优秀课例——人工智能之探秘机器人

在《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”），“人工智能”作为信息科技课程六条逻辑主线之一，其技术的创新发展，成为促进经济、科技发展的重要内驱力，为社会各个领域的发展赋能。

《探秘机器人》属于“新课标”第四学段“人工智能与智慧社会”内容。在上节课学生已对人工智能以及其发展史有了初步的认识，本课通过体验，总结和归纳人工智能实现的一般过程：

感知→学习→决策→行动

教学过程

话题导入

在导入环节向同学们介绍最近人工智能领域出现的新网红——ChatGPT，展示ChatGPT对于人工智能的理解的回答，以此来复习上一节课所学习的知识，通过实例介绍人工智能三大热门研究方向。

在介绍空间机器人时播放“玉兔号”的新闻，了解机器人对于国家科研发展的重要性，人工智能正在成为国之利器。融入思政教育，让学生从小树立为解决国家科技领域的“卡脖子”难题而要好好学习信息科技的决心，激发学生的学习内驱力。

由此引入本节课的课题《探秘机器人》

新知讲授

请同学们根据课本p8的知识，回答下列两个问题：

01

机器人必须为人形吗？

学生回答“不是的”，可以是其他具备一些与人或生物相似智能的自动化机器，都属于机器人。

02

机器人的工作模式是怎样？

“感知——决策——行动”

播放《机器人总动员》片段。请学生分析机器人泡咖啡这一工作过程，同时举例说明身边的机器人是如何进行“感知——决策——行动”的？

分析机器人泡咖啡工作过程

提出疑问

那么是什么样的硬件支持机器人完成“感知——决策——行动”这一工作过程呢？

我们先来看一个“会招手的机器人”的自我介绍。说一说视频中提到了机器人有哪些构成？

学生回答

感知部分、控制部分、驱动部分、支撑部分。同步ppt以及实物讲解各个部分的组成和常用的零件。

小组合作

请打开本组的器材包，探究并说说器材包的器材属于机器人的哪个组成部分，可以打开浏览器查看其中的传感器有什么功能。

此时，姜涵弘老师边展示智能风扇边引导学生思考：它有一个红外传感器，按常理，当我们靠近时将自动开启，但将手部靠近，机器人却没有反应，这是为什么？

学生思考：

是电源没开？还是线没有接好？程序没有写好？

教师引导：

我们一起看检查看看，电源已经打开了，线也连接好了。结合前面提到的“决策”，想想是什么让机器人拥有决策的能力？（教师展示并讲解程序，引导学生把程序下载到微电脑并进行测试）

1

打开程序

简单解释各模块的含义

2

下载程序

到微电脑中

3

运行程序

再次尝试

环节小结

人们按照自己的意图编写出特定的计算机程序，然后把程序传给机器人的大脑，机器人才能拥有自己的智慧。

请同学小组讨论，智能风扇的流程图该怎么设计呢？

根据已有的程序还原流程图，再通过学生独立分析“上学途径”这一事件，巩固流程图的绘制技巧，培养计算思维。

总结归纳

最后总结课堂内容，机器人能够“弄懂”人的意图并遵照执行，正是人工智能的研究成果。

机器人通过传感系统获得知识，经过主控系统处理、判断、决策，再发出指令给机器人的执行机构。

教学亮点

1

话题导入，紧扣时代步伐。

展示最近人工智能领域的新明星ChatGPT，通过展示ChatGPT对人工智能的理解以及播放“玉兔号”视频引入课题，提升民族自豪感和使命感。

2

环环相扣，突破教学重点。

用《机器人总动员》的视频片段以及教师利用人工语音合成技术自制微课介绍机器人结构，分析机器人的工作过程等，不仅落实了本课重点，而且让学生在课堂现实中真实感受人工智能的魅力，充分体验信息科技为我们的学习生活赋能。

3

实物探究，小组合作破难点。

把机器人的常用零件打乱、随机分发给小组，通过“辨别零件—查找功能”这一途径，巩固机器人的构成这一知识难点，同时探究“如何在设计机器人的过程选择合适的零件”，这既是我们“学以致用，以用促创”的学科主张，又符合新课标提到的“做中学，用中学，创中学”。

4

创设情景，带领学生体验算法。

展示没有程序的“智能风扇”机器人，通过问答引导学生思考为何一个结构完整的机器人不能正常工作，通过对这“真实问题”分析，强调程序的重要性，同时分析智能风扇的算法，培养学生的计算思维。

通过本课，鼓励学生像“信息科技专家”那样去思考该环境中各要素相互关系和运行模式，根据需要积极主动地选用技术工具去解决日常生活与学习中的问题，利用技术工具创新实践与协作学习。

转自：“宝安信息教研”微信公众号

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