面的影响。

讨论与交流：

分组讨论：让学生分组讨论机器人技术的优缺点，以及未来可能

的发展趋势。

全班分享：各组派代表分享讨论结果，教师进行总结和评价。

课堂练习：设计一些选择题或判断题，检验学生对机器人基本概

念和发展历程的理解。

布置作业：让学生搜集更多关于机器人应用的案例，准备在下一

节课进行分享。

第二课时：机器人的组成结构和工作原理

教学目标：

理解机器人的组成结构。

掌握机器人的工作原理。

能够识别机器人中的关键部件和系统。

教学过程：

复习旧知：简要回顾上一节课关于机器人基本概念和发展历程的

内容。

讲授新知：

组成结构：详细介绍机器人的机械部分（如关节、传动装置、执行

器等）和电子控制部分（如传感器、控制器、驱动电路等）。

工作原理：通过动画或实物演示，展示机器人如何通过感知环境、

处理信息和执行动作来完成任务。

实践操作：

拆解简单机器人模型：让学生分组拆解一个简单的机器人模型，

观察其内部结构和关键部件。

绘制结构图：引导学生根据拆解结果绘制机器人的结构图，并用

简单的文字说明各部分的功能。

案例分析：选取一两个典型的机器人应用案例，深入分析其组成

结构和工作原理。

课堂总结：总结机器人的组成结构和工作原理，强调各部分之间

的相互作用和协调。

布置作业：让学生设计一个简单的机器人模型，并绘制其结构图。

第三课时：人与机器人的关系

教学目标：

探讨人与机器人之间的关系。

分析机器人对人类社会的影响。

思考如何建立人与机器人之间的和谐共生关系。

教学过程：

导入新课：通过一段关于人机协作的视频或案例，引发学生对人

与机器人关系的思考。

讲授新知：

人机关系：介绍人机协作、人机交互等概念，分析机器人在不同领

域中的应用如何改变人类的工作方式和生活习惯。

社会影响：深入讨论机器人技术对社会就业、伦理道德、法律法规

等方面的影响。

小组讨论：

分组讨论：让学生分组讨论如何看待机器人技术的发展对人类社

会的影响，以及如何建立人与机器人之间的和谐共生关系。

角色扮演：选取一两个场景进行角色扮演，如机器人护理员与老

年人的互动、机器人厨师与餐厅顾客的交流等，让学生亲身体验人机

协作的过程。

全班分享：各组派代表分享讨论结果和角色扮演的体会。

课堂总结：总结人与机器人之间的关系及其对社会的影响，强调

建立和谐共生关系的重要性。

布置作业：让学生撰写一篇关于人与机器人关系的短文或报告。

第四课时：机器人设计与制作实践（一）

教学目标：

培养学生的创新设计能力。

掌握机器人设计的基本步骤和方法。

开始进行机器人模型的初步设计。

教学过程：

复习旧知：简要回顾前几节课关于机器人基本概念、组成结构、工

作原理和人与机器人关系的内容。

讲授新知:

设计步骤：介绍机器人设计的基本步骤，包括需求分析、方案设

计、技术选型、制作调试等。

创新设计：强调创新设计在机器人领域的重要性，引导学生关注

用户需求和市场趋势。

实践操作：

需求分析：分组进行用户需求和场景分析，确定机器人的功能需

求和性能指标。

方案设计：基于需求分析结果，进行机器人的方案设计，包括结构

设计、控制系统设计等。

课堂指导：教师巡视各组的设计过程，给予必要的指导和帮助。

布置作业：继续完善机器人设计方案，并准备相关材料和工具进

行制作。

第五课时：机器人设计与制作实践（二）

教学目标：

培养学生的图样表达能力和物化能力。

完成机器人模型的制作和调试。

对机器人模型进行测试和评估。

教学过程：

复习旧知：简要回顾上一节课关于机器人设计步骤和方法的内容。

实践操作：

制作与组装：分组进行机器人模型的制作和组装工作，注意选择

合适的材料和工具。

调试与测试：对制作完成的机器人模型进行调试和测试，确保其

能够按预期工作。

课堂指导：教师巡视各组的制作和调试过程，及时解决遇到的问

题。

图样表达：引导学生绘制机器人模型的结构图、流程图等技术图

样，并进行交流展示。

测试与评估：对机器人模型进行测试和评估，包括功能测试、性能

测试等方面。

课堂总结：总结机器人设计与制作实践的过程和收获，强调图样

表达和物化能力的重要性。

布置作业：让学生撰写机器人制作的技术文档和使用说明书。

第六课时：机器人应用案例分析与讨论

教学目标：

分析机器人应用案例。

讨论机器人技术的发展趋势和挑战。

培养学生的批判性思维和解决问题的能力。

教学过程：

导入新课：通过展示几个典型的机器人应用案例视频或图片，引

发学生的兴趣。

案例分析：

选取几个不同领域的机器人应用案例进行深入分析，如工业机器

人、服务机器人、教育机器人等。

讨论每个案例的应用背景、技术特点,优缺点以及市场前景等。

趋势与挑战：引导学生探讨机器人技术的发展趋势和面临的挑战,

如技术瓶颈、伦理道德、法律法规等方面。

小组讨论：分组讨论如何克服机器人技术面临的挑战，以及如何

推动机器人技术的可持续发展。

全班分享：各组派代表分享讨论结果和观点。

课堂总结：总结机器人应用案例分析的收获和启示，强调批判性

思维和解决问题能力的重要性。

第七课时：本章回顾与评价

教学目标：

回顾本章学习的主要内容。

对学生的学习成果进行评价和反馈。

展望机器人的未来发展。

教学过程：

复习旧知：引导学生回顾本章学习的主要内容，包括机器人的基

本概念、组成结构、工作原理、人与机器人的关系以及机器人设计与制

作实践等。

学习成果展示：

小组展示：让学生分组展示机器人设计与制作实践的成果，包括

机器人模型、技术图样、技术文档等。

个人报告：每位学生撰写一篇关于本章学习的报告或总结，分享

自己的学习体会和收获。

评价与反馈：

教师评价：对学生的机器人模型、技术图样、技术文档等进行评

价，指出优点和不足，并给予改进建议。

同学互评：让学生互相评价彼此的作品和报告，促进相互学习和

交流。

展望未来：引导学生展望机器人的未来发展趋势和应用前景，鼓

励学生继续关注机器人技术的发展动态。

课堂总结：总结本章学习的重点和难点，强调通用技术核心素养

的培养和提升。

布置作业：让学生继续完善自己的机器人作品或报告，并准备参

加后续的展示或比赛活动。

八、大单元整体教学思路

教学目标设定

根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的

要求，结合粤教版高中通用技术选择性必修2《机器人设计与制作》第

一章《人与机器人》的教学内容，本大单元的整体教学思路旨在通过一

系列教学活动，全面提升学生的通用技术核心素养，具体包括技术意

识、工程思维、创新设计、图样表达、物化能力五个方面。

（一）技术意识

技术认知与理解：学生能够认识到机器人技术作为现代技术体系

中的重要组成部分，理解机器人技术的发展历程、基本组成及其在各

个领域的应用，形成对机器人技术的全面认知。

技术价值与社会责任：通过分析机器人对人类生活和社会发展的

影响，学生能够理解机器人技术的价值所在，并意识到在使用机器人

技术时应承担的社会责任，包括伦理、法律、安全等方面的考虑。

技术决策与评估：在面对机器人技术相关的问题时，学生能够基

于技术意识进行初步的技术决策，评估机器人技术的利弊，提出合理

的解决方案。

（二）工程思维

系统分析与设计：学生能够运用系统分析的方法，理解机器人系

统的构成和工作原理，针对特定的机器人设计任务，进行系统化的分

析和设计。

问题解决与优化：在机器人设计与制作过程中，学生能够识别问

题、分析问题、提出解决方案，并通过不断优化设计方案，提高机器人

的性能和效率。

风险评估与决策：在进行机器人设计与制作时，学生能够考虑到

各种可能的风险因素，进行风险评估，并基于风险评估结果进行决策，

确保设计的合理性和安全性。

（三）创新设计

创新思维培养：通过机器人设计与制作的学习，学生能够激发创

新思维，敢于提出新的想法和解决方案，探索机器人技术的无限可能。

设计实践能力提升：学生能够将创新思维转化为实际的设计实践,

通过动手制作机器人，提升自己的设计实践能力。

跨学科知识整合：在机器人设计与制作过程中，学生能够整合物

理学、数学、计算机科学等多个学科的知识，形成跨学科的综合设计能

力。

（四）图样表达

技术图样识读与绘制：学生能够识读机器人相关的技术图样，如

机械图纸、电路图纸等，并能够运用绘图软件绘制机器人设计图样，准

确表达设计意图。

设计构思与方案呈现：通过图样表达，学生能够清晰地呈现自己

的设计构思和方案，便于与他人交流和合作。

技术交流与沟通：学生能够运用技术图样进行技术交流和沟通，

与团队成员、教师或专家共同讨论和完善设计方案。

（五）物化能力

材料选择与加工：在机器人制作过程中，学生能够根据设计要求

选择合适的材料，并掌握材料的加工方法和工艺，确保机器人制作的

顺利进行。

工具使用与操作：学生能够熟练使用各种工具和设备进行机器人

制作，如手工工具、电动工具、计算机辅助设计软件等。

模型制作与调试：学生能够根据设计图样制作出机器人模型，并

进行调试和优化，确保机器人能够按照预期的功能和性能要求工作。

教学重点与难点

教学重点

机器人技术的基本认知：包括机器人的发展历程、基本组成、应用

领域等。

机器人系统的设计与分析：运用系统分析的方法，对机器人系统

进行设计和分析，确保设计的合理性和有效性。

机器人制作技能的培养：通过动手制作机器人，提升学生的材料

选择、工具使用、模型制作等技能。

教学难点

系统分析与设计的复杂性：机器人系统涉及多个学科的知识和多

个组件的协同工作，学生需要在复杂的环境中进行系统分析和设计。

创新思维的激发与培养：如何在教学过程中有效激发学生的创新

思维，鼓励学生提出新颖的设计方案，是一个具有挑战性的任务。

图样表达与交流的准确性：技术图样是设计交流的重要工具，学

生需要掌握准确的图样表达和交流技巧，以确保设计方案的准确传达。

教学策略与方法

教学策略

项目式学习：通过设定具体的机器人设计与制作项目，让学生在

完成项目的过程中学习和掌握相关知识和技能。

情境教学法：创设与机器人技术相关的情境，让学生在情境中学

习和体验机器人技术的应用和价值。

合作学习：鼓励学生进行小组合作，共同完成机器人设计与制作

任务，培养团队协作能力和沟通能力。

案例分析：通过分析典型的机器人设计案例，让学生了解机器人

设计的流程、方法和技巧，提升设计能力。

教学方法

讲授法：对机器人技术的基本概念、发展历程、基本组成等进行系

统讲授，帮助学生建立全面的知识体系。

演示法：通过演示机器人的制作过程、调试方法等，让学生直观地

了解机器人技术的实际应用和操作技巧。

实践操作法：提供充足的实践机会，让学生亲自动手制作机器人，

提升物化能力和实践经验。

讨论法：组织学生进行小组讨论和全班讨论，鼓励学生发表自己

的观点和见解，培养批判性思维和创新能力。

教学过程设计

第一阶段：导入与准备（2课时）

导入新课：通过展示机器人技术在各个领域的应用案例，激发学

生对机器人技术的兴趣和好奇心。

学习目标明确：向学生明确本单元的学习目标，包括技术意识、工

程思维、创新设计、图样表达、物化能力等方面的要求。

预习与资料搜集：要求学生预习教材内容，搜集与机器人技术相

关的资料和信息，为后续学习做好准备。

第二阶段：理论学习（6课时）

机器人技术的基本认知（2课时）

讲授机器人的发展历程、基本组成、应用领域等基本概念。

分析机器人技术对人类生活和社会发展的影响。

讨论机器人技术的伦理、法律、安全等方面的问题。

机器人系统的设计与分析（2课时）

讲授系统分析的方法在机器人设计中的应用。

分析机器人系统的构成和工作原理。

引导学生运用系统分析的方法进行机器人设计实践。

创新设计与图样表达（2课时）

讲授创新设计的方法和技巧。

分析机器人设计案例，提升学生的设计思维能力。

讲授技术图样的识读与绘制方法。

引导学生运用绘图软件进行机器人设计图样的绘制。

第三阶段：实践操作（10课时）

材料选择与加工（2课时）

讲授机器人制作中常用的材料及其加工方法。

引导学生进行材料选择和加工实践。

工具使用与操作（2课时）

讲授机器人制作中常用的工具和设备的使用方法。

引导学生进行工具使用和操作实践。

模型制作与调试（6课时）

分组进行机器人模型制作实践。

在制作过程中，教师提供必要的指导和帮助。

完成模型制作后，进行调试和优化，确保机器人能够按照预期的

功能和性能要求工作。

第四阶段：总结与展示（2课时）

成果展示：各组展示自己制作的机器人模型，介绍设计思路、制作

过程和调试结果。

评价与反思：引导学生进行自我评价和相互评价，总结学习过程

中的收获和不足。

总结与提升：教师对本单元的学习进行总结，提出改进建议，并鼓

励学生继续探索机器人技术的奥秘。

学业评价设计

评价原则

全面性：评价应涵盖技术意识、工程思维、创新设计、图样表达、

物化能力等方面，全面反映学生的学习成果。

客观性：评价应基于学生的实际表现和作品质量，避免主观臆断

和偏见。

发展性：评价应关注学生的进步和发展，鼓励学生在原有基础上

不断提高。

评价方式

过程性评价：通过观察学生在课堂上的表现、参与讨论的情况、完

成作业的质量等方式进行评价。

作品评价：对学生制作的机器人模型进行评价，包括设计创意、制

作工艺、功能实现等方面。

自我评价与相互评价：鼓励学生进行自我评价和相互评价，培养

自我评价和批判性思维的能力。

教师评价：教师根据学生的学习表现和作品质量进行评价，给出

具体的反馈和建议。

评价标准

技术意识：能够准确理解机器人技术的基本概念和应用领域，形

成对机器人技术的全面认知；能够意识到机器人技术的价值和社会责

任。

工程思维：能够运用系统分析的方法进行机器人设计；能够识别

问题、分析问题、提出解决方案并进行优化；能够进行风险评估和决

策。

创新设计：能够提出新颖的设计方案；能够运用跨学科知识进行

综合设计；能够运用绘图软件进行图样表达。

图样表达：能够准确识读和绘制机器人相关的技术图样；能够清

晰呈现设计构思和方案；能够进行有效的技术交流和沟通。

物化能力：能够选择合适的材料和工具进行机器人制作；能够掌

握材料的加工方法和工艺；能够制作出符合设计要求的机器人模型并

进行调试和优化。

九、学业评价

一、教学目标

根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的

要求，结合2019版粤教版高中通用技术选择性必修2《机器人设计与

制作》第一章《人与机器人》的教学内容，设定以下教学目标：

技术意识:

学生能够理解机器人的定义、发展历史及其在社会中的应用，形

成对机器人技术的正确认知。

学生能够分析机器人技术对人、社会、环境的影响，培养技术的安

全、伦理和环保意识。

工程思维：

学生能够运用系统分析的方法，理解机器人的组成、工作原理及

其与人、环境的互动关系。

学生能够识别并解决与机器人设计和应用相关的工程问题，形成

初步的系统思维和工程建模能力。

创新设计：

学生能够基于机器人的功能需求，提出创新性的设计方案，并进

行初步的技术试验和优化。

学生能够运用多学科知识，综合设计机器人的控制系统和感知系

统，提高创新设计能力。

图样表达：

学生能够识读和绘制与机器人相关的技术图样，如机械结构图、

控制系统方框图等。

学生能够运用二维、三维设计软件表达机器人设计方案，提高技

术图样表达能力。

物化能力：

学生能够根据设计方案选择合适的材料和工具，进行机器人的组

装和调试。

学生能够解决机器人制作过程中的实际问题，提高物化实现能力

和解决问题的能力。

二、学习目标

认识机器人

了解机器人的定义、发展历史及分类。

理解机器人的基本组成和工作原理。

理解人与机器人的关系

分析机器人三定律及其在人机关系中的应用。

探讨机器人对人类生活、工作和社会的影响。

创新设计与综合实践

基于功能需求，提出机器人创新设计方案。

进行技术试验，优化机器人设计方案。

图样表达与软件应用

识读和绘制机器人相关技术图样。

运用二维、三维设计软件表达机器人设计方案。

物化实现与问题解决

选择合适的材料和工具，进行机器人组装和调试。

解决机器人制作过程中的实际问题，提高物化实现能力。

三、评价目标设定

（一）技术意识

评价内容：

学生对机器人技术的认知程度，包括机器人的定义、发展历史、分

类及应用。

学生分析机器人技术对人、社会、环境影响的能力，包括技术的安

全性、伦理性和环保性。

评价方式：

通过课堂讨论、问卷调查、案例分析等方式，评价学生对机器人技

术的认知程度。

通过小组讨论、报告撰写等方式，评价学生分析机器人技术影响

的能力。

评价标准：

能够准确描述机器人的定义、发展历史及分类。

能够全