资源简介

第一课 《走进机器人世界——科幻与现实》 教案
教学时间 教学班级 五年级
课程名称 走进机器人世界——科幻与现实 课时 1课时
教学目标 一、知识与技能 1.了解机器人的基本特征及其发展。 2.理解开源机器人的概念。 二、过程与方法 1.通过小组合作的方式，让学生了解机器人的相关知识。 三、情感态度与价值观 1.通过本节课学习，使学生认识到机器人的重要性。
重点 1.了解机器人的基本特征及其发展。
难点 1.理解开源机器人的基本特征。
教具 WPS软件。
教学方法 教学展示、小组讨论、兴趣驱动。
教学过程 教师 学生
一、导入（5分钟） 同学们，欢迎大家来到知识大讲堂。 （提问）在上课之前，老师请问同学们，提起机器人，你们首先想到的是什么？跟大家分享一下你们知道的关于机器人的知识吧！ 很好，同学们回答得非常棒！老师看得出来，同学们对于机器人，都有着一些自己的认识和想法。 机器人一词，如今已是家喻户晓，无论是在影视作品中，还是在现实生活中，多多少少都会看到机器人的身影。究竟什么才算是机器人？机器人一般具备哪些能力？有哪些我们普通人也能参与的机器人项目？这节课我们就一起来了解一下机器人的相关知识。 学生思考并回答问题
知识讲解（20—30分钟） （一）想象世界中的机器人 （提问）请同学们回忆一下自己看过的科幻电影或者动画片中，有哪些机器人，他们有什么能力？ 看来大家都非常喜欢看科幻作品。现在我们经常说的“机器人”即“robot”，最早出现在 1921 年捷克剧作家卡雷尔·恰佩克发表的一部科幻戏剧《罗素姆万能机器人》中，后来科幻作家艾萨克·阿西莫夫在一篇短篇小说中进一步普及了机器人一词，并提出了著名的机器人三定律。 机器人科幻作品并不只是供人们娱乐，还激发了对机器人研究的发展，帮助人们思考机器人可能带来的社会影响和伦理影响。 （小组讨论）接下来，请同学们小组讨论，你们有没有幻想过某种机器人呢？它长什么样子？它具有什么能力？ 非常不错，看来大家想象力非常丰富，希望大家努力学习，以后有机会将它变为现实。 （二）现实世界中的机器 （提问）想象是无限的，科幻作品中的机器人或者同学们想象出来的机器人可能有着远超人类的强大能力，但是制造一个这样的机器人却困难重重。虽然部分科幻作品中的场景已经成为现实，但是目前生活中的机器人还远没有像科幻作品中那样无所不能。请同学们回忆现实生活中接触或了解到的，有哪些机器人，他们有什么能力？ 对，有扫地机器人，可以帮助我们做家务；有天猫精灵，可以和我们互动，是我们的智能家庭随身助手。还有很多很多。 （小组讨论）请同学们进行小组讨论，想一想什么是机器人，有什么基本特征？ 机器人通常是有一定智能的、实体化的机器，具有感知环境、做出决策、执行动作等基本特征，具备在一定程度上自主执行任务的能力。机器人的外形不一定是人形，可以是各种各样的形态，有些计算机程序也可以叫作机器人。 （提问）现在我们已经了解了机器人的基本特征，那冰箱、发条玩具、遥控玩具车、机械臂等是不是机器人，你的看法是什么？并说一说你的理由。 大家各抒己见，讨论的非常激烈。 （提问）我们是通过机器人的基本特征来判断的？那这些特征又是怎么发展的呢？ 首先是机器人感知能力的发展，随着传感器技术的发展，机器人拥有了感知能力，像人一样具有视觉、听觉、触觉、嗅觉、温度觉等，还具备一些其他感知能力，比如感知物体的接近、感知自身所处的位置和方向等能力。这种机器人能够对环境的状况与变化做出判断和决策，并做出相应改变，在外界环境变化的情况下仍能很好地完成作业，具备一定的自主能力。 智能机器人除了具备感知能力，还具有一定的决策能力。它们不仅具有任务理解、路径规划、推理、分析、决策等能力，有些还具备学习能力，能够从对周围世界的观察及过往经验中，寻找规律或模式，从而不断提高自身能力。 目前机器人的运动系统还比较笨重 , 没有任何驱动系统能与人的肌肉和骨骼相媲美。波士顿动力公司已经制造出拥有高度行走能力的机器人 Atlas，它可以走动、蹦跳甚至是跳舞，但和真正的人类运动相比，仍有不小差距。 （小组讨论）以小组为单位上网搜索，目前有哪些类型的机器人，并说说他们的应用场景。 （三）开源机器人 平时见到的很多机器人是商业产品化的机器人，它们的设计原理通常是不对外公开的，尽管我们可以体验它们展现的多种功能，却很难知道它们具体的工作原理，对用户和学习者来说就像一个黑箱子，无法对其进行改造与优化。 而开源机器人开放了所有软硬件材料，包括电路设计图、零件清单、结构设计图、程序源代码等，使得用户和学习者可以揭开这个“黑箱子”，对机器人进行全面地探索，从底层上了解它的工作原理和运行机制。我们对它的认识越深刻，就越有能力对其进行改造和优化升级。 小组合作探究
三、课堂总结（5分钟） （提问）最后，请一位同学总结一下，我们今天这节课，都学习到了哪些知识点呢？ 不错，大家都学习得很认真，掌握了今天这节课的知识。 这堂课中，我们首先了解了影视作品中的机器人，然后，还了解了现实中的机器人，投的基本特征及发展。最后，还了解了开源机器人的概念。 今天这节课就到这里了，同学们再见！ 老师加以引导学生，自行总结
教学 反思

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