第3單元第12課《智闖迷宮-機(jī)器人走迷宮的行走規(guī)則》教學(xué)實(shí)錄 2023-2024學(xué)年清華大學(xué)版（2012）初中信息技術(shù)九年級下冊

第3單元第12課《智闖迷宮--機(jī)器人走迷宮的行走規(guī)則》教學(xué)實(shí)錄2023—2024學(xué)年清華大學(xué)版（2012）初中信息技術(shù)九年級下冊一、教學(xué)背景

授課內(nèi)容：《智闖迷宮--機(jī)器人走迷宮的行走規(guī)則》

授課年級：九年級

教材版本：2023—2024學(xué)年清華大學(xué)版（2012）初中信息技術(shù)九年級下冊。

本節(jié)課旨在讓學(xué)生通過實(shí)踐操作，理解機(jī)器人走迷宮的基本原理和行走規(guī)則，掌握程序設(shè)計(jì)的基本方法，培養(yǎng)邏輯思維和創(chuàng)新能力。課程內(nèi)容緊密聯(lián)系教材，以實(shí)際操作為主線，引導(dǎo)學(xué)生逐步完成迷宮設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)

本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生信息意識、計(jì)算思維與創(chuàng)新意識。學(xué)生將通過分析迷宮問題，提升對信息技術(shù)問題的敏感度；通過設(shè)計(jì)機(jī)器人走迷宮的程序，鍛煉邏輯推理和算法設(shè)計(jì)能力；同時(shí)，在解決問題過程中，激發(fā)創(chuàng)新思維，能夠獨(dú)立思考并提出個(gè)性化的解決方案，為未來的信息技術(shù)學(xué)習(xí)和應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。三、教學(xué)內(nèi)容分析

1.主題內(nèi)容：本節(jié)課的主題內(nèi)容是《智闖迷宮--機(jī)器人走迷宮的行走規(guī)則》，主要包括迷宮的設(shè)計(jì)原理、機(jī)器人的行走規(guī)則以及編程實(shí)現(xiàn)機(jī)器人走迷宮的過程。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將了解迷宮問題的基本概念，掌握機(jī)器人走迷宮的算法設(shè)計(jì)，以及如何使用編程語言實(shí)現(xiàn)迷宮的自動(dòng)求解。

2.重點(diǎn)難點(diǎn)：

-重點(diǎn)：理解迷宮的表示方法，掌握機(jī)器人走迷宮的基本算法（如深度優(yōu)先搜索、廣度優(yōu)先搜索等），以及使用編程語言進(jìn)行迷宮問題的求解。

-迷宮的設(shè)計(jì)與表示方法。

-機(jī)器人走迷宮的算法選擇與實(shí)現(xiàn)。

-編程語言的應(yīng)用，如Python、C++等。

-難點(diǎn)：如何將迷宮問題轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以處理的模型，以及如何設(shè)計(jì)高效的算法來求解迷宮問題。

-將迷宮問題抽象為圖論模型，并選擇合適的算法進(jìn)行求解。

-編程實(shí)現(xiàn)過程中對算法的優(yōu)化和調(diào)試。

-在解決實(shí)際問題時(shí)，如何應(yīng)對復(fù)雜迷宮結(jié)構(gòu)和多變的環(huán)境因素。四、教學(xué)資源

-軟硬件資源：計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室、編程軟件（如Python或Scratch）、迷宮設(shè)計(jì)軟件、打印機(jī)

-課程平臺：學(xué)校內(nèi)部教學(xué)管理系統(tǒng)

-信息化資源：教學(xué)PPT、迷宮示例文件、編程示例代碼

-教學(xué)手段：小組合作、問題驅(qū)動(dòng)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、課堂討論五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)

1.情境導(dǎo)入（5分鐘）

內(nèi)容：教師通過展示一個(gè)簡單的迷宮游戲，引導(dǎo)學(xué)生思考如何讓機(jī)器人自動(dòng)完成迷宮任務(wù)。學(xué)生觀察迷宮結(jié)構(gòu)，討論機(jī)器人可能遇到的障礙和解決方案，激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲望。

2.新知探索（20分鐘）

內(nèi)容：

-教師介紹迷宮的表示方法，包括圖論基礎(chǔ)和迷宮的數(shù)學(xué)模型。

-講解機(jī)器人走迷宮的基本算法，如深度優(yōu)先搜索（DFS）、廣度優(yōu)先搜索（BFS）等，并通過示例演示算法的執(zhí)行過程。

-學(xué)生跟隨教師思路，在編程軟件中嘗試編寫簡單的迷宮搜索程序，理解算法的原理和實(shí)現(xiàn)方法。

3.互動(dòng)體驗(yàn)（15分鐘）

內(nèi)容：

-學(xué)生分小組，每組使用編程軟件設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的迷宮，并編寫程序使機(jī)器人能夠走完迷宮。

-各小組在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中實(shí)踐操作，教師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生在編程過程中遇到的問題。

-學(xué)生展示自己的迷宮設(shè)計(jì)和機(jī)器人走迷宮的成果，其他小組進(jìn)行評價(jià)和討論。

4.實(shí)踐應(yīng)用（5分鐘）

內(nèi)容：

-教師提出一個(gè)更復(fù)雜的迷宮挑戰(zhàn)，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識，優(yōu)化算法，提高機(jī)器人走迷宮的效率和準(zhǔn)確性。

-學(xué)生在限定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行編程實(shí)踐，嘗試解決復(fù)雜迷宮問題。

-教師選取幾組學(xué)生的解決方案進(jìn)行展示，并總結(jié)課堂所學(xué)內(nèi)容，鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)探索更多可能性。

5.小組討論與分享（10分鐘）

內(nèi)容：

-學(xué)生以小組為單位，討論在實(shí)踐過程中遇到的難題和解決方案，分享編程經(jīng)驗(yàn)。

-每組選取一名代表，向全班同學(xué)匯報(bào)本組的設(shè)計(jì)思路、編程技巧以及遇到的問題和解決過程。

6.總結(jié)反饋（5分鐘）

內(nèi)容：

-教師對學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)迷宮問題解決的關(guān)鍵點(diǎn)，如算法選擇、代碼優(yōu)化等。

-學(xué)生對課堂學(xué)習(xí)進(jìn)行反思，提出改進(jìn)意見，教師根據(jù)反饋調(diào)整教學(xué)策略。

7.課后作業(yè)布置（5分鐘）

內(nèi)容：

-教師布置課后作業(yè)，要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的迷宮，并編寫程序使機(jī)器人能夠在更復(fù)雜的環(huán)境中完成任務(wù)。

-學(xué)生記錄作業(yè)要求，準(zhǔn)備在課后進(jìn)行獨(dú)立探索和實(shí)踐。六、教學(xué)反思

這節(jié)課學(xué)生的參與度很高，大家能夠積極投入迷宮設(shè)計(jì)和編程實(shí)踐中，對算法的理解和運(yùn)用也有了不少進(jìn)步。但在小組討論環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)有些同學(xué)還是不太敢于表達(dá)自己的想法，未來我需要更多地鼓勵(lì)他們開口。另外，部分學(xué)生在編程時(shí)遇到了一些技術(shù)難題，我意識到應(yīng)該在課堂上提供更多的個(gè)性化指導(dǎo)?？偟膩碚f，這節(jié)課達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，但還有提升的空間，我會繼續(xù)調(diào)整教學(xué)方法，讓每個(gè)學(xué)生都能在信息技術(shù)課上收獲更多。七、作業(yè)布置與反饋

1.作業(yè)內(nèi)容：設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的迷宮游戲，要求包含至少三種不同難度的迷宮，并編寫一個(gè)程序，使機(jī)器人能夠自動(dòng)解決這些迷宮問題。在程序中，要體現(xiàn)至少兩種不同的搜索算法，并對算法的效率和適用性進(jìn)行對比分析。同時(shí)，記錄編程過程中的問題和解決策略。

2.反饋方式：

-教師將在課后仔細(xì)批改每位學(xué)生的作業(yè)，針對迷宮設(shè)計(jì)的新穎性、程序的準(zhǔn)確性和算法分析的深度給出具體反饋。

-在下一次課堂上，教師將選取幾份具有代表性的作業(yè)進(jìn)行展示，特別是那些在迷宮設(shè)計(jì)、算法實(shí)現(xiàn)和問題解決上表現(xiàn)出色的作品，以此激勵(lì)全體學(xué)生。

-學(xué)生將被鼓勵(lì)就自己的作業(yè)進(jìn)行簡要匯報(bào)，分享在設(shè)計(jì)和編程過程中的心得體會，以及遇到的問題和解決方法。

-教師將組織課堂討論，讓學(xué)生們相互評價(jià)作業(yè)，討論如何改進(jìn)迷宮設(shè)計(jì)，如何優(yōu)化算法，以及如何提升程序的可讀性和效率。

-對于作業(yè)中普遍存在的問題，教師將進(jìn)行集中講解，確保學(xué)生能夠掌握核心知識和技能。

-教師還將根據(jù)學(xué)生的作業(yè)完成情況，調(diào)整后續(xù)課程的教學(xué)內(nèi)容和難度，確保教學(xué)與學(xué)生的實(shí)際水平相匹配。八、九結(jié)語

同學(xué)們，今天我們一起探索了機(jī)器人走迷宮的奧秘，大家的表現(xiàn)都非常棒。通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們不僅掌握了迷宮問題的基本知識和編程技巧，還