六年级下册信息技术教案-9机器人的发展过程｜闽教版(2016

1、第9课机器人的发展过程教学内容分析 教材以科普知识的方式介绍古今中外典型的机器人及其发展历程 阐明了机器人 应遵循的定律。首先以科幻作品中所描绘的机器人与人类之间的复杂关系为背 景，介绍了机器人应遵循的行为规范和道德准则机器人三定律； 其次列举了 指南车、木鸟、记里鼓车、机器鸭等古代机器人的产生、发展过程及应用情况， 阐述了古代机器与现代机器人的关系； 接着介绍了以 “尤尼梅特” 机器人的诞生 为标志，开启了具有真正实用价值的工业机器人的新时代； 最后介绍了现代机器 人历经了示教再现型机器人、有感觉能力的机器人和智能机器人三个发展阶段。 这节课是机器人专题的第一课， 着重让学生了解机器人的发展

2、过程； 在推动现机 器人技术发展时， 应遵循机器人三定律。 这些知识能为今后学习机器人的工作原 理及各种机器人的用途奠定基础。学习这节课内容， 有助于学生从机器人历史进程的角度审视其发展过程， 从机器 人在人类生活中的应用情况及应用价值这条脉络来构建知识内部的逻辑关系， 从 而认清智能机器人的发展前景和应用价值。教学对象分析 六年级学生在生活中已初步领略了机器人的外观形态， 懂得机器人具有一些与人 或生物相似的智能 在人类智慧的作用下， 能依靠自身的动力帮助人们完成特定 的任务。六年级的学生大都看过三国演义的小说或电视剧，对诸葛亮利用木 牛流马在崎岖的栈道上运送军粮的场景一定印象深刻。 木牛流

3、马就是一种古代机 器人，这一典型的应用实例所呈现出的“人不大劳，牛不饮食”的优点，既体现 了我国古代劳动人民的聪明才智， 也充分展现了机器人的应用价值。 许多学生还 从科幻小说或科幻影视作品中看到形形色色的机器人。 诸如家政服务机器人、 工 业机器人等 从中感受到机器人功能的强大， 这些感受与体验对学生认识机器人 的发展情况及应用价值会有很大的帮助。古代机器人诞生的年代距今 r 分遥远现实生活中难以再现其具体应用的事例， 只能通过展示古代机器人图片， 讲解其功能的文字说明， 介绍其应用情况， 学生 基本上能感性地认识古代机器人的形状及应用情况。 体会其应用价值。 但对三个 不同阶段的现代机器人

4、在功能上的差异， 现代机器人会具有怎样的智慧能力及机 器人是否会对人类造成伤害等疑虑， 在教学时可以通过展示不同阶段、 不同功能 的现代机器人图片， 播放视频片段， 解读机器人三定律的实质性含义， 简要介绍 各种机器人在现实生活中应用的实例， 让学生理解机器人的智慧来源， 明白研发 机器人时，要为机器人建立行为准则的必要性和重要性。通过对本课的学习， 学生对机器人的认识会更全面， 对应用机器人来为人类创造 更加美好的生活环境会更加期待， 从而调动学生学科学、 爱科学、 用科学的积极 性，并提高学生遵循机器人三定律的思想意识。教学目标1了解机器人三定律。2 了解古代典型的机器人。3 了解现代机器

5、人的诞生和发展过程。4 通过了解古代机器人和现代机器人的功能及其应用情况，感受机器人的 应用价值，树立应遵循机器人三定律的思想意识。教学重点和难点1教学重点。了解机器人三定律及现代机器人的发展过程。2教学难点。三个不同阶段现代机器人的功能差异。教学方法 自主学习法： 让学生带着问题自主阅读教材， 初步了解机器人三定律， 了解现代 机器人的发展过程。展示法：展示古代各种典型机器人的图片， 让学生感性地认识古代典型机器 人的形状，了解其作用。播放机器人管家 德国大众汽车厂机器人杀人事件 (20150701) 机器人三定律 家政服务机器人等视频片段，集中学生注意 力，提高学生的学习兴趣， 同时让学生

6、明白为机器人建立一套行为规范和道德准 则的必要性和重要性。讲授法：结合教材中的图例， 解读教材中的内容， 介绍部分古代典型机器人 的作用、现代机器人的发展历程及不同阶段的机器人在功能上的差异， 解读机器 人三定律内容及建立该定律的重要性。交流、讨论法：同学间交流、讨论要建立机器人三定律的必要性；讨论机器 人具有一些与人或生物相似的智能的含义，它为什么会对周围环境信息做出判 断、处理和决策。任务驱动法：从熟悉的途径查阅相关资料，进一步了解机器人的发展过程及机器 人应用情况，说一说生活中机器人会扮演什么角色。评价法：对学生参与学习过程的态度、完成任务情况予以适当评价.鼓励学生参 与交流评价和实践活

7、动。教学准备1 教学环境。计算机网络教室互联网环境。转播控制系统。2 资源准备。古代典型机器人图片，机器人管家德国大众汽车厂机器人杀人事件 (20150701)机器人三定律家政服务机器人i国演义木牛流马视 频片段1.教学环节教师活动学生活动设计意图1 .播放机器人管家视频观看科幻电影。视频片段片段。了解视频的故事中呈现出的机2 .介绍故事梗概：这是科幻梗概。器人安德鲁为电影主人马丁提了机器人管家中的一个片段.故细致、周到的服事中的务.让主人有一机器人安德鲁为了能让主人马丁个舒适、优美的一家过倾听讲解.思考生活环境.这一上轻松、愉快的生活，充当了管家问题。美好的场景一的角定会引起生的导入新课色.

8、它尽职尽责地承担了主人家中憧憬和向往，从：5分钟)的大而激起他们学小事务，为主人解决了许多烦杂琐习的热情，为学1 引言；科幻小说和科幻影倾听讲解。学生通过视中出阅读，理解教材现的形形色色的机器人。有的是人内容，初步了解类忠机器人三定律实可靠的朋友。以为人类服务为己的含义。任，通过倾听时刻为人类着想1有的却成了人类归纳的敌总结.观看视人.以破坏人类美好生活或毁灭人频，类为明白机器人伤目标。因此，人类一直以矛盾的心人事情密阅读教材，了解件的发生并非切关注着机器人的发展。虽然这些机器人三定律。天方情景发表看法t并倾夜谭，而是真实仅在科幻作品中出现.但为了防患听其他同学的发言。地于未存在于现实生然，美

9、国当代著名科普作家阿西莫观看机器人伤人活中，从而意识夫在事件的视频.倾听讲到建立机器人了解机器科幻作品中提出了 “机器人三定解，理解为机器人建三定律的必要人三定律律”，为立一套行为规范和道性和重要性。（10分钟）机器人建立了一套行为规范和道德准则的必要性和熏德准则。要性。2 .引导学生阅读教材第4950页开阔视野的内容。3 .引导学生说一说，为什么要建立机器人三定律？机器人三定律的内容是什么？4.教师予以适当评价并总结。(1)机器人伤人事件。 播放视频片段德国大众汽车厂机器人杀人事件(20150701)。 建立机器人行为规范和道 德准则的必要性和重要性。刚才看到的德 国大众汽车厂机器人杀人事件

10、仅是最 近的一起事例.虽然真实的情况未必是机 器人杀了人，但不可否认这起人员伤亡 事件.机器人是脱不了干系的。而这起事 件并非孤例，历史上也曾发生了多起类 似的事件。如1978年9月6日，日本 广岛一家工厂的切割机器人居然将一名 值班工人当做钢板抱了起来切成了肉片；1982年夏天，一名英国女工在测试 工业理解机器人三定 律的含义。观看视频，理解 机器人三定律。机器人的电池时.机器人突然启动把女工的手臂折成两段1 1989年国际象棋冠军古德柯夫与机器人对弈时.在连胜机器人3局后.被“恼羞成怒”的机器人释放的高强度电流击毙。虽然 这些悲剧的出现无法阻止人类前进的步伐.但人类应更加小心地去面对这些新

11、技术的挑战.而为机器人建立一套行之有效的行为规范，尽量避免悲剧的重演就显得尤为重要。(2) 课件显示机器人-三定律。 第一定律：机器人不得伤害人类.或眼看着人将遇害而袖手旁观。 第二定律：机器人必须服从人给它的命令，当该命令与第一定律有抵触时.不予服从。第三定律：机器人必须在不违背第一定律和第二定律的情况下保 护自己。(3) 播放机器人三定律视 频 片段。【古代的机器人】1 播放家政服务机器人观看视频。通过播放家视频政服务机器人片段。倾听讲解。视2 引言：从播放的视频中可频让学生从该知具视有智能能力的机器都称为机器频中看到机器人现代人已机器人不仅在工业中得到应用.在在人类生活的家庭许多了解机器

12、服务方面的应用也日益广泛。这些领域都得到应人的发展具有用。过程实用价值的工业机器人从诞生至在教师引言的今仅有作用（15分钟）50多年的历史，而家政服务机器人下将学生的注更是意近年才涌现出来。但纵观古今中外力导人了解古人类代机的发展史.人们一直都梦想着有朝器人的主题中。一日通能发明一种为人类服务的机器。早过展示中外各在春种机秋时期就有了在空中飞“三日不器人图片播放下”的三国演义木木鸟；东汉时期张衡发明具有实用观察图片，了解牛流马视频片价值古代机器人的形状；段。让学生概括的记里鼓车、地动仪；三国时期著观看视频了解木牛性地了解古代名的流马的作用。科学家的历史军事家诸葛亮发明的“木牛流马”倾听讲解了解

13、故事。在赞叹古直接古代各种机器人的应人聪明才智的投入到战场上运送粮食.解决了在用情况及应用价值。同时。能直观地崎岖山路上运输不便的难题.这更是开创了机器人在军事上应用的先河。此后，无了解各种论在国内还是在国外.以为人类服机器人的外观务为形态目的的各种机器人就不断涌现，颇和应用情况.感具实受用价值的古代机器人在各个领域机器人的应用应用的价值。事例也屡见不鲜。那么，典型的古这样既有利于代机拓展器人有哪些呢？学生的视野.丰3 课件展示指南车、木鸟、富记里鼓学生的知识，又车、机器鸭、地动仪等图片。插放有三助于学生从历国演义木牛流马视频片段播倾听讲解。史的放过角度观察机器程中予以必要说明。人的4 简要介

14、绍古代机器人及其发展过程.促进应用他情况。们更全面、客观(1) 指南车：义称司南车是阅读教材内容.地古代思考问题。了解机器人.激用来指示方向的一种机械装置.不发论车子转向何方.术人的手始终指向南 方。(2) 木鸟：春秋时期木匠鲁班 制作的术鸟，内设机关能在空中飞行 三天不降落。(3) 记里鼓车：由我国东汉科学家张衡发明制造的记里鼓车是一种 用于计算道路里程的车辆。每行一里车 上术人击鼓一下每行十里击钟一下。(4) 机器鸭：1738年法国技 师杰克戴瓦克逊发明了机器鸭它 不仅会叫.会游泳和喝水.还会进食和排泄。制造机器鸭的目的是为了把生物 的功能加以机械化，进而进行医学上的分 析。(6)自动机械

15、人偶：日本匠人 制作的自动机械人偶，有些在各种祭典 或表交流、讨论，发 表自己观点。倾听总结，进一 步了解三个阶段机器 人的特点。他们的学习热 情。带着问题演中出现，有些在室内供观赏。【现代机器人的发展过程】1 引言：由于古代的科技水 平相对低下.当时研制的机器人大多停留在供人娱乐和观赏的层面上。直到20世纪50年代.才出现了世界上第一台真正具有实用价值的工业机器人“尤尼梅特”，由此开创了机器人发展的新纪元。2 .引导学生阅读教材第5254页“现代机器人的发展”的内容，思考问题：现代机器人从问世到现在已有几十年时间.它的发展过程大致经历了几个阶段？不同阶段的机器人有什么特占?八、3 .引导学生

16、交流、讨论，发表看法，并予以适当补充及评价。4 .教师总结。(1)经过半个多世纪发展起来的现阅读教材.能使学生 阅读的目的性更 明确。从而初步 了解现代机器 人的发展过程， 通过同学间的 交流讨论，认识 不同阶段的机 器人特点，最后 通过听取教师 的总结，对不同 阶段的机器人 功能和特点认 识更全面，更深 刻。代机器人。大致经历了三个阶段。第一代：示教再现型机器人。 它具有存储和记忆能力，当人对机器人 进行动作示教后，机器人能实现动作的 记录和再现，但对周围环境基本没有感 知和反馈控制能力。第二代：有感知能力的机器人。它具备了感觉能力.能获取作业环境 和作业对象的简单信息.可对周围环境 做出正

17、确判断.并据此改变自身的行 动。第三代：智能机器人。它不仅 具有完善的环境感知能力。还具有逻辑 思维、判断和决策能力.可根据作业要求 和环境信息自主地进行工作。如之前的 福娃机器人会与来宾对话等。(2)AlphaG0是近来备受瞩目的人工智能应用的一个实例。AlphaGc 以四比一的战绩击败了围棋世界冠军、韩国名将李世石从而成为九段棋 手。AlphlaGO正是采用人工智能中的 深度学习技术.它有强大的自我学习和进 化功能.通过短暂的学习训练就能跨越一个天才棋手几十年走过的路。因而， 它在战胜欧洲围棋冠军几个月后，通过深度学习棋艺进步神速。进而战胜了 世界围棋冠军李世石。1 引言：随着科技的发展。

18、倾听教师讲解，在任务的机器人思考问题。导向在人类现实生活中出现的频率越性作用下，各组来越高.成创新实践其作用也将会越来越大。说一说你员经过讨论，选(8分钟)还知择道机器人的哪些信息？自己感兴趣的2 出示任务：任务，各成员齐(1)列举你熟悉的神话故事或心协力共同完科幻成任务。这样既作品中的机器人，说一说它们在其能充分调动学中扮生学习的积极演了什么角色，这些机器人都有什性，让每位学生么都融人到学习特点？进程中，又能对(2)从因特网上查阅有关机器本课知识点加人发深理解同时还展过程的资料，并说一说或用电子能满足不同学文档生的兴趣和爱记录下来。小组成员讨论确好。通过各组交(3)日常生活中你见过哪些疋本组的活动主题，流、汇报，能完有关各成员明确任务及善学生的知识机器人应用的事例。它的出现对提要求。结构，同时也有高人助于培养学生类生活水平有哪些作用？说一说或组内各成员分工学会欣赏他人，用电合作。共同完成任务。尊重他人的良子文档记录下来。(4)若学校条件允许可自选好品质。一款汇报活动成果或机器人仿