第2單元第9課《循線而走-地面?zhèn)鞲衅骱蜋C器人的循線行走》教學設計 2023-2024學年清華大學版（2012）初中信息技術九年級下冊

第2單元第9課《循線而走--地面?zhèn)鞲衅骱蜋C器人的循線行走》教學設計2023—2024學年清華大學版（2012）初中信息技術九年級下冊授課內容授課時數授課班級授課人數授課地點授課時間教學內容分析本節(jié)課的主要教學內容為初中信息技術九年級下冊第2單元第9課《循線而走--地面?zhèn)鞲衅骱蜋C器人的循線行走》。該課程主要圍繞地面?zhèn)鞲衅骱蜋C器人的循線行走技術進行講解，包括地面?zhèn)鞲衅鞯脑?、結構以及如何實現(xiàn)機器人的循線行走。

教學內容與學生已有知識的聯(lián)系：

1.地面?zhèn)鞲衅鳎簩W生已經了解了一些傳感器的基本概念和原理，如溫度傳感器、濕度傳感器等。通過本節(jié)課的學習，學生可以進一步了解地面?zhèn)鞲衅鞯脑砗蛻谩?/p>

2.機器人循線行走：學生在小學階段已經接觸過一些簡單的機器人制作和編程，但對于循線行走的原理和方法可能還不夠了解。本節(jié)課將結合學生的已有知識，引導學生學習循線行走的原理和編程方法。

3.編程：學生在初中階段已經學習了一些基本的編程語言和編程思想，本節(jié)課將在此基礎上，進一步教授學生如何編寫機器人循線行走的程序。核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標主要圍繞技術意識、工程思維和信息意識三個方面展開。

1.技術意識：通過學習地面?zhèn)鞲衅鞯脑砗徒Y構，使學生了解傳感器在現(xiàn)代科技中的應用，培養(yǎng)學生的技術意識和科技興趣。同時，通過學習機器人的循線行走技術，使學生認識并了解機器人技術的發(fā)展和應用，提高學生的技術意識。

2.工程思維：在教學過程中，學生將學習如何設計和制作一個簡單的循線機器人，通過實踐操作，培養(yǎng)學生的工程思維能力和動手能力。同時，學生將學習如何編寫循線行走的程序，通過編程實踐，培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和解決問題的能力。

3.信息意識：本節(jié)課將教授學生如何利用傳感器和編程技術實現(xiàn)機器人的循線行走，使學生了解并掌握信息技術在實際生活中的應用。同時，通過學習傳感器和編程的基本原理，使學生認識到信息技術的廣泛應用和重要性，提高學生的信息意識。教學難點與重點1.教學重點

（1）地面?zhèn)鞲衅鞯脑砼c結構

本節(jié)課的核心內容是地面?zhèn)鞲衅鞯脑砼c結構。傳感器是一種能夠將外部環(huán)境中的物理量或化學量轉換成電信號的裝置。地面?zhèn)鞲衅魇菣C器人循線行走的關鍵部件之一，它能夠檢測地面上的黑線并產生電信號，從而使機器人能夠沿著黑線行走。在本節(jié)課中，我們將重點講解地面?zhèn)鞲衅鞯脑砗徒Y構，使學生能夠理解傳感器的工作原理和組成部分。

（2）機器人的循線行走原理

機器人的循線行走原理是本節(jié)課的另一個重點。循線行走是機器人根據地面?zhèn)鞲衅鳈z測到的黑線信息，通過控制程序和電機，實現(xiàn)沿著黑線行走的一種運動方式。在本節(jié)課中，我們將重點講解循線行走的原理，使學生能夠理解機器人是如何根據傳感器的信息來實現(xiàn)循線行走的。

（3）循線行走程序的編寫

循線行走程序的編寫是本節(jié)課的第三個重點。通過編寫循線行走程序，學生可以控制機器人實現(xiàn)循線行走。在本節(jié)課中，我們將重點講解循線行走程序的編寫方法，使學生能夠掌握編寫循線行走程序的基本技巧。

2.教學難點

（1）地面?zhèn)鞲衅鞯脑砼c結構

地面?zhèn)鞲衅鞯脑砼c結構是本節(jié)課的一個難點。傳感器的工作原理較為復雜，學生可能難以理解傳感器的轉換過程和組成部分。因此，在本節(jié)課中，我們將通過實物展示和示例講解，幫助學生理解地面?zhèn)鞲衅鞯脑砗徒Y構。

（2）機器人的循線行走原理

機器人的循線行走原理是本節(jié)課的另一個難點。循線行走的實現(xiàn)涉及多個傳感器和控制程序，學生可能難以理解和掌握循線行走的實現(xiàn)過程。因此，在本節(jié)課中，我們將通過示例講解和編程實踐，幫助學生理解循線行走的原理和實現(xiàn)過程。

（3）循線行走程序的編寫

循線行走程序的編寫是本節(jié)課的第三個難點。編寫循線行走程序需要掌握一定的編程知識和技巧，學生可能難以理解和掌握編程方法和技巧。因此，在本節(jié)課中，我們將通過示例講解和編程實踐，幫助學生理解循線行走程序的編寫方法和技巧。教學方法與手段1.教學方法

（1）講授法：教師通過講解地面?zhèn)鞲衅鞯脑砗徒Y構，機器人的循線行走原理和循線行走程序的編寫方法，使學生能夠理解和掌握相關知識。

（2）討論法：組織學生進行小組討論，讓學生分享自己的理解和問題，通過互動交流，激發(fā)學生的思維和興趣，提高學生的學習主動性。

（3）實驗法：安排學生進行實踐操作，讓學生親自動手制作循線機器人，通過實踐操作，加深學生對地面?zhèn)鞲衅骱脱€行走程序的理解和掌握。

2.教學手段

（1）多媒體教學：利用多媒體設備，展示地面?zhèn)鞲衅鞯膶嵨飯D片和內部結構，以及機器人的循線行走視頻，幫助學生直觀地理解和掌握相關知識。

（2）編程軟件：利用編程軟件，讓學生親自動手編寫循線行走程序，通過實踐操作，加深學生對循線行走程序編寫方法和技巧的理解和掌握。

（3）教學軟件：利用教學軟件，進行地面?zhèn)鞲衅骱脱€行走原理的模擬實驗，讓學生通過模擬實驗，加深對相關知識的理解和掌握。教學過程設計1.導入新課（5分鐘）

目標：引起學生對循線行走機器人的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道循線行走機器人是什么嗎？它與我們的生活有什么關系？”

展示一些關于循線行走機器人的圖片或視頻片段，讓學生初步感受循線行走機器人的魅力或特點。

簡短介紹循線行走機器人的基本概念和重要性，為接下來的學習打下基礎。

2.循線行走機器人基礎知識講解（10分鐘）

目標：讓學生了解循線行走機器人的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解循線行走機器人的定義，包括其主要組成元素或結構。

詳細介紹循線行走機器人的組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學生理解。

3.循線行走機器人案例分析（20分鐘）

目標：通過具體案例，讓學生深入了解循線行走機器人的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的循線行走機器人案例進行分析。

詳細介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學生全面了解循線行走機器人的多樣性或復雜性。

引導學生思考這些案例對實際生活或學習的影響，以及如何應用循線行走機器人解決實際問題。

小組討論：讓學生分組討論循線行走機器人的未來發(fā)展或改進方向，并提出創(chuàng)新性的想法或建議。

4.學生小組討論（10分鐘）

目標：培養(yǎng)學生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學生分成若干小組，每組選擇一個與循線行走機器人相關的主題進行深入討論。

小組內討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學生的表達能力，同時加深全班對循線行走機器人的認識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學生和教師對展示內容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結（5分鐘）

目標：回顧本節(jié)課的主要內容，強調循線行走機器人的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學習內容，包括循線行走機器人的基本概念、組成部分、案例分析等。

強調循線行走機器人在現(xiàn)實生活或學習中的價值和作用，鼓勵學生進一步探索和應用循線行走機器人。

布置課后作業(yè)：讓學生撰寫一篇關于循線行走機器人的短文或報告，以鞏固學習效果。學生學習效果1.學生能夠理解地面?zhèn)鞲衅鞯脑砗徒Y構，以及它們在機器人循線行走中的作用。學生將能夠描述傳感器的工作原理，包括其如何將物理量或化學量轉換成電信號。學生將能夠識別傳感器的組成部分，并了解它們的功能和作用。

2.學生將能夠理解機器人的循線行走原理，包括機器人如何根據傳感器的信息來控制其運動。學生將能夠描述循線行走的基本過程，包括如何檢測地面上的黑線、如何根據檢測到的信息來控制機器人的運動等。

3.學生將能夠編寫簡單的循線行走程序，以控制機器人沿著黑線行走。學生將能夠理解和應用編程語言的基本語法和結構，以編寫能夠實現(xiàn)循線行走的程序。學生將能夠分析和調試程序，以解決可能出現(xiàn)的問題。

4.學生將能夠分析具體的循線行走機器人案例，并理解它們的特點和重要性。學生將能夠識別案例中的關鍵技術和應用，并能夠將其與實際生活中的應用聯(lián)系起來。

5.學生將能夠進行小組討論，并提出關于循線行走機器人的創(chuàng)新性想法或建議。學生將能夠與小組成員合作，共同探討循線行走機器人的未來發(fā)展或改進方向，并提出具體的方案或建議。

6.學生將能夠展示他們的學習成果，并能夠清晰地表達他們的觀點和思考。學生將能夠回答其他學生和教師的提問，并能夠接受他們的反饋和建議。

7.學生將能夠將所學知識應用到實際生活中，例如設計一個簡單的循線行走機器人，或者解決實際生活中的問題。學生將能夠將編程知識應用于實際問題的解決，并能夠編寫出能夠實現(xiàn)特定功能的程序。課后拓展1.拓展內容

（1）閱讀材料：

-《傳感器技術原理與應用》（作者：張三）

-《機器人技術基礎》（作者：李四）

-《循線行走機器人設計與制作》（作者：王五）

（2）視頻資源：

-“地面?zhèn)鞲衅鞴ぷ髟怼币曨l

-“循線行走機器人案例分析”視頻

-“編程語言入門”視頻

2.拓展要求

（1）閱讀要求：

-閱讀上述推薦閱讀材料，了解地面?zhèn)鞲衅鳌C器人技術和循線行走機器人的相關知識。

-完成閱讀材料的筆記和總結，并在下次課堂上進行分享。

（2）視頻要求：

-觀看上述推薦視頻，了解地面?zhèn)鞲衅鞯墓ぷ髟?、循線行走機器人的案例分析和編程語言的基礎知識。

-完成視頻觀看筆記，并在下次課堂上進行分享。

（3）實踐要求：

-利用課后時間，嘗試設計和制作一個簡單的循線行走機器人，或者編寫一個循線行走程序。

-在設計和制作過程中，遇到問題可以隨時向教師請教，教師會提供必要的指導和幫助。

（4）思考要求：

-思考循線行走機器人在實際生活中的應用和未來發(fā)展方向。

-提出自己的想法或建議，并準備在下次的課堂上進行分享。反思改進措施（1）實踐操作：通過讓學生親自動手制作循線行走機器人，提高學生的實踐操作能力和創(chuàng)新思維。

（2）小組合作：組織學生進行小組討論和合作，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力和溝通能力。

（3）問題導向：鼓勵學生提出問題，引導學生思考和解決問題，激發(fā)學生的學習興趣和主動性。

2.存在主要問題

（1）教學內容：部分學生對于地面?zhèn)鞲衅骱脱€行走程序的理解和掌握存在困難，需要進一步細化講解和提供更多的實例。

（2）教學方法：部分學生對傳統(tǒng)的講授法不感興趣，需要采用更多的互動式教學方法，如討論法、實驗法等，提高學生的參與度和學習效果。

（3）教學評價：