8.2 探寻机器人（第一课时）（教案）2025-2026学年高教版中职信息技术基础模块（下册）

8.2 探寻机器人（第一课时）（教案） 课 题 8.2 探寻机器人（第一课时） 课型 新授课 主备人 集体备课时间 课时安排 教授人 授课班级 授课时间 教学目标 1. 知识与技能 · 理解机器人的基本定义：“能够通过编程自动执行任务的机械设备，能够部分或全部代替人去完成一定任务” · 了解机器人的三大组成部分(机械机构、传感装置、控制系统)及各部分功能 · 了解机器人发展的三个阶段(示教再现型→具有感知能力的机器人→智能型机器人) · 能辨识工业机器人、服务机器人、特种机器人的典型应用场景 2. 过程与方法 · 通过“机器人大挑战”情境任务，归纳不同类型机器人之间的共性特征，自主建构对机器人本质属性的理解 · 通过“机器人三要素连连看”配对活动和“机器人发展年代排序挑战”，培养分类归纳和对比分析的能力 · 通过“我身边的机器人”调研分享和小组探究制作机器人信息卡，建立对机器人技术的多维度认知框架 3. 情感态度与价值观 · 感受机器人技术对生产生活方式的深刻变革，激发对机器人领域的探索兴趣 · 了解我国机器人产业的最新突破(人形机器人半程马拉松破纪录、国产机器人进入万台级交付)，增强民族自豪感 · 了解阿西莫夫机器人三定律，树立科技向善的伦理意识 教学重点 · 机器人的三大组成部分——机械机构(本体执行层)、传感装置(感知层)、控制系统(决策层) · 机器人发展的三个阶段及其技术特征 教学难点 · 理解机器人“感知→判断→行动”的闭环工作机制：传感器采集数据→控制系统处理→驱动机构执行 · 机器人三部分的协同关系：大脑（控制系统）+感官（传感装置）+肌肉骨骼（机械机构）缺一不可 学习策略 情境教学法、任务驱动法、体验式教学法、对比辨析法、小组合作探究法、游戏化教学法 设计理念与创新点 1. 以“机器人观察员”情境任务为核心主线贯穿全课——“分类连一连、排序排一排、调研查一查”，完成从感性观察到系统认知的认知跃迁 2. 采用“感—知—辨—望”四阶递进教学链：感机器人→知机器人→辨机器人→望机器人，让教学过程从体验到认知到辨析到展望层层递进 3. 通过“机器人三要素连连看”配对活动和“机器人发展年代排序挑战”小组竞赛，将抽象的知识分类转化为可参与、可辨析的互动任务 4. 融入2026年国产机器人最新突破成果(人形机器人半马夺冠、万台级量产交付)，增强课堂的时代感和民族自豪感 教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 案例展示 投屏展示一组图片——京东智能客服对话界面、小米扫地机器人、人形机器人半程马拉松比赛照片、自动驾驶汽车。提问：“这些图片中，哪些是机器人？为什么？”注意观察学生是否会将“智能客服对话界面”排除在机器人概念之外，以此测试学生对“软件机器人”的真实理解情况 观察图片并快速判断，举手说明自己的判断理由。部分学生可能认为“智能客服不算机器人，因为它没有身体” 用具体案例引发认知冲突，打破学生“机器人必须是铁皮人形”的刻板印象，自然引出“机器人可以是软硬件一体化的智能系统”的核心概念 明确任务 分发任务书：“今天我们将以‘机器人观察员’的身份完成三项探索任务——①搞清机器人到底由哪三大部分组成；②了解机器人是如何从‘机械臂’进化到‘能跑马拉松的人形机器人’的；③搜一搜身边的机器人都在哪些领域大显身手。完成这三步，你就是合格的‘机器人观察员’！”展示学习目标 查看任务书，明确三项任务，对“机器人如何发展成今天的样子”产生初步好奇 以闯关机制激发学习动力 控制系统——“机器人的大脑” 讲解机器人控制系统的核心作用：“控制系统是机器人的指挥中枢，相当于人的大脑，负责对机器人完成任务提供指令信息，对内部和外面环境信息进行处理，控制机器人进行各种操作。”以扫地机器人为讲解实例——它的控制系统会根据传感器反馈的房间地图信息和清洁路径规划算法，将清扫范围划分为可管理的区块并逐格覆盖直至全屋清扫完成 记录控制系统的功能映射——大脑=处理信息+发出指令 将抽象的控制系统概念在具体的产品中进行功能映射 传感装置——“机器人的感官” 讲解机器人的内外感知系统：“传感装置是机器人的‘眼睛和耳朵’，负责检测内部状态、感知外界环境的变化，并将这些信息反馈给控制系统。”内部传感器负责监测机器人自身状态——关节电机的转速与温度反馈、电池剩余电量和电压值、姿态传感器的位移和机体朝向数据等；外部传感器负责获取环境信息——激光雷达扫描周边环境的障碍物距离与轮廓地图、视觉摄像头采集物体形状和颜色特征、红外传感器在无光环境下检测是否有人走近等。以人形机器人为例——足底的压力传感器通过持续测量每平方厘米的压强分布变化来判断当前地形是平地还是斜坡，并将这些感觉信号实时传输给控制系统来调整踝关节的支撑力矩 记录传感装置的两大类——内部传感器(检测自身状态)和外部传感器(感知外部环境) 将传感装置分解为内外两个感知维度 任务一：机器人三要素诊断——“诊一诊” 诊断任务发布 发放任务书上的“机器人三要素诊断单”，布置快速诊断任务：各小组针对3个机器人工作场景分别诊断其使用了三大部分中的哪些技术组件并写出具体的判断依据——①自动驾驶汽车检测到前方行人并自动刹车减速→传感装置(摄像头/雷达采集行人位置)+控制系统(AI判断是否立即刹车)+机械机构(制动装置执行刹车动作)；②某餐厅送餐机器人根据桌面二维码的位置定位自动将餐盘送至指定餐桌→传感装置(摄像头扫描二维码定位与识别)+控制系统(规划最短送餐路径)+机械机构(驱动装置沿路径移动并抬起托盘放置)；③工业机械臂根据视觉系统反馈自动修正焊接轨迹→传感装置(视觉传感器检测工件位置偏移量)+控制系统(计算修正后焊枪所需坐标)+机械机构(六轴电机执行焊枪路径调整) 小组讨论分析每个场景中三大部分各自承担的任务，在诊断单上标注每项功能所属的技术模块并提交组间交换互审。全部完成后教师公布标准分析答案并对各场景中易遗漏的传感器类型(如场景②中红外接近传感器在靠近餐桌时的防碰撞检测)进行补充讲解 三要素场景诊断——将三大组成部分的识别转化为三个完整的技术场景“功能解剖”任务，各组对“自动驾驶车如何察觉行人并及时刹车”这一行为在人工直觉上的连贯性进行技术拆解后，能从感官层准确分解出传感器采集-控制决策-机构执行的逐层分工 任务二：机器人调研信息卡初步整理——“做一做” 信息卡任务发布 发放任务书上的“机器人调研信息卡”模板，布置调研任务：“各小组从工业、服务、特种三类机器人中选择一个本组重点调研的方向，收集至少一款具体机器人产品的以下信息——产品名称与研制厂商、所属机器人类型及分类依据、三大组成部分的对应配置（该产品使用了哪些类型的内外部传感器/其控制系统有无特殊的AI决策能力/机械机构采用的是轮式/履带式/仿人四肢中的哪种运动方式）、以及该产品主要解决的真实场景问题。 各小组分工创作，每位成员独立完成自己负责的分工板块，填写调研信息卡并为该产品撰写一句50字以内的应用评价值。 提醒各组可参考第一课时课间发放的简报资料页中对应三个类型的代表产品和各产品的基本参数摘要 任务三：机器人调研信息卡（续）——调研成果展示与思辨点评 2026中国机器人成就展 教师集中展示2026年国产机器人最新突破性成就中的三个代表性事件——①人形机器人马拉松破纪录：荣耀“闪电”以50分26秒夺冠，超越人类世界纪录；②万台级量产交付：2026年国产机器人头部企业年内进入万台级交付，智元、宇树、优必选等厂商加速工业规模化落地；③中国机器人全球出货量领先：服务和消费机器人全球出货量占比超85%。 以各组选出的三个最佳产品举例分别对位这三个产业维度的最新进展 帮助学生在自己调研的产品与整个中国机器人产业升级的世界版图之间建立起关联性的坐标感 记录三项产业里程碑数据，将自己的调研产品与产业大趋势做配对和定位标注 成果展示 选取2个小组代表上台投屏展示：①“机器人三要素诊断单”的完整故障拆解和各组成要素归属判定；②“机器人发展年代排序挑战”的完整时间轴及排序依据；③“机器人创意设计”的功能方案展示与各项设计参数说明 小组代表展示并讲解，其他小组认真倾听并在评价表中记录关键对比数据 锻炼表达与展示能力，促进组间经验交流和知识互补 多元评价 组织自评与互评，教师进行点评总结。重点评价——①三要素诊断单的诊断依据是否准确并具体；②机器人发展年代排序的推演逻辑是否自洽；③创意设计方案的功能完整性和应用场景的匹配度；④伦理规则的合理性和可执行性 进行自我评价和小组互评，填写评价记录 构建多维评价体系，将AI工具使用素养、AI安全意识与辩论思辨能力同步纳入评价维度 板书设计 板书设计：8.2.1 走近机器人 一、机器人是什么 能够通_过程序自动执行任务_的机械设备，可以_部分或全部代替人_去完成一定任务。机器人可以是有形体(硬件)，也可以是虚拟客服(软件) 二、机器人的三大组成部分 ① 控制系统：大脑——接收信息并处理分析，发出指令 ② 传感装置：感官——内部检测自身状态，外部感知外界环境 ③ 机械机构：肌肉骨骼——执行动作，承载和完成作业任务 三者关系 = 感知→判断→行动 的闭环系统 三、机器人的三代进化 第一代·示教再现型：固定程序，重复执行，没有任何感知能力 第二代·具备感知能力的机器人：配备传感器，可感知后调节修正 第三代·智能型机器人：能自主感知变化信息并自动规划调整行为 四、机器人的三种分类 工业机器人(制造业高精度操作) 服务机器人(生活服务与消费场景) 特种机器人(极端高危和深海深地环境作业) 教学反思 （课后填写） · 教学目标达成度分析 · 学生对信息技术发展历程的理解情况 · 小组讨论环节的参与度和效果 · 课程思政融入的自然度 · 改进措施与建议 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $