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1、赋予机器人智慧天津市第三十五中学吕宝荣一、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（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
2、“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
3、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：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：互联网、教学课件,mBlock编程软件。教学资源：京东仓储物流机器人视频。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：仔细观看视频
4、，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（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？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
5、口。2、RGBLED灯板特点光线传感器，Ied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各组学生进行头脑风暴，去发现生活中的问题,利用设计Ied灯的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
6、共事中，分钟）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。程序解决这一问题。体验发现问题一一选择方法一一解决问题一一优化设计一一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。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，
7、发现问题，解决方法，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，开发-测试-认知，螺旋上升。倾听和总结，感受认识能力的螺
8、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
9、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、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。
