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信息技术:《丰富多彩的机器人世界》教学设计

2020-10-16 10:46:49 次浏览 分类:教学资源

一、教学目标

(一)纲要或课程标准中的相关内容

依据教育部《中小学信息技术课程指导纲要(试行)》和深圳特区教育起点较高的实际和中小学生认知发展的特点,五年级上册第一单元第二课《丰富多彩的机器人世界》应充分体现“以学生为主体,教师为主导”的教学理念,本课以基础知识和拓展知识两个体系结合,让学生伴随着梯度的学习和探索进入一个有趣又神秘的科学领域,即与人工智能密切相关的智能机能人世界。

(二)教学目标

1.知识与技能

(1)掌握机器人的定义、了解机器人的发展和分类、掌握机器人的基本构成。

(2)培养学生搜集整理归纳信息的能力,培养学生高级思维的能力。

2.过程与方法

搜集信息、导学、自学、互学、实践。

3.情感态度价值观

培养学生对机器人的兴趣,培养学生关心科技、热爱科学、勇于探索的精神,培养学生的逻辑思维能力、自学能力、团队精神和团结协作的能力。

二、学生分析

学生在上一节课的学习中已经对人类智能与人工智能的概念、联系和区别有了初步的执识。且刚进入高年段的孩子在思维以及动手探索等能力上明显提高,所以教师应充分尊重学生主体性予以适当引导,并适当帮助,以让学生真正走上属于自己的丰富多彩的科技信息之殿堂。

三、教材分析

(一)本节知识点分层

本课主要介绍人工智能在我们日常生活中的具体应用──机器人。教材从个部分进行了阐述:

1.从学生的日常经验和收集到的资料入手,了解各类机器人,找出它们的共性,从而总结出机器人的定义。

2.结合人类智能处理问题的过程以及应用到的器官来相应介绍机器人的构成。

3.实物展示“诺宝”机器人,了解“诺宝”机器人各部分的名称、功能及联系。

(二)教学重难点

重点:1.从学生的日常经验和收集到的资料入手,了解各类机器人,找出他们的共性。从而总结出机器人的定义。

2.结合人类智能处理问题的过程以及应用到的器官来相应介绍机器人的构成。

难点:结合人类智能在处理问题时的过程以及应用到的器官来相应介绍机器人的基本构成(感知──判断──执行)。

四、教学策略

尊重学生的思维及认知,以此为出发点,顺势激发他们的学习探索欲望以及认知兴趣,从而最终达到突破教学难点,让学生走进智能机器人的神秘世界。

五、教学环境

我校有专门的信息技术教室,学生可以充分利用电脑上网查询到相关的机器人资料,并能通过教师的视频及图片展示去直观了解机器人的构成,在教学时间允许的条件下,学生还能在机器人实验室去参观已有的作品,对于本课教学来说有着非常好的辅助作用。

六、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

课前准备

1.将学生分为四人一组,围绕机器人的分类,学生选择自己小组的研究主题:

(l)工业机器人

(2)娱乐机器人

(3)服务机器人

(4)军用机器人

(5)教育机器人

2.安排学生活动。

3.教师准备两种安装好的机器人。

1.在网络、杂志上寻找相应的资料。

2.确定小组汇报的人选。

给小组合作学习做准备。

为后面了解机器人做准备。

 

一、导入,了解机器人的分类

1.出示各类机器人的视频资料。

2.板书课题《丰富多彩的机器人世界》。

3.同学们,谁看到过机器人?你看到的机器人是什么样的?你是通过什么途径了解到机器人?师顺势板书机器人的分类。

4.提出问题:机器人的作用和功能都一样吗?有什么不同,各有什么特点?

三个特点:一个是有人类的功能,比如说作业功能;感知功能;行走功能;还能完成各种动作,它还有一个特点是根据人的编程能自动的工作,这里一个显著的特点,就是它可以编程,改变它的工作、动作、工作的对象和工作的一些要求。它是人造的机器或机械电子装置。

1.观看视频。

2.自由讨论,谈论机器人。

3.小组讨论并班级内汇报。

通过学生感兴趣的视频引入新课。

小组合作与交流。

二、新授,掌握机器人的定义

 

1.提问:你认为什么是机器人呢?是人吗?是机器怎么又叫机器人呢?

2.根据我们刚刚发现的机器人的特点,想一想:大家熟悉的电动玩具和遥控小汽车是机器人吗?为什么?

3.同学们发现机器人它们有什么共性呢?能不能帮助机器人作个明确一些定义?分组讨论,说说你们怎样给机器人定义。

4.课件出示科学家对机器人的定义。 (课本第5页)。师小结。

思考,自由发言。

 

各小组发表自己的意见。

齐读,并试着口头说说。

引发学生思考,找出

各类机器人的共性。

三、深入,探索机器人的构成

1.展示两组“诺宝”机器人,利用视频对其构成加以简单的介绍。

2.让两组机器人完成同样的沿轨迹运动的任务。

3.提问:第一组机器人失败了,你认为原因在哪里?为什么?

4.总结学生发言,阐述机器人模仿人类智能来完成任务的程序。

5.详细讲解机器人的构成。出示,课本第7页图表。

6.“诺宝”机器人演示。(为同学提供两组能完成不同任务的“诺宝”机器人。)

机器人a:拍手,机器人启动,沿轨迹运行。机器人b:机器人行走,碰到障碍,停止行走,"D灯亮,发出蜂鸣声。

7.组织讨论:

(1)机器人完成这些任务用到哪些传感器?

(2)机器人各个组成部分有什么联系?

仔细观察机器人。

小组讨论。

观察后发表看法。

明确机器人的构成

(感知──判断──执行)

观看机器人,观察它是怎样运动的。

讨论,说说机器人完这些任务用到哪些传感器,及各个组成部分有什么联系。

观看动的机器人,破除学生对机器春的神秘感,通过视频,使学生了解“诺宝”机器人的构成和运行过程。

四、拓展运用

你能试着画出导盲帽或导盲手杖的工作原理图吗?(小组合作完成。)

个别作品集体评价。

思考,合作,设计,汇报

活学活用,举一反三。

五、课外延伸

记下网址了解更多有关机器人的知识可以,课后继续学习。

请同学将机器恢复到领取时的样子,分门别类放好。

请同学们整理自己的电脑台。

笔记记录。

归还器材。

帮学生找到课后学习的空间和途径。

引导学生对自己使用过的器材负责。

七、学习评价

大部分学生能掌握机器人的定义,能说出至少不同类别的五种机器人,在设计导盲帽上还有少数学生存在困难,需要在第二课时进一步去操作实践中探索并完善自己的思路。

八、教学反思

通过本次教学前对教材的反复琢磨以及对学生现状的细致了解,在课堂中师生互动、生生互动比较顺利。突破教学难点时,充分按照儿童学习的规律采用了:感知──判断──执行,结合人类智能在处理问题时的过程以及应用到的器官来相应介绍机器人的基本构成,在观看机器人运动中不仅初步了解了机器人的各部分组成,并且对各部分的功能也建立了一定感性直观的认识,突破难点较为成功。如果课前不能充分准备,则会让课的时间略显仓促,因此如何让学生充分在课前去大量了解各种各样的机器人,让学生分好组是必要的一步。

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