第二單元 《第9節(jié) 仿真環(huán)境下的機(jī)器人》教學(xué)實(shí)錄 2023-2024學(xué)年北師大版初中信息技術(shù)八年級(jí)下冊(cè)

第二單元《第9節(jié)仿真環(huán)境下的機(jī)器人》教學(xué)實(shí)錄2023—2024學(xué)年北師大版初中信息技術(shù)八年級(jí)下冊(cè)一、課程基本信息

1.課程名稱：初中信息技術(shù)

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：八年級(jí)（2）班

3.授課時(shí)間：2023年4月15日

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)

本節(jié)課內(nèi)容選自2023—2024學(xué)年北師大版初中信息技術(shù)八年級(jí)下冊(cè)第二單元第9節(jié)《仿真環(huán)境下的機(jī)器人》，主要內(nèi)容包括：了解仿真環(huán)境下的機(jī)器人的概念、特點(diǎn)及應(yīng)用，掌握在仿真環(huán)境下創(chuàng)建、編程和調(diào)試機(jī)器人的基本方法。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)

1.信息意識(shí)：培養(yǎng)學(xué)生對(duì)仿真環(huán)境下機(jī)器人技術(shù)的認(rèn)知和興趣，提高其對(duì)信息技術(shù)的敏感度和應(yīng)用意識(shí)。

2.計(jì)算思維：通過編程實(shí)踐，發(fā)展學(xué)生的邏輯思維和問題解決能力，使其能夠在仿真環(huán)境中有效地設(shè)計(jì)和調(diào)試機(jī)器人程序。

3.信息倫理：引導(dǎo)學(xué)生理解仿真環(huán)境下機(jī)器人的倫理問題，培養(yǎng)其在信息技術(shù)應(yīng)用中的責(zé)任感和道德意識(shí)。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)

1.教學(xué)重點(diǎn)

-仿真環(huán)境下機(jī)器人的基本概念：理解仿真環(huán)境是指通過計(jì)算機(jī)軟件模擬現(xiàn)實(shí)世界，以便在虛擬環(huán)境中進(jìn)行機(jī)器人設(shè)計(jì)和測(cè)試。

-機(jī)器人編程基礎(chǔ)：掌握在仿真環(huán)境中使用編程語(yǔ)言（如Python）來(lái)控制機(jī)器人的基本語(yǔ)法和邏輯結(jié)構(gòu)，例如循環(huán)、條件判斷和函數(shù)定義。

-機(jī)器人調(diào)試方法：學(xué)會(huì)在仿真環(huán)境中觀察機(jī)器人的行為，分析問題，并調(diào)整程序代碼以優(yōu)化機(jī)器人性能。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-仿真環(huán)境的設(shè)置與配置：學(xué)生可能難以理解如何創(chuàng)建和調(diào)整仿真環(huán)境，例如如何在Unity或ROS等仿真軟件中設(shè)置機(jī)器人模型和環(huán)境參數(shù)。

-示例：教師可以通過演示如何在仿真軟件中導(dǎo)入機(jī)器人模型，并調(diào)整環(huán)境參數(shù)，幫助學(xué)生掌握仿真環(huán)境的配置方法。

-編程思維的轉(zhuǎn)換：學(xué)生可能習(xí)慣于面向過程的編程，而在仿真環(huán)境中需要面向?qū)ο蟮木幊趟季S。

-示例：教師可以通過講解面向?qū)ο缶幊痰母拍睿约叭绾卧诜抡姝h(huán)境中創(chuàng)建和使用對(duì)象，幫助學(xué)生理解并應(yīng)用面向?qū)ο蟮木幊谭椒ā?/p>

-機(jī)器人調(diào)試技巧：學(xué)生在調(diào)試機(jī)器人程序時(shí)可能難以定位錯(cuò)誤，特別是在復(fù)雜的邏輯和傳感器數(shù)據(jù)處理方面。

-示例：教師可以展示如何使用調(diào)試工具，如斷點(diǎn)調(diào)試、日志輸出等，來(lái)跟蹤程序執(zhí)行并發(fā)現(xiàn)潛在錯(cuò)誤，從而幫助學(xué)生掌握調(diào)試技巧。四、教學(xué)資源

-軟件資源：Unity仿真軟件、ROS（RobotOperatingSystem）、Python編程環(huán)境

-硬件資源：計(jì)算機(jī)、投影儀、音響設(shè)備

-課程平臺(tái)：學(xué)校內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)

--信息化資源：教學(xué)PPT、仿真環(huán)境下的機(jī)器人編程案例、在線編程練習(xí)題庫(kù)

-教學(xué)手段：現(xiàn)場(chǎng)演示、小組討論、編程實(shí)踐、問題解答五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)

1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

-展示仿真環(huán)境下的機(jī)器人應(yīng)用案例，如自動(dòng)駕駛汽車、遠(yuǎn)程手術(shù)機(jī)器人等，激發(fā)學(xué)生興趣。

-提問：你們認(rèn)為這些機(jī)器人在現(xiàn)實(shí)世界中有什么作用？它們是如何工作的？

2.新知學(xué)習(xí)（25分鐘）

-理論講解：介紹仿真環(huán)境下機(jī)器人的定義、特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域。

-實(shí)例演示：使用Unity軟件展示一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)器人仿真場(chǎng)景，讓學(xué)生直觀感受仿真環(huán)境。

-編程基礎(chǔ)：講解Python編程語(yǔ)言在機(jī)器人編程中的應(yīng)用，包括基本語(yǔ)法和結(jié)構(gòu)。

-互動(dòng)編程：教師引導(dǎo)學(xué)生共同編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)器人控制程序，如機(jī)器人移動(dòng)。

3.實(shí)踐操作（15分鐘）

-分組實(shí)踐：學(xué)生分組，每組在計(jì)算機(jī)上安裝并運(yùn)行ROS和Python環(huán)境，嘗試創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)器人仿真項(xiàng)目。

-編程挑戰(zhàn)：教師給出一個(gè)具體的編程任務(wù)，要求學(xué)生編寫程序?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人的特定行為，如避障、追蹤等。

4.互動(dòng)討論（10分鐘）

-問題解答：教師解答學(xué)生在實(shí)踐操作中遇到的問題，共同討論解決方案。

-經(jīng)驗(yàn)分享：邀請(qǐng)編程較為熟練的學(xué)生分享他們的經(jīng)驗(yàn)和技巧。

5.難點(diǎn)攻克（10分鐘）

-針對(duì)難點(diǎn)：針對(duì)學(xué)生在編程過程中遇到的難點(diǎn)，如傳感器數(shù)據(jù)處理、運(yùn)動(dòng)控制等，進(jìn)行集中講解和示范。

-練習(xí)鞏固：布置相關(guān)的練習(xí)題，讓學(xué)生獨(dú)立完成，鞏固所學(xué)知識(shí)。

6.總結(jié)提升（5分鐘）

-總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)仿真環(huán)境下機(jī)器人編程的關(guān)鍵步驟。

-鼓勵(lì)學(xué)生思考如何將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問題解決中。

7.作業(yè)布置（5分鐘）

-布置課后作業(yè)：要求學(xué)生基于本節(jié)課所學(xué)，設(shè)計(jì)一個(gè)更復(fù)雜的機(jī)器人仿真項(xiàng)目，并在下節(jié)課進(jìn)行展示和討論。

8.反饋與反思（5分鐘）

-學(xué)生反饋：詢問學(xué)生對(duì)本節(jié)課內(nèi)容的理解程度，是否有未解決的問題。

-教師反思：教師總結(jié)本節(jié)課的教學(xué)效果，反思教學(xué)中可能存在的問題，為下一節(jié)課做好準(zhǔn)備。六、教學(xué)反思與改進(jìn)

1.教學(xué)反思：本節(jié)課在引導(dǎo)學(xué)生理解仿真環(huán)境下的機(jī)器人概念方面做得較好，但在實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，部分學(xué)生由于計(jì)算機(jī)操作不熟練，導(dǎo)致編程進(jìn)度緩慢，影響了課堂整體效率。此外，課堂互動(dòng)雖然充分，但在回答問題和討論環(huán)節(jié)，部分學(xué)生表現(xiàn)出對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握不牢固的情況。

2.教學(xué)改進(jìn)：在下一節(jié)課中，我將提前準(zhǔn)備一些基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)操作視頻教程，供學(xué)生在課前自學(xué)，以提高課堂實(shí)踐環(huán)節(jié)的效率。同時(shí)，我計(jì)劃在課后增加一些基礎(chǔ)知識(shí)的復(fù)習(xí)資料，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)。對(duì)于編程進(jìn)度較快的學(xué)生，將提供一些額外的挑戰(zhàn)性任務(wù)，以確保所有學(xué)生都能在課堂上得到適當(dāng)?shù)腻憻?。七、評(píng)價(jià)與反饋機(jī)制

1.過程評(píng)價(jià)：通過觀察學(xué)生在仿真環(huán)境配置、編程實(shí)踐和問題解答環(huán)節(jié)的參與度和表現(xiàn)，給予針對(duì)性的即時(shí)反饋，指導(dǎo)學(xué)生如何更有效地使用仿真軟件和編程工具。

2.成果評(píng)價(jià)：評(píng)估學(xué)生在完成機(jī)器人編程任務(wù)后的成果，包括程序的正確性、創(chuàng)新性和實(shí)用性，通過展示和交流，鼓勵(lì)學(xué)生互相學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步。

3.自我反思：引導(dǎo)學(xué)生回顧學(xué)習(xí)過程中的挑戰(zhàn)和收獲，鼓勵(lì)他們思考如何將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問題，以及如何在日常生活中培養(yǎng)良好的信息素養(yǎng)和計(jì)算思維。八、九結(jié)語(yǔ)

同學(xué)們，今天我們一起探索了仿真環(huán)境下的機(jī)器人，了解了它們是如何在虛擬世界中模擬現(xiàn)實(shí)行為。希望大家能夠?qū)⒔裉鞂W(xué)到