高中案例：機器人探秘

教學分析與教學設計思路

一、教學對象分析與教學設計

教學對象為高中學生，他們已經(jīng)具有一定的邏輯思維和發(fā)散思維的能力，能夠自主獨立完成較

高要求的學習任務；他們樂于接受新鮮事物，喜歡具有挑戰(zhàn)性的任務；他們在低年級時已經(jīng)學習了

一些信息技術基礎知識，并具備了根本的信息搜索、處理、交流的能力。

二、教學需要分析與教學設計

人工智能技術的使用越來越貼近人們的日常生活，機器人技術和克隆技術一樣都受到了人們特

別是一些社會研究專家、學者們的質(zhì)疑?！皺C器人探秘〃這一主題既表達了時代對學生開展提出的

新要求，又正符合了他們的學習興趣。

在任務劃分時盡量貼近學生的現(xiàn)實生活經(jīng)驗，讓他們探索關于機器人開展根本知識、機器人在

社會中的功能和作用等問題，通過機器人編程體會在機器人身上再現(xiàn)人的思維過程和解決問題的編

程思想，同時使他們充分認識機器人與人類的關系問題。因為學生根本上是第一次接觸機器人學科

的知識，有些問題可能會無從下手，所以在過程設計（通過讓學生填寫學習記錄實現(xiàn)）時，專業(yè)性

的問題都給出相關問題提示。

學生的合作分為小組內(nèi)的合作和小組間的合作，一方面，各小組認領一個問題和任務，既符合

他們的興趣愛好需要和特點，小組必須在合作中完成這一個認領的任務；另一方面，各小組認領的

任務會有不同，在完成任務上降低了難度，但并沒有減少他們學習的內(nèi)容，因為，在探索中自然也

學習到了一些其他任務的內(nèi)容的基礎上，其他的小組演示可以使這些知識更清晰地將聯(lián)系起來，即

同樣也學習到了與其他小組任務相關的內(nèi)容。

注：有條件的學校建議結合在機器人實驗室進行機器人制作的教學。

三、教學（目標一內(nèi)容）分析表

分項新的時機

符號知道機器人編程的根本命令

知識

概念知道“機器人”、"軟件機器人”等概念

知道機器人的開展歷史、機器人在我們生產(chǎn)、工作、學習和生活中的作

事實

用，了解機器人與人類的關系問題

了解機器人由原始的機械制作到智能型的仿人機器人的技術開展歷程，

思想

從社會不同需要和技術層面預測或設未來的計機器人

原理機器人工作的大概流程、原理

技術

操作會用“機器人”、"robot"等關鍵聞檢索信息，能夠調(diào)試機器人程序

方法知道機器人編程的方法

表達知道如何選擇什么工具形成作品，怎樣表達自己的觀點和研究成果

人際

交流小組間和小組內(nèi)相互學習探究經(jīng)驗和研究成果

互動

合作能友善地與人合作，樂于與他人分享自己的觀點和發(fā)現(xiàn)

能在生活實際中發(fā)現(xiàn)機器人的存在和對人類的影響，并提出如“機

發(fā)現(xiàn)問題

器人與人的區(qū)別、它的工作原理如何"等問題；分析問題和任務完成應

分析問題具備的條件，初步了解機器人，確定研究方案；確定認識機器人的各個

方面所需了解的資料，搜集資料并做好記錄，對資料進行研究提出自己

問題

的觀點，如“從哪些方面機器人與人的關系、預測機器人的開展"；

解決

確定方案能模擬人的思維和行為設計機器人的思維過程和行為，能根據(jù)機器

人的功能要求編寫機器人程序；

確定用powerpoint或word展示研究成果;制作研究成果展示作品，

解決問題

如機淵人相冊、調(diào)研報告、論文等。

知道各種搜索引擎的優(yōu)缺點，能對網(wǎng)站的信息的可信度進行評價，對各

要素評價

軟硬件的性價比能做出科學評判

根據(jù)自己完成任務的過程，對?教師的“學習記錄”中解決問題的過程提

過程評價

評價出批判件意見,同時反思H己小組是否是用最F確途杼解決問題

調(diào)控個性化評在討論中合理地吸收其他同學提出的問題和建議，對他小組提出的結果

價批判地接受

調(diào)整控制發(fā)現(xiàn)錯誤及時調(diào)整研究方案

通過學習和研究，對機器人有科學的認識，能批判地對待科幻小說和影

身心健康

視中的機器人神話，正確認識機器人與人類的法律、倫理、等關系，

認識機器人在生活、生產(chǎn)等方面對人類的影響，通過學習增加對探索機

信息意識

情感器人的興趣

態(tài)度

作品欣賞欣賞各種機器人的外觀特色，對機器人相冊中的機器人外觀做出評價

與價

值觀

行為標準

消除學生對一些科幻小說和電影中描述的機器人的盲目崇拜，樹立正確

價值內(nèi)化

的科學觀。

教學過程設計（建議3-4課時）

導言

在科幻小說和電影電視中，我們對機器人作戰(zhàn)的場面已不陌生，

他們也許是人類的朋友，協(xié)助正義戰(zhàn)勝邪惡，或許是人類的敵人，

給世界帶來災禍。

機器人技術作為20世紀人類最偉大的創(chuàng)造之一。機器人的應用

領域不斷力、大，從工業(yè)走向農(nóng)業(yè)、效勞業(yè)；從產(chǎn)業(yè)走進醫(yī)院、家庭；

從陸地潛入水下、飛往太空……。機器人替我們處理了很多困難和

危險的事情，展示出他們的能力與魅力，同時也表示了他書與人的友好與合作。

有人認為機器人無所不能，有人認為機器人的能力將超越人類，有人人為機器人不會

超過人類，有的人認為機器人是人類的翻版。那么，何為機器人？讓我們來靠近它，了解

它。

問題和任務

1、了解機器人的概念和開展歷史。

2、通常機器人分為哪些種類，機器人在人們學習、工作和生活中有什么功能作用？

3、了解機港人的外觀，形成機器人圖片冊，設計一張機器人圖片。

4、機器人的結構體系是怎樣的，機器人是如何工作的？

5、制作機器人涉及到什么技術，如何制作，以后的機器人還會在哪些方面有所改變？

6、機器人編程語言有哪些？選擇學習其中的一種，針對某一款機器人編寫它的工作程序。

7、撰寫一篇探討機器人與人的關系等問題的文章（不少于500字）。

注意：上述任務1和任務2為各小組必做題，做好相關學習記錄。任務3、任務4、任務5和任

務6為每小組認領一題，以一定形式展示你們的研究成果。每位同學均須完成任務7。

過程與資源?

活動指南：

1）小組分別完成認領的問題和任務；

?注：若學生已熟悉webquest教學方法，教師可縮減過程中的一些問題提示信息或只提出一些問題。

2）閱讀教師提供的網(wǎng)站上的文檔，或自己搜索需要的文檔，并以此和你的小組聯(lián)系起

來。比方你閱讀這些文檔時，拷貝你認為重要的段落，或在認為重要的地方加下劃

線，用鼠標拖曳到Word中，或到討論區(qū)發(fā)布讓其他同學學習；

3）筆記：要記錄或者拷貝粘貼下你引用文檔的網(wǎng)站地址URL,這樣你能夠在論證你觀

點的時候，方便地引用它們；

4）在你閱讀了所有的文檔之后，準備好將你學習到東西提煉為屬于自己的、主要的觀

點或形成作品所需素材。

點擊此處下載學習記靈.八常（注：在其它小組任務記錄中，只需填寫“你從他

們小組學習到〃等項）

1.與機器人第一次親密接觸

問題記錄A：我要了解機器人的哪些方面？（完成任務1、2、3）

?問題要點1：資料來源（URL）：資料主題要點：

?問題要點2：資料來源（URL）：資料主題要點：

?問題要點3：資料來源（URL）：資料主題要點：

ROBOTDIY

中國科普博覽—機器人探秘

樂高機器人在線課堂

2,與機器人第二次親密接觸完成小組認領的任務）

問題記錄B：

第一組:“機器人的外觀/形成機器人圖片冊或網(wǎng)站，設計機器人圖片（附上說明）〃

樂高機器人比賽

北京科普之窗一機器人

?更小的問題：、

2此文檔內(nèi)容大致與學案中的空行處記錄相同，學案中沒有列出如“你從他們小組學習到“、“你人為他們應該改良的地方〃等向

其它小組學習的結果、建議和評價的記錄，

.圖片序號：LRL圖片描述

■你找到的網(wǎng)站地址：你的描述

■你找到的網(wǎng)站地址：你的描述

■圖片設計的主題：__________________________________________

?作品制作可用工具：（powerpoint、word、我形我速等）

第二組：“機器人的結構體系、工作流程（原理）/制作機器人結構模型、工作流

程圖或文檔〃

?更小的問題：、

■結構體系描述：________________________________________________

■模型設計思路：________________________________________________

■工作流程描述：_______________________________________________

■你找到的網(wǎng)站地址：你的描述

■你找到的網(wǎng)站地址：你的描述

第三組：“機器人涉及的技術、制作過程，預測未來的機器人是什么樣？/形成機

器人技術文檔或說明書〃

教學用機器人

邏輯電子

學生科技網(wǎng)

?更小的問題：、

?技術1：說明：

?技術2：說明：

■制作機器人過程描述：_________________________________________

■預測的角度1：結果描述

■預測的角度2：結果描述____________________

■你找到的網(wǎng)站地址：你的描述

■你找到的網(wǎng)站地址：你的描述

第四組：“機器人編程語言/編寫一款機器人的工作程序（附上該程序的說明文

檔）〃

roblab軟件及軟件編程

能力風暴資源中心

?更小的問題：、

■你選擇的編程語言：理由：

■你選擇的機器人型號2理由：

■程序設計思路：______________________________________________

■程序說明文檔的設計描述：____________________________________

網(wǎng)上搜索

如果你覺得上面網(wǎng)站信息不夠你完成任務，下面這些網(wǎng)站是專門在網(wǎng)絡中運用關犍詞或者短語

搜索你需要的信息。關鍵詞或短語：“機器人〃、“robot"；搜索引擎：google；sohu；yahoo；

baidu

擴展閱讀：

robotcup（英文各國機器人制作大賽，國外網(wǎng)站）

廣州市機器人大賽

軟件機器人

3.論述你學習到的東西并展開辯論

問題記錄C：

■你還有疑問1：討論得到的解答：

?求助如：大眼睛科技教育網(wǎng)

可以在“在線科學家〃各類志愿者俱樂部找到在線科學家、教師志愿者的聯(lián)系地址，可以

在大眼睛探究俱樂部找到志趣相投的研究合作者；網(wǎng)站也可以發(fā)表同學們的大作業(yè)或者論文。

?我們共同的觀點：___________________________________________________________

?我們還存在的歧義：__________________________________________________________

4.完成作品

問題記錄D:

?小組作品形式：工具：

?作品設計思路：

?完成作品遇到的困難：解決的方法：

?個人作品名稱j摘要j

結論

通過本單元的學習，我們清晰地認識了機器人，像其它許多科學技術的創(chuàng)造發(fā)現(xiàn)一樣，機器人

也將成為人類的好助手、好朋友。科學技術的燈塔指引著中國的未來更加美好的明天。

1、對你完成任務的過程和手歿進行反思

2、你可能要向世界發(fā)布你的觀點

?提交作業(yè)給老師，包括：學習記錄、小組作品、個人小論文；

?各小組派代表演示小組作品；

?可向K12學牛.頻道城域網(wǎng)校園網(wǎng)上發(fā)布小組作品或自己的論文。

評價

評價量表（采取老師、小組評價和自評的方式）

評價指標量化等級分值

序號具體指標工程分

（分值）優(yōu)良中差

1緊扣主題，文字表達通順流暢。8631

2沒有文法、語法錯誤，沒有錯別字。4321

作品內(nèi)容

內(nèi)容豐富、詳實、有創(chuàng)意，能很好反映你和小組

（40分）3252014

探索學習機器人知識的過程。

4注明引用資料的來源和出處。342]

對問題本身分析準確、全而、細致,結論合用，

510852

問題論證與表達充分且恰當。

完成任務的6認真做好學習汜錄。10852

過程7對問題和結果描述符合邏輯，相關資料充分。5321

（30分）媒體工具運用恰當，作品制作嫻熟，能很好丸表

8532]

現(xiàn)主題。

9合作目標與