高中信息技术-信息的智能化加工教学设计学情分析教材分析课后反思

初步认识机器人一、教学目标1、掌握机器人的定义2、了解机器人的发展历程3、熟悉机器人的应用。二、教学过程（一）课题导入《机器人总动员》舞蹈引入课题（二）初步认识机器人1、观看机器人图片（1）日本的智能机器人“ASIMO”能自主走路、跑步、上下楼梯等，而且还具备较强的“交际”和“接待”能力，并且能登台指挥交响乐团。（2）法国的“闹闹”通晓多国语言，会模仿人类许多动作，还擅长太极拳、爵士乐和踢足球。（3）小米宝宝是仿照西班牙一个真实的婴儿制作的，他坐高6.5米，不仅能呼吸眨眼，还能做出32种不同的肢体动作。从世博会西班牙馆开馆开始之后，这个西班牙吉祥物“小米宝宝”在展厅每天微笑着向游客说“再见”。2、小组讨论机器人是什么？3、机器人的定义1921年捷克斯洛伐克作家萨佩克在他的一部科幻小说中，创造出“机器人”这个词robot。中国机器人协会认为机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。4、“机器人三原则”（1）机器人不应伤害人类（2）机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外。（3）机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外。（三）机器人发展阶段1、第一代机器人科技界把早期的机器人称为第一代机器人，它们按人们编写的程序工作，这些机器人从严格意义上说不属于机器人，它们只能重复一种动作，以一种固定的模式工作。（1）东汉张衡发明的地动仪（2）端茶玩偶2、第二代机器人（工业机器人）第二代机器人由电脑控制，可根据不同的程序完成不同的工作，这就使得机器人在很多人类所不能完成的工作上大展拳脚，解决了很多工业生产和日常生活中的难题。（1）点焊机器人（2）搬运机器人3、第三代机器人第三代机器人也称智能机器人，随着科学技术的不断进步，机器人逐渐向智能化发展，智能机器人也应运而生，智能机器人具有人的智慧，可以认识周围的环境和自身的状态，并能进行分析和判断，然后采取相应的策略完成任务。仿人机器人（四）机器人的组成1、机器人人工系统示意图2、机械手或移动车这是机器人的主体部分，由连杆或活动关节以及其他结构部件构成。如果没有其他部件，仅机械手本身并不是机器人。3、末端执行器末端执行器是指连接在机械手最后一个关节上的部件，一般用来抓取物体，与其机构连接并执行需要的任务。通常，末端执行器的工作由机器人控制器直接控制，或将机器人控制器的控制信号传至末端执行器本身的控制装置。4、驱动器驱动器是机械手的“肌肉”。常见的驱动器有伺服电机、步进电机、气缸及液压缸等，也有一些用于某些特殊场合的新型驱动器。驱动器受控制器的控制。5、传感器传感器用来收集机器人内部状态的信息或用来与外部环境进行通信。像人一样，机器人控制器也需要知道每个杆位的位置才能知道机器人的总体构型。机器人常配有许多外部传感器，例如视觉系统、触觉传感器、语言合成器等，以使机器人能与外界进行通信。6、处理器处理器是每个机器人的大脑，用来计算机器关节的运动，确定每个关节应移动多少和多远才能道道预定的速度和位置，并且监督控制器与传感器协调动作。7、软件第一块是操作系统，用来操作计算机；第二块是机器人软件，根据机器人的运动方程计算每一个关节的必要动作，然后将这些信息传递到控制器；第三块是应用程序，是为了使用机器人外部设备而开发的（例如视觉通用程序）或者是为了执行特地任务而开发。（五）机器人的应用1、工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业。2、农业机器人农业机器人可以采摘农林产品，比如松籽。3、智能机器人在服务业中可应用于医学、旅店、餐馆、家庭助理等。4、高中生机器人的应用全国机器人大赛（六）主动探究机器人能否会取代人类呢？1、机器人不具备思维和判断能力，机器人的动作行为不过是预先设定好的几个程序。2、机器人需要能量。这个摄取能量的过程必须要有人类的帮助。（七）欣赏经典机器人电影1、《变形金刚》2、《机器人总动员》3、《我，机器人》（八）小结（九）作业人机大战的思考随着智能化的不断提高,如果机器人有了感知和情绪……学情分析本节课通过学习“认识机器人”让学生初步了解机器人。由于这是学生学习机器人的第一课，学生对此的学习热情非常高涨。考虑这是学生第一次机器人课，所以教学内容选择了最简单的机器人概念，分离和发展历史，旨在激发学生们的学习兴趣。效果分析本节课采用图片展示、自主讨论等教学方法，整合教师的启发式教学和学生自学讨论法的优势，并辅之以多媒体教学，教授学生机器人方面的有关知识，课堂教学过程中充分发挥了学生的主观能动性。简约、实用的多媒体教学手段，既让课堂形象生动，又增加了学生的知识积累，活化了教学内容情境，激活了学生的思维，促进了学生的深层次思考。良好的开端，是成功的一半。上课伊始，即播放视频《机器人总动员》舞蹈，通过形象、直观的感官刺激带领学生进入“机器人世界”，提高了学生的兴趣。接着，展示的机器人图片部分，有意设置的经典机器人立即唤起了学生的有意注意，有效增加了学生的知识积累，为下面的学习作了很好的铺垫。讲授机器人发展阶段、机器人的应用时，分别列举一两个机器人的例子，让学生有一个直观的认识，便于理解。本节课专门设置了经典机器人电影欣赏环节，再次强烈的激发学生学习机器人的兴趣，强化学生的记忆，从而将有关知识牢固地保持在学生头脑中，达到积累、内化的目的。本节课，既有直观生动的视频资料，也不缺乏学生真实的交流和沟通，更有多媒体的烘托。教与学方法的适宜选择，多媒体技术的恰当运用，有利于教学相长，真正促进了有效教学的开展。教材分析《认识机器人》是机器人相关课程的引入课，也是学生的学习机器人的第一课。本课主要安排了机器人的概念，分类，及发展历史。通过“认识机器人”让学生初步了解机器人，并激发学习兴趣，为今后的课程打下基础。评测练习机器人课的作品搭建学生小组合作，进行改进创作。课后反思一、精选教学素材素材的好坏会直接影响学生的学习兴趣及教学效果，记得在第一次试教中，为了介绍形态各异，功能不同的机器人，我用静态的图片素材，然后口头加以介绍说明。通过教学，这种介绍方法学生不仅参与的积极性不高，而且很难不能体会机器人的主要特征。发现问题后，我将大部分的图片素材，换成了视频素材。实践证明动态素材不仅可以大大提高课堂效率，而且激发了学生主动参与学习的兴趣。将无趣的知识教学融入到趣味的素材展示中，学生的心情会变得轻松、愉快，学习由被动变为主动，由强迫学变为自觉学，进而使注意力变得集中和持久，观察力变得敏锐，想象力变得丰富，创造思维更加活跃。二、理论联系实际在本课的教学中，我十分重视理论联系实际。如：为了引出机器人能按照人们事先编制的程序工作，我特意安排了“按轨迹搬运机器人”的视频，学生通过自己的观察，发现了机器人会按照我们事先为它画好的黑线行走、搬物。有了这个视觉上的感知，学生就可以轻松的理解机器人的这个特征。又如：在得出机器人的三个特征后，为了加深学生的理解，我特意带了一个机器人，让学生观察，实践。通过观察，学生体会到机器人有一定的机械结构和外形，并能完成一定的动作。通过让机器人一下子变凶猛，一下子变温柔的实践，体会了它有自己的大脑，会按照人们事先编好的程序工作。三、注重学生的创造能力的培养未来是属于学生的，未来的机器人也需要学生去发明创造。因此学生创造能力的培养显得尤为重要。在最后一个环节中，我安排了前后桌的同学一起设计未来的机器人。在讨论交流中，不仅培养了学生的创新能力，还培养了学生的语言表达能力。四、注重知识的扩展一节课的时间是有限的，而机器人的相关知识有很多，（如：机器人的由来，除了我介绍的机器人以外还有哪些机器人等等）教师不可能在40分钟能内满足所有学生对知识的需求。因此课外的扩展显得尤为重要，而在信息技术高速发展的今天，学生的学习活动可以不受时间和空间的限制，只要有计算机，能在任何时间任何地点根据需要进行学习。在这种环境下，传统的课堂教学模式所限定的作息时间得到了妥当的延伸和优化，丰富的教育资源足以满足不同层次的学生的学习需求，给予学生充分的选择学习的