第14課機器人實驗室綜合實踐活動：“陽光尋覓者”的制作教學(xué)設(shè)計-2023-2024學(xué)年初中信息技術(shù)（信息科技）九年級下冊川教版（舊版）課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、設(shè)計思路本課以“陽光尋覓者”的制作為主題，旨在通過實踐活動，引導(dǎo)學(xué)生運用信息技術(shù)知識解決實際問題。課程內(nèi)容與課本“機器人編程”相關(guān)，結(jié)合九年級學(xué)生認(rèn)知水平，設(shè)置循序漸進的教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在動手操作中體驗編程的樂趣，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和團隊協(xié)作能力。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生信息意識，通過編程實踐理解算法與程序設(shè)計的基本原理；提升計算思維，學(xué)會將實際問題轉(zhuǎn)化為程序解決方案；增強問題解決能力，通過團隊合作解決復(fù)雜問題；培養(yǎng)創(chuàng)新精神，鼓勵學(xué)生在實踐中探索和改進設(shè)計。三、重點難點及解決辦法重點：

1.機器人編程邏輯的理解和運用：重點在于理解算法步驟和邏輯關(guān)系，難點在于將實際問題轉(zhuǎn)化為程序設(shè)計。

2.傳感器數(shù)據(jù)讀取與處理：重點在于正確讀取傳感器數(shù)據(jù)，難點在于對數(shù)據(jù)進行有效處理以實現(xiàn)特定功能。

解決辦法：

1.通過案例教學(xué)和小組討論，幫助學(xué)生理解編程邏輯，并通過實際操作練習(xí)鞏固。

2.結(jié)合傳感器原理圖，講解數(shù)據(jù)讀取和處理方法，提供實踐操作指導(dǎo)，鼓勵學(xué)生嘗試不同的數(shù)據(jù)處理策略。突破策略包括：

-設(shè)計分步任務(wù)，逐步引入傳感器使用；

-鼓勵學(xué)生自主調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題并解決；

-利用在線資源和學(xué)習(xí)平臺，提供額外幫助和指導(dǎo)。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有本節(jié)課所需的教材或?qū)W習(xí)資料，包括《初中信息技術(shù)》九年級下冊川教版教材。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，以輔助學(xué)生理解機器人編程概念。

3.實驗器材：確保實驗器材的完整性和安全性，包括機器人套件、傳感器、連接線等。

4.教室布置：根據(jù)教學(xué)需要，布置教室環(huán)境，設(shè)置分組討論區(qū)、實驗操作臺，營造良好的學(xué)習(xí)氛圍。五、教學(xué)過程設(shè)計1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對機器人編程的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道機器人是什么嗎？它與我們的生活有什么關(guān)系？”

展示一些關(guān)于機器人的圖片或視頻片段，讓學(xué)生初步感受機器人的魅力或特點。

簡短介紹機器人的基本概念和重要性，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.機器人編程基礎(chǔ)知識講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解機器人編程的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解機器人編程的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)。

詳細(xì)介紹機器人編程的組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

3.機器人編程案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解機器人編程的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的機器人編程案例進行分析。

詳細(xì)介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學(xué)生全面了解機器人編程的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對實際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用機器人編程解決實際問題。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個與機器人編程相關(guān)的主題進行深入討論。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達能力，同時加深全班對機器人編程的認(rèn)識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對展示內(nèi)容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結(jié)各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強調(diào)機器人編程的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括機器人編程的基本概念、組成部分、案例分析等。

強調(diào)機器人編程在現(xiàn)實生活或?qū)W習(xí)中的價值和作用，鼓勵學(xué)生進一步探索和應(yīng)用機器人編程。

7.課后作業(yè)布置（5分鐘）

目標(biāo)：鞏固學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和實踐能力。

過程：

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于機器人編程的短文或報告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。

作業(yè)要求學(xué)生結(jié)合本節(jié)課所學(xué)，思考如何將機器人編程應(yīng)用于實際問題解決，并提出自己的創(chuàng)新點。

教學(xué)過程設(shè)計完成后，教師需根據(jù)實際情況靈活調(diào)整教學(xué)節(jié)奏和內(nèi)容，確保教學(xué)效果。六、教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-機器人編程歷史與發(fā)展：介紹機器人編程的起源、發(fā)展歷程以及重要里程碑，如早期編程語言的發(fā)展、機器人編程在工業(yè)和娛樂領(lǐng)域的應(yīng)用等。

-機器人編程競賽：介紹國內(nèi)外知名的機器人編程競賽，如機器人世界杯、FIRST機器人挑戰(zhàn)賽等，以及這些競賽對編程技能的培養(yǎng)意義。

-機器人編程平臺與工具：介紹常用的機器人編程平臺和工具，如Scratch、Python、Arduino等，以及它們在機器人編程中的應(yīng)用場景。

-機器人編程案例庫：提供一些機器人編程的經(jīng)典案例庫，包括各種類型的機器人編程項目，如智能小車、無人機、機器人舞蹈等，幫助學(xué)生拓展編程視野。

2.拓展建議：

-鼓勵學(xué)生關(guān)注機器人編程領(lǐng)域的最新動態(tài)，如通過閱讀科技新聞、參加學(xué)術(shù)講座等方式，了解機器人編程的前沿技術(shù)和發(fā)展趨勢。

-建議學(xué)生參與機器人編程相關(guān)的課外活動，如加入學(xué)校的機器人俱樂部、參加社區(qū)舉辦的機器人編程比賽等，以提升實踐能力和團隊協(xié)作精神。

-推薦學(xué)生閱讀一些關(guān)于機器人編程的科普書籍和教材，如《機器人編程入門》、《Python編程：從入門到實踐》等，以加深對編程原理和技術(shù)的理解。

-建議學(xué)生利用在線資源和平臺進行自主學(xué)習(xí)和實踐，如參加在線編程課程、觀看教學(xué)視頻、參與開源項目等，以拓寬知識面和提升編程技能。

-鼓勵學(xué)生嘗試將所學(xué)知識應(yīng)用于實際生活，如設(shè)計制作自己的機器人項目、參與社區(qū)服務(wù)項目等，以增強編程的實用性和社會責(zé)任感。

-建議學(xué)生關(guān)注國內(nèi)外機器人編程領(lǐng)域的優(yōu)秀案例和項目，如研究國內(nèi)外知名機器人編程團隊的成果，以激發(fā)創(chuàng)新思維和拓展視野。

-鼓勵學(xué)生參加機器人編程相關(guān)的培訓(xùn)和認(rèn)證，如獲得Arduino編程證書、Python編程證書等，以提升自己的專業(yè)素養(yǎng)和競爭力。七、課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測課堂小結(jié)：

在本節(jié)課中，我們共同學(xué)習(xí)了機器人編程的基礎(chǔ)知識，了解了機器人編程的基本概念、組成部分和原理。通過案例分析，我們深入探討了機器人編程在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用，以及如何將實際問題轉(zhuǎn)化為程序解決方案。以下是對本節(jié)課內(nèi)容的總結(jié)：

1.機器人編程的基本概念：機器人編程是指通過編寫程序來控制機器人執(zhí)行特定任務(wù)的過程。它涉及到算法設(shè)計、編程語言、機器人硬件等多個方面。

2.機器人編程的組成部分：包括編程語言、開發(fā)環(huán)境、機器人硬件等。編程語言是編寫程序的工具，開發(fā)環(huán)境提供編程所需的功能和資源，機器人硬件是程序的執(zhí)行載體。

3.機器人編程原理：機器人編程的核心是算法，即解決問題的步驟和策略。通過編程，我們可以讓機器人執(zhí)行各種復(fù)雜的任務(wù)，如自動導(dǎo)航、圖像識別、路徑規(guī)劃等。

4.案例分析：我們分析了幾個典型的機器人編程案例，如智能小車、無人機、機器人舞蹈等，了解它們在實際生活中的應(yīng)用和挑戰(zhàn)。

5.小組討論：在小組討論環(huán)節(jié)，學(xué)生們積極探討機器人編程的未來發(fā)展、改進方向和創(chuàng)新點，提出了許多有價值的想法。

當(dāng)堂檢測：

為了檢測學(xué)生對本節(jié)課內(nèi)容的掌握程度，以下是一些檢測題目：

1.選擇題：

(1)機器人編程的核心是（）。

A.編程語言

B.機器人硬件

C.算法

D.開發(fā)環(huán)境

(2)以下哪個不是機器人編程的組成部分（）。

A.編程語言

B.機器人硬件

C.算法

D.機器人外觀設(shè)計

2.簡答題：

請簡要說明算法在機器人編程中的作用。

3.應(yīng)用題：

請設(shè)計一個簡單的機器人編程程序，使其能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：當(dāng)傳感器檢測到障礙物時，機器人停止前進，并向后退一小段距離。八、板書設(shè)計①本文重點知識點：

-機器人編程定義

-編程語言與開發(fā)環(huán)境

-機器人硬件組成

-算法與程序設(shè)計

②關(guān)鍵詞：

-機器人編程

-算法

-編程語言

-開發(fā)環(huán)境

-機器人硬件

③重點句子：

-“機器人編程是通過編寫程序來控制機器人執(zhí)行特定任務(wù)的過程?！?/p>

-“算法是解決特定問題的步驟和策略，是機器人編程的核心。”

-“編程語言是編寫程序的工具，它決定了程序的語法和結(jié)構(gòu)?！?/p>

-“開發(fā)環(huán)境提供編程所需的功能和資源，如代碼編輯器、調(diào)試工具等?！?/p>

-“機器人硬件是程序的執(zhí)行載體，包括傳感器、執(zhí)行器等。”教學(xué)反思九、教學(xué)反思

今天這節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了機器人編程的基礎(chǔ)知識，通過實際案例和小組討論，學(xué)生們對機器人編程有了更深入的了解。在反思這節(jié)課的教學(xué)過程時，我想從以下幾個方面進行總結(jié)：

首先，我覺得課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)做得還不錯。通過提問和展示圖片、視頻，激發(fā)了學(xué)生的興趣，讓他們對機器人編程有了初步的認(rèn)識。但我也意識到，在今后的教學(xué)中，可以嘗試更多樣化的導(dǎo)入方式，比如讓學(xué)生分享自己了解的機器人知識，或者通過一個小游戲來引入主題，這樣可能更能吸引學(xué)生的注意力。

其次，在基礎(chǔ)知識講解環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生們對于編程語言和開發(fā)環(huán)境的概念理解得比較快，但對于算法和程序設(shè)計的理解相對較慢。這可能是因為算法和程序設(shè)計比較抽象，需要一定的邏輯思維能力。為了解決這個問題，我計劃在今后的教學(xué)中，結(jié)合實際案例，通過逐步分解問題的方法，幫助學(xué)生理解算法的設(shè)計過程。

再次，案例分析環(huán)節(jié)是本節(jié)課的重中之重。通過分析實際案例，學(xué)生們能夠更好地理解機器人編程的應(yīng)用場景和解決實際問題的能力。在討論過程中，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生們對于一些復(fù)雜案例的理解不夠深入，這可能是因為他們對案例中的技術(shù)細(xì)節(jié)不夠熟悉。因此，我計劃在今后的教學(xué)中，提前為學(xué)生提供相關(guān)的技術(shù)背景知識，幫助他們更好地理解案例。

此外，小組討論環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學(xué)生合作能力和解決問題能力的重要環(huán)節(jié)。在今天的課堂上，學(xué)生們積極參與討論，提出了許多有創(chuàng)意的想法。但我也注意到，部分學(xué)生在討論中比較被動，不太愿意表達自己的觀點。為了改善這種情況，我將在今后的教學(xué)中，鼓勵學(xué)生大膽發(fā)言，尊重每個學(xué)生的意見，營造一個積極互動的課堂氛圍。

最后，課堂小結(jié)和當(dāng)堂檢測環(huán)節(jié)，我主要關(guān)注了學(xué)生對知識點的掌握情況。通過提問和檢測，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生們對基礎(chǔ)知識掌握得較好，但在實際應(yīng)用方面還有待提高。為此，我將在今后的教學(xué)中，加強學(xué)生的實踐操作能力培養(yǎng)，讓他們通過實際操作來鞏固所學(xué)知識。課后作業(yè)為了鞏固本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，以下是一些課后作業(yè)題目，旨在幫助學(xué)生加深對機器人編程基礎(chǔ)知識的理解和應(yīng)用：

1.編寫一個簡單的機器人編程程序，要求程序能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：

-當(dāng)機器人檢測到光線強度低于設(shè)定的閾值時，機器人向光源方向移動。

-當(dāng)光線強度達到閾值時，機器人停止移動并保持當(dāng)前位置。

**答案示例：**

```python

#假設(shè)使用偽代碼，具體編程語言和傳感器調(diào)用取決于實際使用環(huán)境

light_threshold=500#光線閾值

whileTrue:

light_intensity=get_light_intensity()#獲取光線強度

iflight_intensity<light_threshold:

move_towards_light()#移向光源

else:

stop()#停止移動

```

2.設(shè)計一個機器人程序，用于控制機器人完成以下任務(wù)：

-機器人從起點出發(fā)，按照預(yù)設(shè)的路徑前進。

-路徑由一系列坐標(biāo)點組成，機器人需要按照這些點移動。

**答案示例：**

```python

path=[(0,0),(5,5),(10,0)]#路徑坐標(biāo)點列表

current_position=(0,0)#當(dāng)前位置

fornext_positioninpath:

move_to(next_position)#移動到下一個坐標(biāo)點

current_position=next_position

```

3.編寫一個程序，實現(xiàn)機器人自動避開障礙物的功能。當(dāng)傳感器檢測到障礙物時，機器人應(yīng)該改變方向。

**答案示例：**

```python

defavoid_obstacle():

ifobstacle_detected():

ifget_left_distance()>get_right_distance():

turn_left()

else:

turn_right()

else:

move_forward()

whileTrue:

avoid_obstacle()

```

4.編寫一個程序，實現(xiàn)機器人沿著一條直線移動，當(dāng)偏離直線時，機器人自動調(diào)整方向回到直線上。

**答案示例：**

```python

deffollow_line():

left_speed=get_left_speed()

right_speed=get_right_speed()

ifabs(left_speed-right_speed)>10:#偏差閾值

ifleft_speed<right_speed:

turn_left()

else:

turn_right()

else:

move_forward()

whileTrue:

follow_line()

```

5.設(shè)計一個簡單的機器人舞蹈程序，機器人能夠按照音樂的節(jié)奏完成一系列動作。

**答案示例：**

```p