上課時間上課時間全國粵教版信息技術七年級下冊第二章第五節(jié)《活動2：制作智能控溫機器人》教學設計2025年12月任課老師任課老師魏老師教材分析教材分析《全國粵教版信息技術七年級下冊第二章第五節(jié)《活動2：制作智能控溫機器人》教學設計》本節(jié)內容以實際應用為導向，通過制作智能控溫機器人，幫助學生理解計算機編程的原理和應用。與課本相關聯(lián)，通過實踐操作，培養(yǎng)學生解決問題的能力和創(chuàng)新思維。核心素養(yǎng)目標核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)學生的計算思維，通過編程實現(xiàn)邏輯推理和算法設計。

2.增強學生的信息意識，認識到信息技術在現(xiàn)實生活中的應用價值。

3.提升學生的問題解決能力，通過編程解決實際問題。

4.強化學生的創(chuàng)新精神，鼓勵學生嘗試新的編程方法和創(chuàng)意。

5.培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力，通過小組合作完成項目開發(fā)。教學難點與重點教學難點與重點1.教學重點，

①掌握智能控溫機器人的編程邏輯，包括溫度感應、判斷和執(zhí)行動作等環(huán)節(jié)。

②學會使用編程軟件進行代碼編寫和調試，實現(xiàn)機器人的功能。

③理解并運用條件語句和循環(huán)語句，實現(xiàn)復雜的控制邏輯。

2.教學難點，

①理解并實現(xiàn)溫度感應與控制邏輯的匹配，確保機器人能準確判斷溫度并作出相應動作。

②掌握編程中的異常處理，解決在編寫代碼過程中可能出現(xiàn)的錯誤。

③將實際問題轉化為編程問題，培養(yǎng)學生的抽象思維和問題解決能力。

④小組合作中協(xié)調分工，共同完成任務，提高團隊協(xié)作能力。教學方法與策略教學方法與策略1.采用項目導向學習法，引導學生通過完成智能控溫機器人的制作項目，學習編程知識和技能。

2.結合實驗教學法，讓學生在實際操作中體驗編程過程，增強對編程原理的理解。

3.使用案例研究法，通過分析實際案例，讓學生了解編程在解決實際問題中的應用。

4.利用多媒體教學，展示編程演示視頻，幫助學生直觀理解編程邏輯和操作步驟。

5.組織小組討論，鼓勵學生分享學習心得，培養(yǎng)合作解決問題的能力。教學過程設計教學過程設計（一）導入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.創(chuàng)設情境：展示智能控溫機器人在家庭、工業(yè)等場景中的應用視頻，引發(fā)學生對智能設備的興趣。

2.提出問題：引導學生思考如何通過編程實現(xiàn)溫度控制，激發(fā)學生的求知欲。

3.引入課題：宣布本節(jié)課的主題為《制作智能控溫機器人》，明確學習目標。

（二）講授新課（15分鐘）

1.溫度感應原理介紹（5分鐘）：講解溫度感應器的類型、工作原理和接口連接方法。

2.編程環(huán)境介紹（5分鐘）：介紹編程軟件的功能、界面和基本操作。

3.編程邏輯講解（5分鐘）：講解溫度感應、判斷和執(zhí)行動作等編程邏輯。

4.代碼示例展示（5分鐘）：展示智能控溫機器人的完整代碼，分析代碼結構和功能。

（三）鞏固練習（15分鐘）

1.學生分組（5分鐘）：將學生分成小組，每組負責完成一個智能控溫機器人的制作。

2.編程實踐（10分鐘）：指導學生根據(jù)所學知識，編寫代碼實現(xiàn)溫度控制功能。

3.交流討論（5分鐘）：各小組分享編程心得，解答彼此在編程過程中遇到的問題。

（四）課堂提問（5分鐘）

1.提問環(huán)節(jié)：針對本節(jié)課的重點和難點，提出問題，檢驗學生對知識的掌握程度。

2.學生回答：鼓勵學生積極回答問題，教師點評并給予指導。

（五）師生互動環(huán)節(jié)（10分鐘）

1.教師示范：展示如何調試代碼，解決編程過程中可能出現(xiàn)的問題。

2.學生提問：學生提出疑問，教師解答并給予指導。

3.小組協(xié)作：教師巡回指導，協(xié)助學生解決編程過程中的困難。

（六）課堂小結（5分鐘）

1.總結本節(jié)課所學內容：回顧智能控溫機器人的制作過程，強調編程邏輯和代碼結構。

2.拓展延伸：引導學生思考編程在生活中的應用，激發(fā)學生對信息技術的興趣。

（七）布置作業(yè)（5分鐘）

1.布置作業(yè)：要求學生獨立完成一個簡單的智能控溫機器人項目。

2.作業(yè)要求：確保代碼正確，功能完善，并提交作業(yè)。

整個教學過程共計45分鐘，緊扣實際學情，凸顯重難點，培養(yǎng)學生解決問題的能力和創(chuàng)新精神。在教學過程中，注重師生互動，激發(fā)學生的學習興趣，提高教學質量。教學資源拓展教學資源拓展1.拓展資源：

-傳感器技術：介紹不同類型的溫度傳感器，如熱敏電阻、熱電偶等，以及它們在智能控溫系統(tǒng)中的應用。

-控制算法：探討PID控制算法在溫度控制中的應用，以及如何通過調整參數(shù)來優(yōu)化控制效果。

-機器人編程語言：介紹常見的機器人編程語言，如Python、C++等，以及它們在智能控溫機器人編程中的使用。

-電路設計基礎：講解簡單的電路設計原理，如串聯(lián)、并聯(lián)電路，以及如何連接傳感器和執(zhí)行器。

-項目案例：分享其他智能控溫機器人的實際應用案例，如智能家居系統(tǒng)、農業(yè)自動化等。

2.拓展建議：

-學生可以進一步研究不同類型的傳感器，了解它們的優(yōu)缺點和應用場景。

-通過在線課程或圖書館資源，學習PID控制算法的基本原理和實現(xiàn)方法。

-嘗試使用不同的編程語言編寫智能控溫機器人程序，比較它們的優(yōu)缺點。

-設計并制作一個簡單的電路，將傳感器和執(zhí)行器連接起來，測試溫度控制功能。

-參與學?；蛏鐓^(qū)的科學展覽，展示自己的智能控溫機器人項目，獲取反饋并改進設計。

-閱讀相關的科普書籍或雜志，了解智能控溫技術的前沿發(fā)展和未來趨勢。

-參加科技競賽或工作坊，與其他學生合作，共同開發(fā)更復雜的智能控溫系統(tǒng)。

-通過網(wǎng)絡論壇或社交媒體，加入相關的技術社區(qū)，與其他愛好者交流心得和經(jīng)驗。教學反思與總結教學反思與總結這節(jié)課下來，我覺得挺有收獲的。首先，我覺得課堂氣氛挺活躍的，學生們對智能控溫機器人的興趣挺高的，這讓我很欣慰。在導入環(huán)節(jié)，我通過展示實際應用的視頻，激發(fā)了學生的興趣，他們提問的積極性也提高了。

在講授新課的過程中，我盡量讓內容貼近實際，結合了傳感器技術、控制算法和電路設計等知識點，這樣學生更容易理解。我發(fā)現(xiàn)，學生們在編程實踐環(huán)節(jié)中，對代碼的編寫和調試掌握得不錯，這讓我對他們的編程能力有了新的認識。

不過，在教學過程中，我也發(fā)現(xiàn)了一些問題。比如，有些學生對于編程邏輯的理解還不夠深入，他們在編寫代碼時容易出現(xiàn)錯誤。針對這個問題，我打算在今后的教學中，增加一些編程練習，讓學生在實踐中提高。

另外，我發(fā)現(xiàn)小組合作時，部分學生參與度不高，這可能是因為他們對項目不夠了解或者擔心自己的能力不足。為了解決這個問題，我會在下一次課之前，提前布置一些預習任務，讓學生對項目有一個初步的了解，同時也會鼓勵他們積極提問，共同解決問題。

總體來說，這節(jié)課的教學效果還是不錯的。學生們在知識、技能和情感態(tài)度方面都有所收獲。在今后的教學中，我會繼續(xù)關注學生的個體差異，因材施教，同時也要不斷改進教學方法，提高教學效果。我相信，通過我們的共同努力，學生們會在信息技術這條道路上越走越遠。板書設計板書設計1.智能控溫機器人制作流程

①硬件選擇：溫度傳感器、執(zhí)行器（如加熱器、冷卻器）

②軟件編程：編程語言選擇、環(huán)境搭建、代碼編寫

③調試與測試：運行程序、觀察效果、調整參數(shù)

2.溫度感應與控制

①溫度傳感器類型：熱敏電阻、熱電偶

②溫度檢測原理：溫度變化引起電阻或電壓變化

③控制邏輯：設定目標溫度、比較實際溫度、執(zhí)行相應動作

3.編程語言基礎

①變量和數(shù)據(jù)類型：整型、浮點型、布爾型

②控制語句：條件語句（if-else）、循環(huán)語句（for、while）

③函數(shù)定義與調用：封裝功能、提高代碼復用性

4.電路連接

①串聯(lián)電路：電流相同，電壓分配

②并聯(lián)電路：電壓相同，電流分配

③傳感器與執(zhí)行器連接：正確連接接口，確保電路正常工作

5.PID控制算法

①比例（P）、積分（I）、微分（D）控制

②參數(shù)調整：根據(jù)實際效果調整Kp、Ki、Kd

③算法實現(xiàn)：編寫代碼實現(xiàn)PID控制邏輯課后作業(yè)課后作業(yè)1.編寫一個簡單的溫度檢測程序，使用條件語句判斷溫度是否在設定的范圍內。如果溫度低于設定值，執(zhí)行加熱動作；如果溫度高于設定值，執(zhí)行冷卻動作。假設設定溫度為25℃，溫度傳感器的讀數(shù)范圍為20℃到30℃。

答案：```python

#假設temp_sensor為溫度傳感器的讀數(shù)

temp_sensor=22#示例讀數(shù)

#設定目標溫度

target_temp=25

#判斷溫度并執(zhí)行動作

iftemp_sensor<target_temp:

print("溫度低于設定值，執(zhí)行加熱動作")

eliftemp_sensor>target_temp:

print("溫度高于設定值，執(zhí)行冷卻動作")

else:

print("溫度在設定范圍內，無需動作")

```

2.設計一個簡單的溫度控制循環(huán)，使用循環(huán)語句每分鐘檢測一次溫度，并在溫度超出范圍時進行相應的控制。假設溫度超出范圍時，加熱器或冷卻器工作時間為1分鐘。

答案：```python

importtime

#假設temp_sensor為溫度傳感器的讀數(shù)

temp_sensor=22#示例讀數(shù)

#設定目標溫度

target_temp=25

whileTrue:

iftemp_sensor<target_temp:

print("溫度低于設定值，執(zhí)行加熱動作")

#加熱器工作1分鐘

time.sleep(60)

eliftemp_sensor>target_temp:

print("溫度高于設定值，執(zhí)行冷卻動作")

#冷卻器工作1分鐘

time.sleep(60)

else:

print("溫度在設定范圍內，無需動作")

#假設每分鐘更新一次溫度

temp_sensor=23#示例更新后的讀數(shù)

time.sleep(60)

```

3.編寫一個函數(shù)，用于計算PID控制算法的輸出值。給定比例（P）、積分（I）和微分（D）參數(shù)，以及當前誤差和累計誤差。

答案：```python

defpid_control(Kp,Ki,Kd,current_error,integral_error):

#計算PID輸出

output=Kp*current_error+Ki*integral_error+Kd*(current_error-previous_error)

previous_error=current_error

returnoutput

#假設參數(shù)和誤差

Kp=1.0

Ki=0.1

Kd=0.01

current_error=-5

integral_error=0

output=pid_control(Kp,Ki,Kd,current_error,integral_error)

print("PID輸出值：",output)

```

4.設計一個簡單的電路圖，連接溫度傳感器和執(zhí)行器（如加熱器），并說明電路的工作原理。

答案：[電路圖描述]

-溫度傳感器連接到微控制器的模擬輸入端口。

-執(zhí)行器（加熱器）連接到微控制器的數(shù)字輸出端口。

-當溫度低于設定值時，微控制器輸出高電平，加熱器工作。

-當溫度高于設定值時，微控制器輸出低電平，加熱器停止工作。

5.編寫一個程序，模擬智能控溫機器人的工作過程，包括溫度檢測、判斷和執(zhí)行動作。假設溫度傳感器每5秒更新一次讀數(shù)。

答案：```python

importtime

#模擬溫度傳感器讀數(shù)

defget_temperature():

#這里使用隨機數(shù)模擬溫度變化

returnround(random.uniform(20,30),2)

#模擬執(zhí)行加熱或冷卻動作

defcontrol_action(temp):

iftemp<25:

print("執(zhí)行加熱動作")

eliftemp>25:

print("執(zhí)行冷卻動作")

else:

print("溫度正常，無需動作")

#主程序

whileTrue:

current_temp=get_temperature()

control_action(current_temp)

time.sleep(5)

```作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

為了鞏固學生對智能控溫機器人制作流程的理解，提高他們的編程能力，以下是本節(jié)課的作業(yè)布置：

1.完成以下編程任務，實現(xiàn)一個簡單的智能控溫系統(tǒng)：

-編寫一個程序，使用溫度傳感器讀取當前溫度。

-根據(jù)設定的目標溫度，使用條件語句判斷是否需要加熱或冷卻。

-如果溫度低于目標溫度，程序應啟動加熱器；如果溫度高于目標溫度，程序應啟動冷卻器。

-每隔一分鐘更新一次溫度讀數(shù)，并打印出當前溫度和執(zhí)行的動作。

2.設計一個簡單的電路圖，連接溫度傳感器和執(zhí)行器（如加熱器或冷卻器），并解釋電路的工作原理。

3.編寫一個函數(shù)，用于實現(xiàn)PID控制算法，并使用該函數(shù)來調整溫度控制程序，使其更加精確。

作業(yè)反饋：

作業(yè)的反饋將遵循以下步驟：

1.作業(yè)提