五年级下册科学教案-6.22 机器人 冀教版

机器人
冀人版五年级下册第22课
石家庄市桥西区振头小学 段超然
教材分析：本课是五年级下册最后一课，学生在学习了前面五章的基础上，思维能力得到一定的提高，知识水平得到一定的夯实，能够对机器人这一较为复杂、现阶段难以完全弄明白的事物进行学习。一方面这是对本学期科学学习的一个总结，也是对学生学习能力的一个拔高，对学生眼界的一个开阔。
教学目标：1、知道机器人的本质是工具；
2、能通过教师的引导，由浅入深的思考和总结机器人的特点，并能将自己的思考结果与科学家的想法相比较；
3、能用学到的判断标准对日常生活中的机器人进行判断；
4、能从正反两方面评价机器人，并能够知道如何正确的对待机器人。
教学重点：能通过教师的引导，由浅入深的思考和总结机器人的特点，并能将自己的思考结果与科学家的想法相比较。
教学难点：能通过教师的引导，由浅入深的思考和总结机器人的特点。
学情分析：五年级的学生，在经历了一学期的科学学习之后，总体上进入到一定的疲劳期和浮躁期，教师要用稳定的心态来应对，鼓励学生由浅入深的来研究我们不是很了解的事物。在学生懒于思考的时候，要给学生足够的耐心和引导，将课堂节奏掌握在一个合适的度上。
所需材料：教材、PPT课件
教学过程：
一、视频激趣导入
引出课题
打开“机器人跳舞”视频（先不播放）。
师：屏幕上展示出来的是什么东西？
生：机器人。
师：今天我们要学习什么？
生：机器人。
师：今天我们就一起来学习《机器人》。
（书写课题）
（2）视频激趣
师：你猜这个机器人会干什么？
生：跳舞。
师：有同学看到视频文件的名称了对吧，咱们来欣赏一下。
（播放机器人跳舞视频）
师：跳的怎么样？
生：挺好的。
师：我觉得跳得比我好。
（学生笑）
二、机器人的本质是工具
师：我们回想一下本学期最开始学习的内容，我们人类最开始是利用什么来进行劳动的？
生：自己的力量。
师：自己的力量，自己的身体，对不对。
生：对。
师：后来呢？
生：用简单机械。
师：简单机械其实就是被我们利用的一些简单的工具对不对？
生：对。
师：这些工具变得越来越先进，越来越好用，越来越厉害，后来就出现了一个特别科幻，特别有用，特别厉害的工具。我们叫它“机器人”。
机器人的特点
学生眼中的机器人
（教师在引导提问的同时，将学生的想法记录在黑板上）
师：谁见过机器人？
师：你来描述一下你见到的机器人是什么样子的。
生1：我在一个广场上见的，它可以和别人握手，还能听懂人说话，还能显示出字幕。
师：这是他见到的机器人。
师：谁还见到过？电视上我们也见到过。
生2：我在电视上见到的机器人是用来送快递的。
师：这个叫做快递机器人，跟个“小圆盘”似的对吧。
生2：嗯。
师：你们在电视中见到过没有，在电影中见到过没有？
生：见到过。
师：你见到的都是什么样的？
生3：我在电视上见到过机器人小胖。
师：我跟你说这个机器人小胖特别出名，等会我的课件里会说它的一件事情。你说的小胖怎么了？
生3：可以远程操控，可以监控。
师：咱们在现实中，在电视中，电影中或多或少都见过机器人。那么根据你日常的一些知识，你见到的一些情况，你觉得有什么样特点的我才能叫他机器人？
师：比如这个鼠标，我能叫他机器人吗？
生：不能。
师：老师用的扩音器，我能叫他机器人？
生：不能。
师：那什么样的才能叫机器人呢？
生4：可以活动。
（师在黑板上记录）
生5：能帮助别人做事情的。
（师在黑板上记录）
师：如果他说的你不同意，你可以马上反驳他。
生6：它有自己的程序、大脑和动作，还有身体。
（师在黑板上记录）
生7：他的外表酷似人类，都有四肢。
（很多学生不同意此学生观点，并进行了疑问和反驳）
师：咱们先写上好吧。
（师在黑板上记录）
生8：都多才多艺。
生9：我不同意，搬个东西也算多才多艺啊？
师：你怎么来解释？
生8：……应该算吧（不确定）
师：这个也有争议，我先写上。
（师在黑板上记录）
师：好，我们觉得有这些特点它就叫做机器人。
列举具体的机器人，进一步启发学生
师：下面我们看几个具体的例子。
机械手
（出示图片）
师：这是什么啊？
生：机械手。
师：调节手的运动和用力，机械手就稳稳地抓住了鸡蛋。
师：你们觉得它是机器人吗？
生1：是。
生2：不是。
师：有人说是，有人说不是。那我们来看一看它符合我们黑板上的条件吗？
师：它可以活动，可以帮助别人，有程序吗？
生：有。
师：有大脑吗？
（学生不确定）
师：好像这里有问题了。刚才是那个同学提出的这个特点，你接着来说一说吧。
生3：大脑是由程序来操控它的，没有程序，大脑也就动不了了。
（此时有学生在下面小声嘀咕，程序和大脑是一样的啊）
师：我觉得程序和大脑是一样的。
（有学生点头认同）
生3：我还是认为大脑是由程序来控制的。
（此时绝大多数学生发出了质疑的声音）
师：谁有想法可以说。
生3：人类有的是大脑，机器有的是程序。
师：也就是说，我们可以把机器人的程序比喻成大脑对吧？
生：对。
师：好，我现在先把大脑擦掉。
师：他有四肢吗？
（有学生认为它没有四肢，但是马上有学生反驳，机械臂就是四肢）
师：多才多艺呢？
生：它能夹鸡蛋。
师：还能做别的吗？
生：还能夹别的？
师：那我能叫它“多才多艺”吗？
生：不行。
师：我在这里加个问号。（黑板上加问号）
工业机械人
（出示图片）
师：工业机械人，被誉为钢领工人，在汽车、化工、电子、机械制造、钢铁、纺织、采矿等领域有广泛的用途。你认为它是机器人吗？
生：是。
师：它像人吗？
生：不像。
师：它可以活动，可以帮助别人，他有程序，他有动作。
生：对。
师：它有四肢吗？
生：没有。还是“一肢”。
师：多才多艺吗？
生：可以算。
仿人机器人
（出示图片）
师：它的头顶安装有天线，眼睛里面装有摄像机和仪器，能像人一样观察事物。这个看起来像我们印象中的机器人。虽然它丑了一点对吧。而且它明确告诉你他就是“机器人”对吧。
生：对。
师：他可以活动，可以帮助别人，有动作，有程序。
生：对。
师：他怎么帮助我们？
生1：可以帮助盲人引路。
生2：可以帮助做一些人类做不到的事情。
师：比如说？
生2：监控。
师：人也可以监控啊。
生2：但是我们需要休息，但是机器人就可以不停的进行监控。
师：对，浪费了我们的时间，而且我们需要休息对不对。
生：对。
八脚走路的机器人
（出示图片）
师：多脚走路的机器人，可以干很多工作，比如，在核电站代替人工作，不怕核辐射。你们联想一下，我们四年级学仿生的时候，我给大家介绍过“蛇形机器人”，还记得吗？
生：记得。
师：当时咱们怎么讲的啊？为什么把机器人做的那么长那么细呢？还记得吗？
（学生记不太清了，继续启发）
师：我们把机器人做的这么小，它可以进入核电站工作，他还能干什么啊？
生：它可以钻到人类到不了的一些灾难地点，在里面侦查情况，进行救援。
师：非常好！正如刚才这个同学说的，比如说里面我们进不去，有灾害，有毒气，我们就可以让机器人进去，别管它是八脚机器人也好，蛇形机器人也好，对不对？
生：对。
继续思考机器人特点
师：通过对于这四种机器人的欣赏和思考，我们发现跟我们印象中的机器人有一样的地方也有不一样的地方。那么，你又发现机器人的什么新特点了？
生1：机器人都可以远程控制。
（很多学生提出质疑）
师：我们可以把话说的更加科学一点，那就是“有一部分机器人可以远程控制”，对不对？
生1：对。
师：还有吗？
生2：机器人没有自己的思维。
师：是这样吗？
（学生议论）
师：我可以说，它没有人类的感情。
（很多学生表示同意）
师：其实没有人类感情这个特点挺麻烦的，等会咱们探讨。
师：再给一次机会。
生3：没有人类的皮肤。
生4（反驳）：机器人的外壳不就是机器人的皮肤吗？
师：我说一个我见过的视频，当中有个机器人制作的跟人类一模一样，还可以跟人对话。而且，我也同意刚才同学说的，机器人的外壳就是他所谓的“皮肤”。你们觉得呢？
生：对。
科学家定义的机器人
师：我们绞尽脑汁进行了思考，还观察了四个机器人。下面我们来看一看科学家是如何定义机器人的。打开书22课，咱们看98页的科学在线。下面呢给大家3、4分钟的时间，你来试一试，看看你能不能看懂，看看你能不能从当中找到科学家是如何判断一个东西是否是机器人的。
（学生进行阅读，教师巡视指导）
师：有人很容易就找到判断标准了，那你能看懂上面的例子吗？
师：知道了吗？
生：知道了。
师：怎么来判断啊？
生：1、身体：具有一定的形状。2、大脑：控制机器人的程序。3、动作：具有一定的动作、行为表现。
师：简单来说就是，形状、大脑、动作。（在黑板上书写）老师是不是擦错了，你看书上说的就是大脑。咱们来看看大脑后面的解释。
生：控制机器人的程序。
师：大脑就是控制机器人的程序。其实他俩是一回事是吧？
生：对。
师：这3点就是科学家总结出来的特点。那么大家看一看，我们的想法和科学家的想法有没有类似的地方？
生1：有。程序、动作。
师：咱们没说形状对吧？
生2：老师，四肢说的就是形状的一个方面把。
师：我觉得还是有一定道理的，对吗？
生：对。
师：好，现在我们知道了，从形状、大脑、动作三个方面来判断它是不是机器人。而且通过刚才的学习，我们可以学习科学家，更加精炼的、精准的来思考问题，对不对？
生：对。
对于机器人的判断
师：下面我们来判断一下这些东西是不是机器人，可能有点出乎你的意料。
（出示红绿灯、自动门、机械手表、剪刀、毛绒玩具、遥控器的图片）
红绿灯
师：有形状没有？
生：有。
师：有大脑没有？
生：有。
师：谁来解释一下，它的大脑？
生：有程序在控制各种颜色的灯几秒关闭，几秒亮起，证明他是有程序控制的。
师：它有动作吗？
生：有。
师：他不就是闪灯吗？哪里来的动作呢？
生：闪灯就是动作。
师：所以它是机器人吗？
生：是。
自动门
师：好好想想，别着急。
师：有没有形状？
生：有。
师：有没有大脑。
（学生意见各异）
师：这个门是如何运动的，是不是我一到跟前他就自动转了？
生：对。
师：它有没有程序控制它？
生：有。
师：有动作，对吧？
生：有。
师：所以它是机器人吗？
生：是。
剪刀
（学生一致表示不是）
师：谁来说一说，它为什么不是？
生：它没有大脑。
师：我真看不出剪刀的大脑在哪里。它有形状是一定的，他有动作吗？
生：有。
师：咱们这里的“动作”不是说的我去动他，而是在它的大脑控制下进行的动作，明白了吧？
生：明白了。
师：所以它不是。
毛绒玩具
师：有形状吗？
生：有。
师：剩下两个都没有对吧？
生（笑）：对。
师：没大脑，打开里面都是棉花。没动作，你不动它他就不会动。
手表
（学生说是）
师：这个特别难。关键是它有没有大脑。
（学生底下激烈争论）
师：谁把手表打开看过？
生：我打开过，里面有电池，铁板，还有很多齿轮。
师：你们见过有人为它编程序吗？
生：没有。
师：在工厂的时候是不是工人们会给它输入程序？
（意见不一）
生：我见过有的手表，只要晃动手腕就能让它运转。
师：我手上这款手表就是这种。好，大家听听我的说法对不对。如果是放电池，有齿轮的那种表，我觉得真没什么智能的成分。但是，比如说iPhone watch，苹果公司出的那种表，又能打电话，又能定时叫你起床什么的，那种表是不是？
生：是。
师：所以说我觉得各种手表它是不是机器人，还得区别对待，有的是，有的不是。是不是？
生：对。
遥控器
师：它是吗？
生：不是。
师：它有智能的大脑吗？
生：没有。
师：谁来解释一下。
生：我们摁它它才会有动作，我们不动它他不会动。
师：它只能传递我们的一个动作对不对。
生：对。
师：大家发现了，就算我们知道了这三点标准，我们有时候还是判断不准，对不对？
生：对。
师：所以我们需要在课下去阅读更多的资料，去了解更多的关于机器人的知识，从而让我们更精准的判断一个事物是不是机器人。
从正反两方面分析机器人
师：机器人发展了这么多年，造出了这么多机器人，为什么呢？一句话，它肯定有好处。
生：它还有坏处。
师：我发现这个同学说的特别好，老师说机器人有好处，它马上说出来机器人也有坏处。我们分开说，它有什么好处？
生1：它可以帮助人类。
师：具体一点，它可以怎样帮助人类？老师希望听到很具体的内容。
生1：可以在一些很艰苦的环境中，干一些人类干不成的事情。
师：可以做一些我们做不到的事情。
生2：可以代替人类工作。
师：这个同学说的很具体，我也很同意。下面我们来看大屏幕。
好处
排雷
师：有些地方战争过后，土地下面埋了好多地雷，以前没有机器人的时候只能用人工去排雷。会造成什么？
生：人员的伤亡。
师：还有一点好处，大家想一想。
生：它探测的更加精准了。
救灾
师：就跟刚才那个八脚机器人、蛇形机器人似的。去那些很危险的地方去救人。
勘探
师：咱们有时候会听到一些新闻，人们在地下采矿或者进行其他活动的时候，地洞塌陷，气体泄漏，非常的危险。这时候我们就可以让机器人进去探探路，进行勘探。
工作
师：图片上描绘的是什么情景？
生：正在造车。
师：我在里面发现有一两个人，大多数工作都是由机器人完成的。这样有什么好处啊？
生1：快。
生2：省劲。
生3：精准。
医学
师：大家想一想，我们在医院检查的时候，那些仪器，你现在想一想，它是不是机器人？
生：是。
师：大家还记得我们以前在资料里学习到的，纳米机器人吗？
生：记得。
师：非常的小，放进你的体内，去治病。这也是对于医学的应用。
坏处
师：刚才一上课的时候，有同学就说了，机器人还有不好的地方。谁来说一说？
生1：费电。
生2：做机器人过程当中会产生很多废料。
师：也是有点道理的。
生3：如果机器人代替人工作，我们很多人就会失业了。
师：说得非常好。
生4：如果机器人的程序出现错误，那么人类就会非常危险。
师：现实当中确实出现过这种情况。
生5：价格昂贵。
师：下面我们来看看我找到了哪些不好的地方。
战争
师：如果我们造了很多战争机器人，会让我们的战争更加的激烈、更加的血腥，会死更多的人。比如现在美国就在研发一些战争机器人。
工厂裁员
师：正如刚才那个女同学说到的，非常棒。
机器人伤人事件
师：刚开始的时候有同学提到了小胖，我们来看看，这件事就是小胖制造的。
（深圳高交会上发生“全国首例机器人伤人事件”，名叫“小胖”的机器人突发故障“杀伤力爆棚”，在没有指令的情况下自行打砸展台玻璃、砸伤路人，一位路人全身多处划伤后被担架抬走。不过随后，涉事企业澄清，事故原因是工作人员的误操作。）
师：虽然最后说是误操作，但是也能引发我们的一些思考。这个时候，“没有人类情感”这条就特别关键了。它们只会根据现成的程序去冷冰冰的执行，
如何评价
师：既然它有这么多优点，也有一些缺点，我们应该如何去对待机器人这个事物呢？
生：对于那些好的地方，我们应该去加以利用。
师：对于那些不好的地方呢？
生：我们一定要小心。
师：让机器人在帮助我们的时候，不伤害我们。
结语
师：这节课我们就讲到这里了，下节课我们会对机器人进行一个小小的设计活动。好这节课就上到这里。好下课。
生：起立。老师再见。
师：同学们再见。