1、赋予机器人智慧赋予机器人智慧 一、一、 案例背景信息案例背景信息 这是一节基于 STEM 教育理念的机器人社团创新课。学生为七年级的学生，他们对机器人 教学刚刚接触，充满了好奇与新鲜感，教师通过设计让学生感兴趣的教学活动，让学生们体 验机器人学习的魅力， 尝试利用学习的知识解决生活中遇到的问题， 培养学生的创造能力和 创新精神，激发学生学习知识的动力。 二、教学设计二、教学设计 （一）课程目标（一）课程目标 1、通过亲身感受，使学生了解机器人的工作状态和对社会生活的影响。 2、通过小组学习和实践，使学生体验机器人智慧的由来。 3、在体验和了解机器人的过程中,激发出学生对机器人学的求知欲和探索精
2、神，形成主 动参与创作活动的态度。利用“课程育人”理念，促进学生“全人”发展的同时，激发学生 的创造力。 4、通过课程学习，培养学生主动探究的科学精神，激励学生增长自身智慧，提高勇于 创新的数字化学习能力。 学习重点：了解机器人编程的一般过程，体验机器人智慧的形成。 学习难点：掌握解决问题的方法，能用学习的知识解决现实中的问题。 （四）教学策略设计（四）教学策略设计 1教学方法设计 （1）通过智能机器人的视频镜头引入教学，让学生感受机器人在生活的应用，如何影 响我们的社会发展。 （2）强调学生主体，让学生自主学习探究，利用电子白板和手机等现代化教学手段、引导 学生主动触摸知识，通过亲身实践，感
3、受机器人智慧的形成。 （3）通过对学生学习的分析，采用分组实践的教学方法，由组长带领组员共同完成课题， 每人确定不同的分工，并以“报告”的形式记录下来。共同的协作，使得小组在体验实践的 过程中，有机地将知识与技能相结合，组员之间的认知和智慧相互碰撞，在学习过程中提升 学生分析问题和解决问题的能力。 2关于教-学流程和教-学活动的设计思路 3.计划使用哪些设备、软件、课件或资源？ 硬件环境：硬件环境：电子白板，手机，pc 电脑，Macblock 机器人套件，同屏器，雷大白机器人。 软件环境：软件环境：互联网、教学课件,mBlock 编程软件。 教学资源：教学资源：京东仓储物流机器人视频。 三、教
4、与学的实际过程描述三、教与学的实际过程描述 1教与学的过程描述 教学环 节 教师活动 学生活动 设计意图 课程导 入（5 分钟） 请学生观看，京东仓储物流 机器人工作的视频。 思考问题： （1）在刚刚的视频中大家都 看到了什么，有什么感想？ （2）为什么要用机器人代替 人去工作？ 仔细观看视频，认真思 考问题，回答问题。 观看京东仓储物流机器 人工作的视频，一方面 将学生的眼球吸引到课 堂中，另一方面通过视 频给学生一个感性认 识，技术能改变人们的 生活方式 ，帮助人类社 会进行可持续发展。再 加上教师的问题引导， 使学生快速明确本节课 的学习内容和学习目 开始上课 视频导入，问题引领。 理解
5、机器人智慧的形成，学习编程的一 般过程。 分组实践体验，完成设计项目。 教师帮助、指导 总结，布置作业 结束 展示汇报，知识延伸，深入探讨 标。播放国内的视频， 是让学生了解中国在人 工智能这项技术发展的 现状，增强民族自豪感。 知识储 备（8 分钟） 机器人的智慧来自人类为它 们编写的程序。 1、认识主板 Auriga 主板介绍 10 个接口的功能， 蓝牙接口， 板载传感器（温度、光线、 声控等），板载的编码电机、 智能舵机接口，两个电源接 口。 2、RGB LED 灯板特点 光线传感器，led 灯光原理。 3、Mblock 编程系统 （1）选择主板类型 （2）选择 COM 端口 （3）编写
6、程序 4、赋予机器人智慧 分组跟随着老师的讲解 观察机器人主板的构 造，了解机器人智慧的 由来，掌握编程的技巧。 开动脑筋，利用学到的 知识去解决生活中的遇 到的问题。 这部分知识采用教师演 示和介绍，考虑到学生 们是初接触，基本的操 作和注意事项要让学生 知晓，并给学生们一个 边看演示边学习的过 程。 实战演 练（15 分钟） 将学生分成 4 个小组，让学 生去发现生活中的问题，利 用学到的知识和方法去解决 问题，在实践过程培养锻炼 学生们的动手能力和解决问 题的创新能力。 在学生活动中，老师观察各 组学生的活动情况，并给予 相应的指导。 各组学生进行头脑风 暴，去发现生活中的问 题，利用设
7、计 led 灯的 程序解决这一问题。体 验发现问题选择方 法解决问题优 化设计持续完善设 计的过程。以小组为单 位各组同学进行本组实 践。在实践中要每人有 分工，小组有合作。 小组合作培养学生的人 际交往和合作能力。在 与他人的相处共事中， 既要勇于竞争又要成果 共享。实践活动使学生 亲身体验机器智慧的由 来，感受人工智能给人 类生活带来的改变，亲 身实践，培养学生的动 手能力，激发学生的求 知欲和探索精神。规定 时间完成，培养学生守 时惜时，学习有序的学 习习惯。 汇报体 验成 果，内 化表 达。（12 分钟） 请各组同学将本组的项目活 动的研究报告进行展示。 提纲： 项目名称，发现问题，解
8、决 方法，改进措施 各组学生利用同屏器把 研究报告从手机传到大 屏幕中，向全班同学汇 报本组的项目活动情 况，展示项目实践的成 果。 倾听其他组同学的汇 报，取长补短，改进本 组的项目活动。 利用平板电脑填写报 告，改变学生的学习方 式，满足学生的求新性， 引导学生的创新能力。 通过教学平台的展示， 给学生们一个挑战自我 的机会，培养学生的外 倾性，增强学生的自信 心。让各组同学之间互 相学习，更加深入理解 机器智能在我们生活中 的应用，培养了学生团 队意识和分享共赢的理 念。 知识拓 展，激 发志向 (2 分 钟） 总结学生的项目特点，一个 好的创意是一个好的项目的 基础。 创客的成长过程，
9、开发-测试 -认知，螺旋上升。 倾听和总结，感受认识 能力的螺旋上升模式。 教师帮助学生梳理认知 过程，让学生能体会到 创客的成长过程，开发- 测试-认知，螺旋上升。 知识延 伸（5 分钟） 介绍阿尔法狗，引出人工智 能，介绍人工智能的实现方 法：算力，算法和数据。人 工智能的发展阶段，识别、 判断和创造。 对人工智能有个初步认 知，让学生独立思考， 做有创新精神和创造能 力的人。 让学生对人工智能的未 来有个发散性思考。培 养学生思辨的能力，形 成不拘泥于定式的学习 习惯。激励学生奋发图 强，学习相关知识的热 情，培养学生利用所学 知识解决实际问题的能 力。 学习收 获 了解了机器人智慧的由
10、来 实践中找到解决问题的方法 编写程序控制机器人 为做具有创新能力的人努力 学习 总结本节课学到的内 容。 巩固知识，强化记忆。 培养学生归纳总结的能 力。 布置作 业 进一步完善各组的项目。 思考本组项目的改进方 法。 创新是无止境的，没有 最好只有更好。 2.教学关键环节提炼 以京东仓储物流机器人视频导入课程，以 2 个问题引入教学。以培养创客的流程进行 教学，为让机器拥有智慧，首先要有知识储备，其次进行实战演练，分组对项目的实施和完 成情况进行展示汇报， 最后提升个人的认知水平。 以阿尔法狗引发学生深入思考人工智能对 生活的影响，了解人工智能的实现方法和发展过程，培养学生创新精神和创造能力，激发学 习热情和求知欲。 四、四、教学反思教学反思 本课是 STEM 创新课程的尝试，在教学中没有强调学生掌握多少知识，会做多少操作，而 是引导学生如何去发现问题， 用自己学到的知识去想办法解决问题， 当现有的知识不能满足 需要时，激发学生去学习更多知识和技能，提高自身的能力，进而去解决问题，使学生找到 解决问题的方法和思路。 本课的教学过程中， 教师对学生各组进行展示和汇报的项目没有进一步的跟进， 没能对学生 提供必要的实际的帮助，在今后的创新教育课程中要注意对学生的肯定和引导。
