全國(guó)青島版信息技術(shù)八年級(jí)上冊(cè)專題二第1課四、《教育機(jī)器人》教學(xué)設(shè)計(jì)

全國(guó)青島版信息技術(shù)八年級(jí)上冊(cè)專題二第1課四、《教育機(jī)器人》教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具設(shè)計(jì)思路同學(xué)們，今天我們這節(jié)課要來(lái)探索一個(gè)充滿科技感的話題——教育機(jī)器人。這可是我們信息技術(shù)課程里一個(gè)非常有意思的內(nèi)容哦！我會(huì)通過(guò)一些互動(dòng)環(huán)節(jié)，讓你們親身體驗(yàn)到機(jī)器人的魅力。比如，我會(huì)先展示一些教育機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，然后咱們一起動(dòng)手嘗試編寫簡(jiǎn)單的機(jī)器人程序，最后還可以進(jìn)行一個(gè)小比賽，看看誰(shuí)編的程序更厲害！這樣一來(lái)，我們不僅能夠?qū)W到知識(shí)，還能鍛煉我們的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。準(zhǔn)備好了嗎？讓我們一起開啟這段奇妙的科技之旅吧！??????核心素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：

在本節(jié)課之前，學(xué)生們已經(jīng)接觸過(guò)基礎(chǔ)的編程知識(shí)，了解過(guò)一些簡(jiǎn)單的編程語(yǔ)言和邏輯結(jié)構(gòu)。他們可能對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念有所了解，如算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。此外，對(duì)于機(jī)器人技術(shù)，學(xué)生們可能通過(guò)媒體或課外閱讀有所接觸，但對(duì)教育機(jī)器人的具體應(yīng)用和編程可能還較為陌生。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

八年級(jí)學(xué)生對(duì)新鮮事物充滿好奇心，對(duì)科技領(lǐng)域尤其感興趣。他們的學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，能夠快速適應(yīng)新的學(xué)習(xí)內(nèi)容。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生們既有喜歡獨(dú)立探索的，也有偏好團(tuán)隊(duì)合作的學(xué)習(xí)者。在編程學(xué)習(xí)中，他們可能更傾向于動(dòng)手實(shí)踐，通過(guò)實(shí)際操作來(lái)加深理解。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

學(xué)生在學(xué)習(xí)教育機(jī)器人編程時(shí)可能會(huì)遇到理解編程邏輯困難、編寫程序時(shí)語(yǔ)法錯(cuò)誤、以及調(diào)試程序時(shí)的耐心問(wèn)題。此外，由于教育機(jī)器人的操作和編程對(duì)于他們來(lái)說(shuō)較為新穎，可能會(huì)存在對(duì)硬件和軟件操作不熟悉的情況，需要教師在教學(xué)過(guò)程中給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和幫助。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有《教育機(jī)器人》教材，包含課程所需的基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐指導(dǎo)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與教育機(jī)器人相關(guān)的圖片、圖表和教學(xué)視頻，幫助學(xué)生直觀理解機(jī)器人的工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備教育機(jī)器人套件，包括主控板、傳感器、執(zhí)行器等，確保器材的完整性和安全性，以便學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，讓學(xué)生能夠自由交流；在實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)安排足夠空間，便于學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐和操作機(jī)器人。教學(xué)實(shí)施過(guò)程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：在課前一周，我會(huì)通過(guò)班級(jí)微信群發(fā)布《教育機(jī)器人》的預(yù)習(xí)資料，包括PPT、操作視頻和基礎(chǔ)知識(shí)文檔，要求學(xué)生了解機(jī)器人的基本概念。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題：圍繞“教育機(jī)器人的構(gòu)成與功能”，設(shè)計(jì)問(wèn)題如“機(jī)器人有哪些主要部件？”“這些部件是如何協(xié)同工作的？”等，引導(dǎo)學(xué)生思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過(guò)查看學(xué)生提交的預(yù)習(xí)成果和在線討論的參與情況，監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度。

學(xué)生活動(dòng)：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生閱讀預(yù)習(xí)資料，理解機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí)。

-思考預(yù)習(xí)問(wèn)題：學(xué)生針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄理解和疑問(wèn)。

-提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將預(yù)習(xí)筆記和疑問(wèn)提交至班級(jí)平臺(tái)。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：通過(guò)自主閱讀和思考，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。

-信息技術(shù)手段：利用微信平臺(tái)實(shí)現(xiàn)資源共享和進(jìn)度監(jiān)控。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

-導(dǎo)入新課：以“機(jī)器人的歷史與發(fā)展”視頻導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生對(duì)教育機(jī)器人的興趣。

-講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解教育機(jī)器人的編程原理和基本操作。

-組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)小組編程任務(wù)，讓學(xué)生編寫簡(jiǎn)單的機(jī)器人程序。

-解答疑問(wèn)：針對(duì)學(xué)生在編程過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行解答。

學(xué)生活動(dòng)：

-聽(tīng)講并思考：認(rèn)真聽(tīng)講，思考編程邏輯。

-參與課堂活動(dòng)：積極參與小組編程，動(dòng)手實(shí)踐。

-提問(wèn)與討論：在活動(dòng)中提出疑問(wèn)，與同學(xué)討論解決。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：講解編程概念和操作步驟。

-實(shí)踐活動(dòng)法：通過(guò)小組編程，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)。

-合作學(xué)習(xí)法：通過(guò)小組合作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

-布置作業(yè)：布置編程練習(xí)，讓學(xué)生回家后嘗試編寫更復(fù)雜的機(jī)器人程序。

-提供拓展資源：推薦相關(guān)書籍和在線教程，供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：通過(guò)線上平臺(tái)或面對(duì)面交流，給予學(xué)生作業(yè)反饋。

學(xué)生活動(dòng)：

-完成作業(yè)：認(rèn)真完成編程作業(yè)，鞏固所學(xué)知識(shí)。

-拓展學(xué)習(xí)：利用推薦資源，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和探索。

-反思總結(jié)：反思編程過(guò)程，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和不足。

本節(jié)課的重難點(diǎn)在于教育機(jī)器人的編程實(shí)踐。通過(guò)課前預(yù)習(xí)，學(xué)生能夠初步了解相關(guān)概念，課中通過(guò)實(shí)踐和討論，強(qiáng)化編程技能。課后作業(yè)和拓展資源的應(yīng)用，旨在鞏固知識(shí)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。教學(xué)資源拓展一、拓展資源

1.教育機(jī)器人歷史與發(fā)展

-介紹教育機(jī)器人的起源、發(fā)展歷程和主要里程碑。

-分析教育機(jī)器人在教育領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

2.機(jī)器人編程語(yǔ)言

-介紹幾種常見(jiàn)的機(jī)器人編程語(yǔ)言，如Scratch、Python、Arduino等。

-比較不同編程語(yǔ)言的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景。

3.教育機(jī)器人案例

-分享國(guó)內(nèi)外教育機(jī)器人應(yīng)用的典型案例，如機(jī)器人教育課程、機(jī)器人比賽等。

-分析案例中的機(jī)器人設(shè)計(jì)、編程和操作過(guò)程。

4.機(jī)器人硬件知識(shí)

-介紹教育機(jī)器人的主要硬件部件，如傳感器、執(zhí)行器、主控板等。

-分析不同硬件部件的功能和相互關(guān)系。

5.機(jī)器人倫理與安全

-討論教育機(jī)器人在教育領(lǐng)域應(yīng)用的倫理問(wèn)題，如隱私保護(hù)、數(shù)據(jù)安全等。

-分析教育機(jī)器人在使用過(guò)程中的安全問(wèn)題，并提出相應(yīng)的解決方案。

二、拓展建議

1.閱讀相關(guān)書籍

-《機(jī)器人編程入門》

-《教育機(jī)器人設(shè)計(jì)與實(shí)踐》

-《Python編程：從入門到實(shí)踐》

2.觀看在線教程和視頻

-在線學(xué)習(xí)平臺(tái)（如MOOC、網(wǎng)易云課堂等）上的教育機(jī)器人編程課程。

-教育機(jī)器人相關(guān)的科普視頻和操作教程。

3.參加機(jī)器人比賽和活動(dòng)

-校內(nèi)或校外的機(jī)器人比賽，如機(jī)器人足球賽、機(jī)器人創(chuàng)意大賽等。

-機(jī)器人科普講座和體驗(yàn)活動(dòng)。

4.學(xué)習(xí)機(jī)器人編程語(yǔ)言

-學(xué)習(xí)Scratch、Python、Arduino等編程語(yǔ)言，掌握機(jī)器人編程的基本技能。

-通過(guò)在線教程、書籍和視頻等資源，逐步提高編程水平。

5.組建機(jī)器人學(xué)習(xí)小組

-與同學(xué)組成學(xué)習(xí)小組，共同學(xué)習(xí)、討論和解決問(wèn)題。

-通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作，提高溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

6.關(guān)注機(jī)器人行業(yè)動(dòng)態(tài)

-閱讀機(jī)器人相關(guān)的新聞、文章和報(bào)告，了解行業(yè)最新動(dòng)態(tài)。

-參加機(jī)器人行業(yè)交流活動(dòng)，拓寬視野。

7.設(shè)計(jì)自己的教育機(jī)器人項(xiàng)目

-根據(jù)自己的興趣和特長(zhǎng)，設(shè)計(jì)并制作一個(gè)教育機(jī)器人項(xiàng)目。

-在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，鍛煉自己的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

8.參與社區(qū)服務(wù)活動(dòng)

-利用所學(xué)知識(shí)，參與社區(qū)服務(wù)活動(dòng)，如為老年人、兒童等提供教育機(jī)器人培訓(xùn)。

-通過(guò)實(shí)際應(yīng)用，提高自己的社會(huì)責(zé)任感和使命感。教學(xué)反思與總結(jié)今天我們上了關(guān)于教育機(jī)器人的課，我覺(jué)得這節(jié)課挺有收獲的。先來(lái)說(shuō)說(shuō)教學(xué)反思吧。

首先，我覺(jué)得我在教學(xué)方法上還是做了一些嘗試的。比如，我嘗試了通過(guò)視頻和案例引入課程，這樣讓學(xué)生們對(duì)教育機(jī)器人有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)。我發(fā)現(xiàn)這種方法挺有效的，學(xué)生們看起來(lái)都很感興趣。但是，我也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題。比如說(shuō)，有些學(xué)生可能因?yàn)橹皼](méi)有接觸過(guò)機(jī)器人編程，所以在理解編程邏輯的時(shí)候有點(diǎn)吃力。這就讓我意識(shí)到，我在教學(xué)方法上可能需要更加多樣化，比如加入更多的互動(dòng)環(huán)節(jié)，或者提供一些更詳細(xì)的指導(dǎo)。

再來(lái)說(shuō)說(shuō)課堂管理。我覺(jué)得我在課堂上的紀(jì)律管理做得還不錯(cuò)，學(xué)生們都很認(rèn)真。但是，我也發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題，就是當(dāng)我在講解編程邏輯的時(shí)候，有些學(xué)生可能會(huì)分心，或者對(duì)某個(gè)問(wèn)題特別感興趣，開始討論起來(lái)。雖然這樣的討論很有價(jià)值，但也可能會(huì)影響其他學(xué)生的學(xué)習(xí)。所以，我需要在課堂上更好地引導(dǎo)學(xué)生，確保每個(gè)學(xué)生都能跟上課程的進(jìn)度。

當(dāng)然，也有一些不足之處。比如，我在講解編程邏輯的時(shí)候，可能沒(méi)有足夠的時(shí)間讓學(xué)生們消化吸收。有些學(xué)生反映說(shuō)，他們還是覺(jué)得編程邏輯比較難懂。這就需要我在今后的教學(xué)中，更加注重學(xué)生的個(gè)體差異，提供更多個(gè)性化的輔導(dǎo)。

針對(duì)這些問(wèn)題，我提出以下改進(jìn)措施和建議：

1.在教學(xué)方法上，我打算增加更多的互動(dòng)環(huán)節(jié)，比如小組討論、角色扮演等，讓學(xué)生們?cè)趯?shí)踐中學(xué)習(xí)。

2.對(duì)于編程邏輯的講解，我會(huì)準(zhǔn)備更詳細(xì)的案例和實(shí)例，幫助學(xué)生更好地理解。

3.我會(huì)嘗試使用一些視覺(jué)輔助工具，比如思維導(dǎo)圖、流程圖等，來(lái)幫助學(xué)生梳理編程邏輯。

4.對(duì)于課堂管理，我會(huì)更加注意引導(dǎo)學(xué)生，確保每個(gè)學(xué)生都能參與到課堂活動(dòng)中來(lái)。

5.我會(huì)定期與學(xué)生交流，了解他們的學(xué)習(xí)需求和困難，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：

在本節(jié)課中，學(xué)生的課堂表現(xiàn)整體積極。大部分學(xué)生能夠認(rèn)真聽(tīng)講，積極參與討論，對(duì)教育機(jī)器人的概念和編程原理表現(xiàn)出濃厚的興趣。在編程實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生們能夠按照指導(dǎo)完成基本任務(wù)，展現(xiàn)出一定的動(dòng)手能力和邏輯思維能力。

2.小組討論成果展示：

在小組討論環(huán)節(jié)，學(xué)生們表現(xiàn)出了良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。他們能夠分工合作，共同解決問(wèn)題。在展示討論成果時(shí)，每個(gè)小組都能夠清晰地闡述他們的設(shè)計(jì)思路和編程步驟，其他學(xué)生也能夠提出建設(shè)性的意見(jiàn)和建議。

3.隨堂測(cè)試：

為了評(píng)估學(xué)生對(duì)本節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，我進(jìn)行了一次隨堂測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示，學(xué)生們對(duì)教育機(jī)器人的基本概念和編程邏輯有了較好的理解。但在實(shí)際操作和編程細(xì)節(jié)上，部分學(xué)生還存在一定的困難，這需要在今后的教學(xué)中加強(qiáng)。

4.學(xué)生反饋：

課后，我收集了學(xué)生的反饋意見(jiàn)。大部分學(xué)生表示，通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，他們對(duì)教育機(jī)器人有了更深入的了解，并且對(duì)編程產(chǎn)生了興趣。同時(shí)，也有學(xué)生提出了一些改進(jìn)建議，如希望增加實(shí)踐操作時(shí)間，提供更多編程案例等。

5.教師評(píng)價(jià)與反饋：

針對(duì)課堂表現(xiàn)，我認(rèn)為學(xué)生們?cè)趫F(tuán)隊(duì)合作和問(wèn)題解決方面表現(xiàn)優(yōu)秀。但在編程細(xì)節(jié)上，部分學(xué)生需要更多的指導(dǎo)和練習(xí)。因此，我將在今后的教學(xué)中，加強(qiáng)對(duì)編程細(xì)節(jié)的講解和練習(xí)，確保每個(gè)學(xué)生都能掌握編程技能。

對(duì)于小組討論成果展示，我認(rèn)為學(xué)生們能夠充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)，共同完成任務(wù)，這是一個(gè)很好的學(xué)習(xí)過(guò)程。為了進(jìn)一步提升討論效果，我建議在下次討論中，每個(gè)小組可以提前準(zhǔn)備討論提綱，確保討論的深度和廣度。

在隨堂測(cè)試中，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在編程細(xì)節(jié)上存在困難，這需要在今后的教學(xué)中給予更多的關(guān)注。我會(huì)通過(guò)個(gè)別輔導(dǎo)和小組合作，幫助學(xué)生克服這些困難。

最后，針對(duì)學(xué)生反饋，我將會(huì)在今后的教學(xué)中增加實(shí)踐操作時(shí)間，提供更多編程案例，并鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的創(chuàng)意和想法。我相信，通過(guò)這些努力，學(xué)生們能夠在信息技術(shù)領(lǐng)域取得更好的成績(jī)。板書設(shè)計(jì)①教育機(jī)器人的定義與特點(diǎn)

-定義：教育機(jī)器人是一種專門用于教育目的的機(jī)器人。

-特點(diǎn)：互動(dòng)性、可編程性、教育性。

②教育機(jī)器人的構(gòu)成

-主控板：負(fù)責(zé)控制整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)的核心部件。

-傳感器：用于感知周圍環(huán)境，如溫度、光線、聲音等。

-執(zhí)行器：將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為動(dòng)作，如電機(jī)、伺服舵機(jī)等。

③教育機(jī)器人的編程基礎(chǔ)

-編程語(yǔ)言：Scratch、Python、Arduino等。

-編程邏輯：順序結(jié)構(gòu)、條件結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)。

-編程實(shí)例：簡(jiǎn)單的移動(dòng)、轉(zhuǎn)向、避障等。

④教育機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域

-教育教學(xué)：輔助教學(xué)、編程教育、科學(xué)實(shí)驗(yàn)等。

-社會(huì)實(shí)踐：服務(wù)機(jī)器人、娛樂(lè)機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人等。

⑤教育機(jī)器人的倫理與安全

-隱私保護(hù)：確保用戶數(shù)據(jù)安全。

-安全使用：避免機(jī)器人誤操作帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。典型例題講解1.例題：

編寫一個(gè)Scratch程序，讓機(jī)器人向前移動(dòng)10步，然后向后移動(dòng)5步。

解答：

-前進(jìn)10步：使用“前進(jìn)”積木，重復(fù)10次。

-停止1秒：使用“等待”積木，設(shè)置時(shí)間為1秒。

-后退5步：使用“后退”積木，重復(fù)5次。

2.例題：

編寫一個(gè)Python程序，使用while循環(huán)讓機(jī)器人移動(dòng)，直到它遇到障礙物。

解答：

```python

whilenotobstacle_detected():

move_forward()

```

3.例題：

在Scratch中，編寫一個(gè)程序，使機(jī)器人根據(jù)光傳感器的值來(lái)調(diào)整前進(jìn)速度。

解答：

-使用“當(dāng)綠旗被點(diǎn)擊”事件作為程序的開始。

-使用“如果”條件積木檢查光傳感器的值。

-根據(jù)傳感器的值調(diào)整“前進(jìn)”積木的速度。

4.例題：

編寫一個(gè)Arduino程序，使用超聲波傳感器測(cè)量前方距離，并在LCD上顯示。

解答：

```cpp

constinttrigPin=9;

constintechoPin=10;

longduration;

intdistance;

voidsetup(){

pinMode(trigPin,OUTPUT);

pinMode(echoPin,INPUT);

Serial.begin(9600);

}

voidloop(){

digitalWrite(trigPin,LOW);

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(trigPin,HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(trigPin,LOW);

duration=pulseIn(echoPin,HIGH);

distance=duration*0.034/2;

Serial.print("