【清华大学版2024】《信息科技》五上第3单元 第1课《走进机器人世界--科幻与现实》教案.docxVIP

课题

走进机器人世界—科幻与现实

单元

第三单元

学科

信息科技

年级

五年级

核心素

养目标

信息意识：意识在机器人领域至关重要。它使我们能够敏锐地捕捉到机器人技术的必威体育精装版动态和发展趋势。

计算思维：能将问题分解是将复杂的任务分解为一系列简单的子任务，以便机器人能够逐步完成。

数字化学习与创新：明白能够了解和掌握机器人技术的新途径，让我们可以随时随地学习机器人编程、设计和应用的知识。

信息社会责任：在学习过程中，我们需要思考如何确保机器人的行为符合道德和法律规范，以及如何保护个人隐私和信息安全。

教学重点

机器人需具备敏锐的信息意识，时刻关注行业动态与技术发展趋势。

教学难点

机器人需要涉及多个学科领域的知识。

教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

导入新课

第3.1课《走进机器人世界—科幻与现实世界》

板书课题。

1.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吧!

思考：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!

从应用领域来看，它们可以进行重复性高、精度要求严格的工作，如汽车组装、电子产品制造等，大大提高了生产效率。

从技术层面来说，机器人通常由机械结构、传感器、控制系统和动力系统等部分组成。传感器可以让机器人感知周围环境。

2.播放视频。

学习新知引入。

完成思考问题。

观看教学视频。

用机器人知识引入课堂。

用提问的方式引入课题，增强课堂互动性。

将学生的注意吸引到课堂。

讲授新课

新知讲解：

板书课题。

想象世界中的机器人

Robot说法的由来

自古以来，人们一直对制造能够帮助和减轻人类工作的机器很感兴趣。不过最初还没有机器人的概念，一般把它们叫作自动机。现在我们经常说的“机器人”即“robot”，最早出现在1920年捷克剧作家卡雷尔恰佩克创作的一部科幻戏剧《罗素姆万能机器人》(见图3.1.1)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。

科幻作品中的机器人

机器人是科幻作品中不可或缺的一部分，人们在小说、动漫、电影、游戏等科幻作品中勾勒出了各种机器人形象。例如《星球大战》中的宇航技工机器人R2-D2,《我，机器人》中可以学习人类情感的Sonny,《银河系漫游指南》中聪明却忧郁的马文，如图3.1.2所示。

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问题。

实践

同学们，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？把你的想法在下面的空白处写一写、画一画，也许有一天就会成为现实呢!

我幻想过一种全能医疗机器人。它的样子像一个可爱的小熊，有着圆润的身体和温暖的颜色，让人在看到它的第一眼就感到安心。它的头部有一个显示屏，可以显示病人的各项身体数据和治疗进度。它的眼睛是两个高清摄像头，能够仔细观察病人的症状。它的四肢灵活，可以轻松地移动和操作各种医疗设备。

现实世界中的机器人

机器人的基本特征

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。

机器人究竟是指什么？什么样的机器才能称作机器人？也许我们很难给机器人下一个精确的定义，不过机器人通常是指有一定智能的、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，如图3.1.3所示。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。

课堂活动

对于本节课最前面小清思考的那几个问题，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？说一说你的理由。

冰箱不是机器人。理由：冰箱只能按照设定程序运行，不能自主感知。

发条玩具不是机器人。理由：发条玩具靠机械动力运动，无感知和决策。

遥控玩具车不是机器人。理由：需人远程操控，不能自主行动和决策，缺乏智能性，不能算作机器人。

机械臂是一种机器人。理由：能按照编程指令精准动作，可感知环境并做出一定决策，具备机器人的特性。

机器人感知能力的发展

早期的机器人严格按照程序进行活动，可以不断地重复工作，一般不具备感知功能，无法感知环境的变化，不能对环境的变化做出反应，因此在复杂多变的环境中，这种机器人就不能胜任工作了。

随着传感器技术的发展，机器人拥有了感知系统(见图3.1.4)，让机器人像人一样具有视觉、听觉、