小學(xué)信息技術(shù)第三冊(cè)學(xué)生機(jī)器人行走1選修教案蘇科版授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容為小學(xué)信息技術(shù)第三冊(cè)中的選修教案《學(xué)生機(jī)器人行走1》。該章節(jié)內(nèi)容主要圍繞機(jī)器人的基本行走原理和操作進(jìn)行教學(xué)。學(xué)生將學(xué)習(xí)如何使用編程軟件來控制機(jī)器人的行走路徑，以及如何利用傳感器來感知周圍環(huán)境并進(jìn)行相應(yīng)的反應(yīng)。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)掌握了基本的計(jì)算機(jī)操作和編程知識(shí)，能夠使用編程軟件進(jìn)行簡單的程序設(shè)計(jì)。同時(shí)，學(xué)生應(yīng)該對(duì)機(jī)器人有一定的了解，知道機(jī)器人是由程序控制的。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生將能夠更好地理解和掌握機(jī)器人行走的相關(guān)知識(shí)。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要包括信息意識(shí)、計(jì)算思維、創(chuàng)新能力與合作交流。通過學(xué)習(xí)《學(xué)生機(jī)器人行走1》，學(xué)生將培養(yǎng)以下核心素養(yǎng)：

1.信息意識(shí)：學(xué)生能夠理解機(jī)器人行走的基本原理，并能夠主動(dòng)尋找和分析相關(guān)信息，提高信息獲取和處理的能力。

2.計(jì)算思維：學(xué)生能夠運(yùn)用編程知識(shí)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)簡單的機(jī)器人行走程序，培養(yǎng)邏輯思維和問題解決能力。

3.創(chuàng)新能力：學(xué)生將在實(shí)踐中發(fā)揮創(chuàng)造力和創(chuàng)新精神，通過編程和操作機(jī)器人，探索不同的行走路徑和策略。

4.合作交流：學(xué)生在小組活動(dòng)中，能夠與同伴積極合作，共同解決問題，提高溝通協(xié)作能力。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

-機(jī)器人行走的基本原理：理解機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)制和行走原理，如電機(jī)控制、傳感器反饋等。

-編程控制：掌握使用編程軟件編寫控制機(jī)器人行走的程序，包括前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向等基本指令。

-傳感器應(yīng)用：學(xué)習(xí)如何使用傳感器來感知周圍環(huán)境，如紅外傳感器避障、超聲波傳感器測(cè)距等。

-程序調(diào)試與優(yōu)化：學(xué)會(huì)通過調(diào)試和優(yōu)化程序來提高機(jī)器人的行走穩(wěn)定性和效率。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

-程序邏輯設(shè)計(jì)：理解并設(shè)計(jì)出復(fù)雜的行走路徑和策略，如迷宮逃脫、避障路徑規(guī)劃等。

-傳感器數(shù)據(jù)處理：如何準(zhǔn)確地處理傳感器數(shù)據(jù)，并進(jìn)行合理的決策，例如在避障程序中判斷障礙物的距離和方向。

-團(tuán)隊(duì)協(xié)作與編程：在小組活動(dòng)中，學(xué)生需要協(xié)作完成編程任務(wù)，難點(diǎn)在于如何有效地分工、溝通和整合各自的代碼。

-創(chuàng)新思維與實(shí)踐：鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新思維，設(shè)計(jì)獨(dú)特的行走程序或游戲，難點(diǎn)在于如何引導(dǎo)學(xué)生跳出傳統(tǒng)思維，實(shí)現(xiàn)獨(dú)特的創(chuàng)意。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有一份《小學(xué)信息技術(shù)第三冊(cè)》教材和選修教案《學(xué)生機(jī)器人行走1》。

2.輔助材料：收集相關(guān)的機(jī)器人行走原理圖片、圖表和視頻，以及編程軟件的使用教程和示例代碼。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備足夠的機(jī)器人模型和編程控制設(shè)備，確保每個(gè)小組都能進(jìn)行實(shí)踐操作。

4.教室布置：將教室布置成小組討論區(qū)和實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，方便學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作。教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：提供《學(xué)生機(jī)器人行走1》的預(yù)習(xí)PPT和相關(guān)的操作視頻，讓學(xué)生提前了解課程內(nèi)容。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：提出問題如“機(jī)器人是如何感知周圍環(huán)境的？”引導(dǎo)學(xué)生思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過在線平臺(tái)收集學(xué)生的預(yù)習(xí)筆記，了解他們的學(xué)習(xí)情況。

學(xué)生活動(dòng)：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生在家觀看視頻，閱讀相關(guān)資料，了解機(jī)器人行走的基本概念。

-思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生針對(duì)問題進(jìn)行思考，記錄下自己的理解和疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將預(yù)習(xí)筆記通過在線平臺(tái)提交，與其他同學(xué)分享。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立探索，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源共享和進(jìn)度監(jiān)控。

-作用與目的：

-幫助學(xué)生提前熟悉課程內(nèi)容，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

-培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和自主學(xué)習(xí)能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

-導(dǎo)入新課：通過展示一個(gè)簡單的機(jī)器人行走實(shí)例，引起學(xué)生對(duì)課程的興趣。

-講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解機(jī)器人的傳感器原理和編程控制方法。

-組織課堂活動(dòng)：學(xué)生分組進(jìn)行機(jī)器人行走編程實(shí)踐，教師巡回指導(dǎo)。

-解答疑問：在學(xué)生編程過程中，教師針對(duì)學(xué)生的疑問進(jìn)行解答。

學(xué)生活動(dòng)：

-聽講并思考：學(xué)生在聽講時(shí)積極思考，對(duì)不懂的地方做好筆記。

-參與課堂活動(dòng)：學(xué)生在小組中合作編程，嘗試實(shí)現(xiàn)不同的行走路徑。

-提問與討論：學(xué)生針對(duì)編程中的問題進(jìn)行提問，與組員討論解決方案。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過講解使學(xué)生理解理論知識(shí)。

-實(shí)踐活動(dòng)法：通過編程實(shí)踐，讓學(xué)生動(dòng)手操作，增強(qiáng)理解。

-合作學(xué)習(xí)法：小組合作完成任務(wù)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作能力。

-作用與目的：

-確保學(xué)生對(duì)機(jī)器人行走原理和編程控制有深入理解。

-通過實(shí)踐活動(dòng)，提升學(xué)生的動(dòng)手能力和問題解決能力。

-通過團(tuán)隊(duì)合作，培養(yǎng)學(xué)生的溝通協(xié)作能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

-布置作業(yè)：設(shè)計(jì)一些具有挑戰(zhàn)性的編程任務(wù)，讓學(xué)生課后完成。

-提供拓展資源：推薦一些高級(jí)編程教程和機(jī)器人競賽資源，供有興趣的學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：批改學(xué)生的作業(yè)，并提供具體的反饋意見。

學(xué)生活動(dòng)：

-完成作業(yè)：學(xué)生獨(dú)立完成課后編程任務(wù)，展示自己的學(xué)習(xí)成果。

-拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生根據(jù)興趣選擇拓展資源進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)：學(xué)生對(duì)本次課程的學(xué)習(xí)進(jìn)行反思，寫下自己的學(xué)習(xí)心得和建議。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行回顧和總結(jié)。

-作用與目的：

-通過作業(yè)鞏固學(xué)生對(duì)本節(jié)課知識(shí)的理解和應(yīng)用能力。

-通過拓展學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維。

-通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生提升自我學(xué)習(xí)和問題解決能力。學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.知識(shí)掌握：

-學(xué)生將掌握機(jī)器人行走的基本原理，包括電機(jī)控制、傳感器反饋等。

-學(xué)生將學(xué)會(huì)使用編程軟件來控制機(jī)器人的行走路徑，包括前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向等基本指令。

-學(xué)生將了解如何使用傳感器來感知周圍環(huán)境，如紅外傳感器避障、超聲波傳感器測(cè)距等。

-學(xué)生將能夠通過調(diào)試和優(yōu)化程序來提高機(jī)器人的行走穩(wěn)定性和效率。

2.技能提升：

-學(xué)生的動(dòng)手能力將得到提升，通過編程和實(shí)踐操作，學(xué)生能夠熟練地控制機(jī)器人行走。

-學(xué)生的邏輯思維和問題解決能力將得到鍛煉，通過設(shè)計(jì)和調(diào)試程序，學(xué)生能夠解決實(shí)際問題。

-學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力將得到培養(yǎng)，通過小組活動(dòng)和協(xié)作完成任務(wù)，學(xué)生能夠?qū)W會(huì)與他人合作。

-學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力將得到激發(fā)，通過創(chuàng)造性的編程和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)生能夠展示自己的創(chuàng)新思維。

3.學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)：

-學(xué)生對(duì)信息技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)的興趣將得到提升，通過實(shí)際操作和互動(dòng)體驗(yàn)，學(xué)生能夠感受到學(xué)習(xí)的樂趣。

-學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)將得到增強(qiáng)，通過完成具有挑戰(zhàn)性的編程任務(wù)和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生能夠感受到自己的進(jìn)步和成就。

4.自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)能力：

-學(xué)生將培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力，通過預(yù)習(xí)、課堂參與和課后作業(yè)，學(xué)生能夠?qū)W會(huì)獨(dú)立探索和解決問題。

-學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力將得到培養(yǎng)，通過學(xué)習(xí)機(jī)器人行走技術(shù)，學(xué)生能夠培養(yǎng)對(duì)新技術(shù)的適應(yīng)能力和學(xué)習(xí)能力。課后作業(yè)為了鞏固本節(jié)課所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，提高學(xué)生的編程實(shí)踐能力，布置以下課后作業(yè)：

1.編程任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的機(jī)器人行走程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)向功能。要求使用至少兩種不同的編程指令來實(shí)現(xiàn)同一功能，并解釋各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

答案：

```python

#前進(jìn)

defmove_forward():

motor_left.forward()

motor_right.forward()

#后退

defmove_backward():

motor_left.backward()

motor_right.backward()

#轉(zhuǎn)向

defturn_left():

motor_left.forward()

motor_right.backward()

#轉(zhuǎn)向

defturn_right():

motor_left.backward()

motor_right.forward()

```

2.編程任務(wù)：利用紅外傳感器，編寫一個(gè)機(jī)器人避障程序。當(dāng)機(jī)器人檢測(cè)到前方有障礙物時(shí)，機(jī)器人應(yīng)該自動(dòng)轉(zhuǎn)向避開障礙物。

答案：

```python

defavoid_obstacle():

ifir_sensor.is_obstacle():

motor_left.backward()

motor_right.backward()

#延遲一段時(shí)間，讓機(jī)器人遠(yuǎn)離障礙物

time.sleep(1)

motor_left.forward()

motor_right.forward()

```

3.編程任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人尋路程序，使用超聲波傳感器來測(cè)量前方障礙物的距離，并根據(jù)距離來調(diào)整機(jī)器人的行走路徑。

答案：

```python

deffind_path():

distance=us_sensor.get_distance()

ifdistance<10:

motor_left.stop()

motor_right.stop()

#等待用戶輸入，讓用戶決定下一步行動(dòng)

user_input=input("前方有障礙物，請(qǐng)選擇：A.轉(zhuǎn)向B.后退C.停止D.前進(jìn)E.退出")

ifuser_input=='A'oruser_input=='B':

#執(zhí)行轉(zhuǎn)向或后退操作

elifuser_input=='C':

#執(zhí)行停止操作

elifuser_input=='D'oruser_input=='E':

#執(zhí)行前進(jìn)或退出操作

```

4.編程任務(wù)：編寫一個(gè)機(jī)器人巡線程序，使用紅外傳感器來檢測(cè)黑線，并控制機(jī)器人沿著黑線行走。當(dāng)機(jī)器人偏離黑線時(shí)，應(yīng)該自動(dòng)調(diào)整方向。

答案：

```python

deffollow_line():

whileTrue:

ifir_sensor.is_line_left():

motor_left.forward()

motor_right.backward()

elifir_sensor.is_line_right():

motor_left.backward()

motor_right.forward()

else:

motor_left.forward()

motor_right.forward()

```

5.編程任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人搬運(yùn)程序，使用電機(jī)控制兩個(gè)機(jī)械臂來搬運(yùn)物品。要求編寫程序?qū)崿F(xiàn)機(jī)械臂的伸縮、旋轉(zhuǎn)和搬運(yùn)功能。

答案：

```python

defmove_arm(arm,direction):

ifdirection=='up':

arm.move_up()

elifdirection=='down':

arm.move_down()

elifdirection=='left':

arm.rotate_left()

elifdirection=='right':

arm.rotate_right()

defpick_up():

move_arm(arm1,'up')

move_arm(arm2,'up')

#執(zhí)行搬運(yùn)操作

defput_down():

move_arm(arm1,'down')

move_arm(arm2,'down')

#執(zhí)行搬運(yùn)操作

```作業(yè)布置與反饋為了幫助學(xué)生鞏固本節(jié)課所學(xué)的知識(shí)，提高編程實(shí)踐能力，布置以下作業(yè)：

1.編程任務(wù)：編寫一個(gè)簡單的機(jī)器人行走程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)向功能。要求使用至少兩種不同的編程指令來實(shí)現(xiàn)同一功能，并解釋各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

2.編程任務(wù)：利用紅外傳感器，編寫一個(gè)機(jī)器人避障程序。當(dāng)機(jī)器人檢測(cè)到前方有障礙物時(shí)，機(jī)器人應(yīng)該自動(dòng)轉(zhuǎn)向避開障礙物。

3.編程任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人尋路程序，使用超聲波傳感器來測(cè)量前方障礙物的距離，并根據(jù)距離來調(diào)整機(jī)器人的行走路徑。

4.編程任務(wù)：編寫一個(gè)機(jī)器人巡線程序，使用紅外傳感器來檢測(cè)