小學(xué)信息技術(shù)第三冊 學(xué)生機(jī)器人行走1選修教學(xué)實錄 蘇科版

小學(xué)信息技術(shù)第三冊學(xué)生機(jī)器人行走1選修教學(xué)實錄蘇科版學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具設(shè)計意圖本節(jié)課以“學(xué)生機(jī)器人行走1”為主題，通過蘇科版信息技術(shù)教材第三冊的相關(guān)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生了解機(jī)器人行走的基本原理，培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力和創(chuàng)新思維。通過實際操作，讓學(xué)生體驗編程的樂趣，激發(fā)學(xué)生對信息技術(shù)的興趣。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析培養(yǎng)學(xué)生信息意識，理解機(jī)器人行走程序設(shè)計的基本概念；提升計算思維，通過編程實踐，鍛煉邏輯推理和問題解決能力；增強(qiáng)實踐創(chuàng)新能力，鼓勵學(xué)生在實踐中探索，設(shè)計出不同行走方式的機(jī)器人；同時，強(qiáng)化信息倫理意識，教育學(xué)生尊重知識產(chǎn)權(quán)，合理使用技術(shù)資源。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點，

①理解機(jī)器人行走程序的基本邏輯和流程；

②掌握編程語言中的指令和函數(shù)，能夠根據(jù)需求設(shè)計機(jī)器人行走程序；

③通過實踐操作，實現(xiàn)機(jī)器人按照預(yù)設(shè)路徑行走。

2.教學(xué)難點，

①掌握編程思維的轉(zhuǎn)換，將實際行走需求轉(zhuǎn)化為編程邏輯；

②解決編程中遇到的問題，如代碼錯誤、運(yùn)行異常等；

③在有限的時間內(nèi)，設(shè)計出既符合要求又具有創(chuàng)意的機(jī)器人行走程序；

④協(xié)調(diào)團(tuán)隊協(xié)作，共同完成更復(fù)雜的機(jī)器人行走任務(wù)。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：通過講解機(jī)器人行走程序的基本原理和編程語言，幫助學(xué)生建立初步的概念。

2.實驗法：引導(dǎo)學(xué)生動手實踐，通過編程軟件進(jìn)行機(jī)器人行走程序的編寫和調(diào)試，加深理解。

3.討論法：鼓勵學(xué)生之間交流編程心得，共同解決編程過程中遇到的問題。

教學(xué)手段：

1.多媒體設(shè)備：利用PPT展示機(jī)器人行走程序的關(guān)鍵步驟和代碼示例，提高教學(xué)直觀性。

2.教學(xué)軟件：使用編程軟件，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行機(jī)器人行走程序的編寫和測試。

3.互動平臺：利用在線學(xué)習(xí)平臺，提供課后練習(xí)和討論空間，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的持續(xù)性和互動性。教學(xué)實施過程1.課前自主探索

教師活動：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求，如讓學(xué)生預(yù)習(xí)機(jī)器人行走程序的基本概念和編程語言的基本指令。

設(shè)計預(yù)習(xí)問題：圍繞機(jī)器人行走程序的設(shè)計，設(shè)計一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，如“如何通過編程控制機(jī)器人行走的速度和方向？”

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：利用平臺功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果，如通過預(yù)習(xí)報告了解學(xué)生預(yù)習(xí)的覆蓋面和深度。

學(xué)生活動：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解機(jī)器人行走程序的基礎(chǔ)知識。

思考預(yù)習(xí)問題：針對預(yù)習(xí)問題，進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問，如思考不同編程語句對機(jī)器人行走的影響。

方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

信息技術(shù)手段：利用在線平臺、微信群等，實現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

幫助學(xué)生提前了解機(jī)器人行走程序的設(shè)計原理，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動：

導(dǎo)入新課：通過展示一個簡單的機(jī)器人行走視頻，引出XX課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

講解知識點：詳細(xì)講解編程控制機(jī)器人行走的代碼邏輯，結(jié)合實例幫助學(xué)生理解，如講解循環(huán)和條件語句在機(jī)器人行走程序中的應(yīng)用。

組織課堂活動：設(shè)計小組討論，讓學(xué)生探討如何編寫能夠讓機(jī)器人沿直線行走的程序。

學(xué)生活動：

聽講并思考：認(rèn)真聽講，積極思考老師提出的問題，如編程語句的正確性和效率。

參與課堂活動：積極參與小組討論，共同編寫和調(diào)試機(jī)器人行走程序。

方法/手段/資源：

講授法：通過詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解編程控制機(jī)器人行走的代碼邏輯。

實踐活動法：設(shè)計實踐活動，讓學(xué)生在實踐中掌握編程技能。

合作學(xué)習(xí)法：通過小組討論等活動，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識和溝通能力。

作用與目的：

幫助學(xué)生深入理解編程控制機(jī)器人行走的知識點，掌握編程技能。

通過實踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和解決問題的能力。

通過合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

布置作業(yè)：布置編寫一個機(jī)器人能夠根據(jù)指令完成特定動作的課后作業(yè)，如讓機(jī)器人完成一個圓形路徑的行走。

提供拓展資源：提供編程教程和機(jī)器人平臺的相關(guān)視頻教程，供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

學(xué)生活動：

完成作業(yè)：認(rèn)真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

拓展學(xué)習(xí)：利用老師提供的拓展資源，學(xué)習(xí)更高級的編程技巧。

方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)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)生對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)。

作用與目的：

鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的編程知識和技能。

通過拓展學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識視野和思維方式。

通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)建議，促進(jìn)自我提升。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-機(jī)器人編程語言簡介：介紹常用的機(jī)器人編程語言，如Scratch、Python、Arduino等，以及它們的特點和適用場景。

-機(jī)器人行走原理：探討機(jī)器人行走的基本原理，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)、傳感器、控制器和驅(qū)動器等組成部分。

-機(jī)器人編程案例：分享一些經(jīng)典的機(jī)器人編程案例，如循線機(jī)器人、避障機(jī)器人、舞蹈機(jī)器人等，展示編程在實際應(yīng)用中的效果。

-機(jī)器人競賽與活動：介紹國內(nèi)外機(jī)器人競賽和活動，如RoboCup、VEX機(jī)器人競賽等，激發(fā)學(xué)生對機(jī)器人編程的興趣。

-機(jī)器人教育平臺：推薦一些機(jī)器人教育平臺，如Makeblock、Dobot等，提供豐富的教學(xué)資源和實踐項目。

2.拓展建議：

-針對Scratch編程語言，可以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)如何使用Scratch編寫簡單的機(jī)器人行走程序，如控制機(jī)器人前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等。

-在Python編程語言方面，可以讓學(xué)生嘗試使用Python編寫一個簡單的機(jī)器人行走程序，如使用GPIO庫控制機(jī)器人行走的電機(jī)。

-通過Arduino編程語言，學(xué)生可以學(xué)習(xí)如何使用Arduino控制機(jī)器人行走的機(jī)械結(jié)構(gòu)，如使用Servo庫控制舵機(jī)。

-組織學(xué)生參加機(jī)器人競賽和活動，提高他們的實踐能力和團(tuán)隊協(xié)作能力。

-鼓勵學(xué)生利用機(jī)器人教育平臺，學(xué)習(xí)更多關(guān)于機(jī)器人編程的知識和技能。

-引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注機(jī)器人行業(yè)的最新動態(tài)，了解機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展趨勢。

-鼓勵學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實踐，設(shè)計出具有獨(dú)特功能的機(jī)器人。

-組織學(xué)生參觀機(jī)器人展覽和工廠，了解機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的實際應(yīng)用。

-鼓勵學(xué)生參加機(jī)器人相關(guān)的志愿者活動，為社會貢獻(xiàn)自己的力量。課堂1.課堂評價

課堂評價是教學(xué)過程中不可或缺的一環(huán)，它有助于教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行解決。以下是本節(jié)課的課堂評價方式：

（1）提問評價：在課堂教學(xué)中，教師可以通過提問的方式檢驗學(xué)生對機(jī)器人行走程序的理解程度。例如，教師可以提出以下問題：

-機(jī)器人行走程序的基本結(jié)構(gòu)是怎樣的？

-在編寫機(jī)器人行走程序時，需要注意哪些問題？

-如何調(diào)試機(jī)器人行走程序，使其正常運(yùn)行？

（2）觀察評價：教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，如參與度、合作能力、動手能力等。觀察評價可以幫助教師了解學(xué)生的個性特點和學(xué)習(xí)風(fēng)格，為個性化教學(xué)提供依據(jù)。

（3）測試評價：在課堂教學(xué)中，教師可以設(shè)計一些簡單的測試題，如判斷題、選擇題、填空題等，以檢驗學(xué)生對機(jī)器人行走程序知識的掌握程度。測試評價可以客觀反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，為后續(xù)教學(xué)提供參考。

2.作業(yè)評價

作業(yè)是鞏固課堂所學(xué)知識的重要手段，教師應(yīng)對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改和點評，及時反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

（1）作業(yè)批改：教師應(yīng)認(rèn)真閱讀學(xué)生的作業(yè)，檢查其完成情況、正確性以及創(chuàng)新性。對于錯誤，教師應(yīng)耐心指出并給予指導(dǎo)，幫助學(xué)生改正。

（2）作業(yè)點評：教師應(yīng)在作業(yè)批改過程中，給予學(xué)生針對性的點評。以下是一些點評要點：

-對學(xué)生完成作業(yè)的認(rèn)真程度給予肯定，鼓勵學(xué)生繼續(xù)保持。

-對學(xué)生作業(yè)中的亮點進(jìn)行表揚(yáng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

-對學(xué)生作業(yè)中的不足提出改進(jìn)意見，引導(dǎo)學(xué)生反思和提升。

-對于有創(chuàng)新性的作業(yè)，教師應(yīng)給予高度評價，鼓勵學(xué)生繼續(xù)探索。

（3）作業(yè)反饋：教師應(yīng)及時將作業(yè)反饋給學(xué)生，讓他們了解自己的學(xué)習(xí)成果和不足。反饋方式可以包括：

-面對面交流：教師可以針對學(xué)生的具體問題進(jìn)行解答和指導(dǎo)。

-書面反饋：教師可以將作業(yè)反饋寫成書面形式，貼在班級公告欄或發(fā)給學(xué)生。

-在線交流：利用在線平臺，教師可以與學(xué)生進(jìn)行實時交流，解答學(xué)生的疑問。內(nèi)容邏輯關(guān)系1.機(jī)器人行走程序設(shè)計的基本原理

①機(jī)器人行走程序的組成部分：控制器、傳感器、執(zhí)行器等。

②行走程序的流程圖設(shè)計：開始、初始化、執(zhí)行動作、結(jié)束等步驟。

③編程語言的指令和函數(shù)：如何使用循環(huán)、條件語句等。

2.機(jī)器人行走程序的編寫

①選擇合適的編程語言：如Scratch、Python、Arduino等。

②編寫程序的基本結(jié)構(gòu)：變量定義、條件判斷、循環(huán)控制等。

③代碼調(diào)試和優(yōu)化：處理程序錯誤、提高程序效率。

3.機(jī)器人行走程序的實際應(yīng)用

①設(shè)計機(jī)器人行走的具體任務(wù)：如循線、避障、路徑規(guī)劃等。

②實現(xiàn)任務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)：傳感器數(shù)據(jù)讀取、電機(jī)控制等。

③測試和優(yōu)化：調(diào)整程序，確保機(jī)器人能夠完成行走任務(wù)。典型例題講解1.例題一：

編寫一個Scratch程序，讓機(jī)器人沿著一條直線行走，行走速度為每秒1厘米。

答案：

```scratch

當(dāng)綠旗被點擊

移動100

如果碰到顏色是藍(lán)色的物體

停止所有

```

2.例題二：

編寫一個Python程序，使用Arduino控制機(jī)器人行走的電機(jī)，使機(jī)器人按照以下路徑行走：向右轉(zhuǎn)90度，前進(jìn)10厘米，向左轉(zhuǎn)90度，前進(jìn)10厘米，重復(fù)此過程5次。

答案：

```python

importRPi.GPIOasGPIO

importtime

#設(shè)置GPIO引腳

ENA=12

IN1=13

IN2=15

IN3=16

IN4=18

#設(shè)置電機(jī)控制引腳

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(ENA,GPIO.OUT)

GPIO.setup(IN1,GPIO.OUT)

GPIO.setup(IN2,GPIO.OUT)

GPIO.setup(IN3,GPIO.OUT)

GPIO.setup(IN4,GPIO.OUT)

#定義前進(jìn)和后退函數(shù)

defforward():

GPIO.output(ENA,GPIO.HIGH)

GPIO.output(IN1,GPIO.LOW)

GPIO.output(IN2,GPIO.HIGH)

GPIO.output(IN3,GPIO.HIGH)

GPIO.output(IN4,GPIO.LOW)

defbackward():

GPIO.output(ENA,GPIO.HIGH)

GPIO.output(IN1,GPIO.HIGH)

GPIO.output(IN2,GPIO.LOW)

GPIO.output(IN3,GPIO.LOW)

GPIO.output(IN4,GPIO.HIGH)

#定義轉(zhuǎn)右和轉(zhuǎn)左函數(shù)

defturn_right():

GPIO.output(ENA,GPIO.HIGH)

GPIO.output(IN1,GPIO.LOW)

GPIO.output(IN2,GPIO.HIGH)

GPIO.output(IN3,GPIO.LOW)

GPIO.output(IN4,GPIO.HIGH)

defturn_left():

GPIO.output(ENA,GPIO.HIGH)

GPIO.output(IN1,GPIO.HIGH)

GPIO.output(IN2,GPIO.LOW)

GPIO.output(IN3,GPIO.HIGH)

GPIO.output(IN4,GPIO.LOW)

#執(zhí)行路徑行走

foriinrange(5):

forward()

time.sleep(1)

turn_right()

time.sleep(1)

forward()

time.sleep(1)

turn_left()

time.sleep(1)

#清理GPIO

GPIO.cleanup()

```

3.例題三：

編寫一個Scratch程序，讓機(jī)器人能夠檢測到地面上的障礙物，并在遇到障礙物時停止行走。

答案：

```scratch

當(dāng)綠旗被點擊

重復(fù)執(zhí)行

如果碰到顏色是紅色的物體

停止所有

```

4.例題四：

編寫一個Python程序，使用Arduino控制機(jī)器人行走的電機(jī)，實現(xiàn)機(jī)器