第七節(jié)設(shè)計滅火機器人說課稿初中信息技術(shù)（信息科技）九年級下粵教B版（第4版）科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）第七節(jié)設(shè)計滅火機器人說課稿初中信息技術(shù)（信息科技）九年級下粵教B版（第4版）教學(xué)內(nèi)容教材：初中信息技術(shù)（信息科技）九年級下粵教B版（第4版）

章節(jié)：第七節(jié)設(shè)計滅火機器人

內(nèi)容：本節(jié)課主要圍繞滅火機器人的設(shè)計與制作展開，引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)的信息技術(shù)知識，結(jié)合現(xiàn)實生活中的需求，設(shè)計一款能夠自動滅火的機器人。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠了解滅火機器人的基本原理，掌握設(shè)計機器人所需的軟硬件知識，提高動手實踐能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力，通過設(shè)計滅火機器人項目，提升學(xué)生的信息意識、計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新等信息技術(shù)核心素養(yǎng)。使學(xué)生能夠在實踐中運用編程知識，鍛煉邏輯思維和團隊協(xié)作能力，同時培養(yǎng)對科技創(chuàng)新的興趣和責(zé)任感。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點

-重點一：滅火機器人工作原理的理解。教師需引導(dǎo)學(xué)生理解滅火機器人如何通過傳感器檢測火源，并利用噴水系統(tǒng)進行滅火，強調(diào)機械臂和運動控制模塊的應(yīng)用。

-重點二：編程實現(xiàn)。重點講解使用編程語言（如Python）編寫控制滅火機器人運動的代碼，包括傳感器數(shù)據(jù)讀取、決策邏輯和執(zhí)行動作的編程技巧。

-重點三：硬件連接與調(diào)試。指導(dǎo)學(xué)生如何將傳感器、執(zhí)行器和控制模塊正確連接，并教授基本的調(diào)試方法，確保機器人能夠按照預(yù)期工作。

2.教學(xué)難點

-難點一：傳感器數(shù)據(jù)處理。學(xué)生可能難以理解如何處理傳感器采集到的數(shù)據(jù)，以準(zhǔn)確判斷火源位置和大小。教師需通過實例演示如何分析傳感器數(shù)據(jù)，并講解數(shù)據(jù)處理算法。

-難點二：決策邏輯設(shè)計。設(shè)計合理的決策邏輯是滅火機器人的關(guān)鍵，學(xué)生可能難以構(gòu)建有效的決策樹或狀態(tài)機。教師應(yīng)通過案例分析，幫助學(xué)生理解決策邏輯的構(gòu)建過程。

-難點三：機器人運動控制。控制滅火機器人的運動需要精確的編程技巧，學(xué)生可能難以掌握如何編寫復(fù)雜的控制代碼。教師可以通過逐步分解控制任務(wù)，幫助學(xué)生逐步掌握運動控制的核心知識。教學(xué)資源-軟硬件資源：微型計算機、編程開發(fā)板（如Arduino或RaspberryPi）、傳感器模塊（溫度、火焰?zhèn)鞲衅鳎?、?zhí)行器模塊（噴水系統(tǒng)、機械臂）、編程軟件（如ArduinoIDE、Scratch、PythonIDLE）。

-課程平臺：學(xué)校信息技術(shù)課程平臺，用于發(fā)布教學(xué)資料和作業(yè)。

-信息化資源：在線編程教程、機器人設(shè)計案例庫、相關(guān)視頻教程。

-教學(xué)手段：實物展示、多媒體課件、互動式編程環(huán)境、小組合作學(xué)習(xí)。教學(xué)過程設(shè)計**導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）**

-播放火災(zāi)事故新聞報道視頻，提問學(xué)生：如何快速有效地撲滅火災(zāi)？

-引導(dǎo)學(xué)生思考：如果有一種滅火機器人，它需要具備哪些功能？

-引入本節(jié)課主題：“設(shè)計滅火機器人”。

**講授新課（20分鐘）**

1.滅火機器人工作原理（5分鐘）

-介紹滅火機器人的基本組成，如傳感器、執(zhí)行器、控制器等。

-講解傳感器的工作原理和火焰檢測技術(shù)。

-舉例說明機械臂和噴水系統(tǒng)的應(yīng)用。

2.編程實現(xiàn)（10分鐘）

-介紹編程環(huán)境，如ArduinoIDE或Scratch。

-講解如何編寫讀取傳感器數(shù)據(jù)的代碼。

-舉例說明如何編寫控制機械臂和噴水系統(tǒng)的代碼。

3.硬件連接與調(diào)試（5分鐘）

-展示硬件連接圖，講解各個模塊的連接方式。

-介紹調(diào)試工具和方法，如串口監(jiān)視器。

**鞏固練習(xí)（15分鐘）**

1.編程練習(xí)（10分鐘）

-學(xué)生分組，每組分配一臺滅火機器人模型和編程環(huán)境。

-教師提供基礎(chǔ)代碼框架，學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識完成編程任務(wù)。

-學(xué)生互相檢查代碼，教師巡回指導(dǎo)。

2.小組討論（5分鐘）

-小組討論如何優(yōu)化滅火機器人的設(shè)計，如提高傳感器靈敏度、改進決策邏輯等。

-每組派代表分享討論成果，教師點評并總結(jié)。

**課堂提問（5分鐘）**

-提問：如何處理傳感器讀取到的異常數(shù)據(jù)？

-提問：如何提高滅火機器人的穩(wěn)定性？

-提問：在實際應(yīng)用中，滅火機器人還需要具備哪些功能？

**師生互動環(huán)節(jié)（10分鐘）**

-教師提問：滅火機器人的編程過程中，如何調(diào)試傳感器數(shù)據(jù)？

-學(xué)生回答，教師點評并給出改進建議。

-教師提問：在設(shè)計滅火機器人時，如何考慮安全因素？

-學(xué)生討論并分享觀點，教師總結(jié)并強調(diào)安全的重要性。

**創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)（5分鐘）**

-教師展示一個高級的滅火機器人設(shè)計案例，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

-學(xué)生分組，根據(jù)案例進行頭腦風(fēng)暴，設(shè)計一個具有獨特功能的滅火機器人。

**總結(jié)與反思（5分鐘）**

-教師總結(jié)本節(jié)課的重點內(nèi)容，強調(diào)編程和硬件調(diào)試的重要性。

-學(xué)生分享學(xué)習(xí)心得，教師鼓勵學(xué)生在課后繼續(xù)探索和改進滅火機器人設(shè)計。

**用時分鐘**：總用時45分鐘。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-機器人歷史與發(fā)展：介紹機器人技術(shù)的發(fā)展歷程，從早期的簡單機械到現(xiàn)代的智能機器人，以及未來機器人技術(shù)可能的發(fā)展方向。

-滅火技術(shù)進展：探討現(xiàn)代滅火技術(shù)的應(yīng)用，包括滅火劑的研究、滅火系統(tǒng)的設(shè)計以及滅火設(shè)備的創(chuàng)新。

-編程語言與機器人：介紹其他編程語言在機器人控制中的應(yīng)用，如C++、Java等，以及這些語言在機器人編程中的優(yōu)勢。

-傳感器技術(shù)：深入研究不同類型傳感器的原理和應(yīng)用，如紅外傳感器、超聲波傳感器、激光雷達等，以及它們在機器人感知環(huán)境中的作用。

-機器人倫理與安全：討論機器人設(shè)計中的倫理問題，如機器人的自主決策、人機交互以及機器人的社會責(zé)任。

2.拓展建議：

-鼓勵學(xué)生閱讀關(guān)于機器人技術(shù)發(fā)展的書籍和期刊，了解最新的研究動態(tài)。

-建議學(xué)生參加學(xué)校或社區(qū)組織的機器人比賽，通過實踐提高技能。

-建議學(xué)生加入學(xué)校的機器人俱樂部或科技興趣小組，與其他同學(xué)交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗。

-建議學(xué)生通過在線課程或MOOC（大規(guī)模開放在線課程）學(xué)習(xí)更多的編程語言和機器人控制知識。

-建議學(xué)生參觀科技展覽或機器人展覽，親身感受機器人技術(shù)的實際應(yīng)用。

-建議學(xué)生研究現(xiàn)有的滅火機器人案例，分析其設(shè)計理念和實現(xiàn)技術(shù)。

-建議學(xué)生思考如何在設(shè)計中融入可持續(xù)性和環(huán)保理念，如使用可回收材料或開發(fā)節(jié)能的滅火系統(tǒng)。

-建議學(xué)生探討機器人在緊急情況下的應(yīng)用，如自然災(zāi)害救援或火災(zāi)現(xiàn)場的協(xié)助工作。

-建議學(xué)生研究機器人與人交互的界面設(shè)計，以及如何提高人機交互的自然性和易用性。

-建議學(xué)生關(guān)注機器人倫理問題，如機器人的決策責(zé)任和隱私保護等。板書設(shè)計①滅火機器人工作原理

-傳感器類型：火焰?zhèn)鞲衅?、溫度傳感?/p>

-執(zhí)行器：噴水系統(tǒng)、機械臂

-控制器：編程模塊、運動控制模塊

②編程實現(xiàn)

-編程環(huán)境：Arduino