2023-2024學(xué)年天津市中小學(xué)生mixly創(chuàng)意編程 第16課機器人運動會-教學(xué)設(shè)計

2023-2024學(xué)年天津市中小學(xué)生mixly創(chuàng)意編程第16課機器人運動會-教學(xué)設(shè)計學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具教學(xué)內(nèi)容教材章節(jié)：Mixly創(chuàng)意編程第16課機器人運動會

內(nèi)容：本節(jié)課將帶領(lǐng)學(xué)生通過Mixly軟件學(xué)習(xí)機器人運動會的編程，包括設(shè)置機器人運動路線、實現(xiàn)機器人避障、完成特定任務(wù)等。通過實際操作，學(xué)生將掌握基本編程邏輯，提高問題解決能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，通過編程實踐，提升邏輯推理和問題解決能力。

2.增強學(xué)生的創(chuàng)新意識，鼓勵學(xué)生在機器人運動會編程中發(fā)揮創(chuàng)意。

3.培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神，在小組活動中共同完成任務(wù)，提高溝通協(xié)作能力。重點難點及解決辦法重點：1.理解機器人運動會的編程邏輯，包括路徑規(guī)劃、動作指令的編寫。

2.應(yīng)用編程知識解決實際問題，如避障和完成特定任務(wù)。

難點：1.編程邏輯的復(fù)雜性和實際操作中的細節(jié)處理。

2.學(xué)生對編程概念的理解和運用能力。

解決辦法：

1.通過示例代碼和逐步引導(dǎo)，幫助學(xué)生理解編程邏輯。

2.設(shè)置階梯式練習(xí)，從簡單到復(fù)雜，逐步提高學(xué)生的編程能力。

3.鼓勵學(xué)生提問和討論，通過合作學(xué)習(xí)解決編程中的難題。

4.利用反饋機制，及時糾正學(xué)生的編程錯誤，強化正確編程習(xí)慣。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：系統(tǒng)講解機器人運動會的編程原理和步驟。

2.實驗法：通過實際操作，讓學(xué)生體驗編程過程，培養(yǎng)實踐能力。

3.討論法：小組討論編程中的難點和解決方案，提高團隊協(xié)作能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體展示：利用PPT展示編程步驟和機器人運動會的實際案例。

2.互動軟件：使用Mixly軟件進行實時編程，讓學(xué)生直觀感受編程效果。

3.在線資源：推薦相關(guān)在線教程和視頻，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)資源。教學(xué)過程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

激發(fā)興趣：以“機器人運動會的精彩瞬間”視頻作為開場，引導(dǎo)學(xué)生思考機器人是如何通過編程完成各種任務(wù)的。

回顧舊知：簡要回顧Mixly軟件的基本操作和編程基礎(chǔ)，幫助學(xué)生回顧與新課相關(guān)的知識。

2.新課呈現(xiàn)（約15分鐘）

講解新知：詳細講解機器人運動會的編程步驟，包括路徑規(guī)劃、動作指令編寫、傳感器使用等。

舉例說明：通過簡單的機器人跑步、跳躍等例子，幫助學(xué)生理解編程邏輯。

互動探究：提問學(xué)生關(guān)于編程中的常見問題和解決方法，鼓勵學(xué)生發(fā)表自己的見解。

3.編程實踐（約20分鐘）

學(xué)生活動：讓學(xué)生在Mixly軟件中嘗試編寫機器人完成特定任務(wù)的程序。

教師指導(dǎo)：針對學(xué)生在編程過程中遇到的問題，給予個別指導(dǎo)，幫助學(xué)生克服困難。

4.小組合作（約15分鐘）

分組討論：將學(xué)生分成小組，每個小組負責(zé)完成一個機器人運動會的編程任務(wù)。

團隊協(xié)作：小組成員共同商討、分工合作，完成編程任務(wù)。

教師巡視：教師在課堂上巡視，觀察每個小組的編程過程，提供必要的幫助和指導(dǎo)。

5.展示交流（約10分鐘）

小組展示：每個小組向全班展示他們的編程成果，分享編程經(jīng)驗和心得。

學(xué)生互評：其他小組的學(xué)生對展示的小組進行評價，提出改進建議。

教師點評：教師對學(xué)生的編程成果進行點評，指出優(yōu)點和不足，并提出改進方向。

6.鞏固練習(xí)（約15分鐘）

學(xué)生活動：學(xué)生在Mixly軟件中嘗試完成一些增加難度的編程任務(wù)。

教師指導(dǎo)：教師在學(xué)生練習(xí)過程中進行個別指導(dǎo)，確保學(xué)生能夠理解和應(yīng)用所學(xué)知識。

7.總結(jié)反饋（約5分鐘）

學(xué)生總結(jié)：學(xué)生總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，分享自己的收獲。

教師總結(jié)：教師對本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容進行總結(jié)，強調(diào)重點和難點，并布置課后作業(yè)。

學(xué)生反饋：收集學(xué)生對本節(jié)課的評價和建議，為后續(xù)教學(xué)提供參考。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-機器人運動控制原理：介紹不同類型機器人的運動控制系統(tǒng)，如PID控制、模糊控制等，以及這些系統(tǒng)在機器人運動中的應(yīng)用。

-編程語言簡介：簡要介紹其他編程語言的基礎(chǔ)知識，如Python、Java等，以及它們在機器人編程中的適用性。

-傳感器技術(shù)：介紹常見的傳感器類型，如紅外傳感器、超聲波傳感器等，以及它們在機器人避障和感知環(huán)境中的應(yīng)用。

-機器人運動路徑規(guī)劃算法：探討不同路徑規(guī)劃算法，如A*算法、Dijkstra算法等，以及這些算法在機器人路徑規(guī)劃中的應(yīng)用。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以通過閱讀相關(guān)的科普書籍或在線資料，深入了解機器人運動控制原理和傳感器技術(shù)。

-鼓勵學(xué)生參加機器人編程競賽或工作坊，通過實際操作提高編程技能和問題解決能力。

-引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注機器人領(lǐng)域的最新研究和發(fā)展動態(tài)，如人工智能在機器人編程中的應(yīng)用。

-建議學(xué)生嘗試使用不同的編程環(huán)境，如ArduinoIDE、TurtleBlocks等，以拓展編程視野。

-鼓勵學(xué)生嘗試自主設(shè)計簡單的機器人項目，如制作一個能夠跟隨光的機器人或一個簡單的避障機器人。

-組織學(xué)生進行小組合作項目，通過分工合作完成一個完整的機器人系統(tǒng)設(shè)計，提高團隊合作和項目管理能力。

-提供一些在線學(xué)習(xí)資源，如Coursera、edX上的機器人編程課程，幫助學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)機器人編程知識。

-鼓勵學(xué)生參與社區(qū)討論，與其他對機器人編程感興趣的學(xué)生交流心得和經(jīng)驗，共同進步。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)，通過以下方式對學(xué)生進行評價：

a.提問：在課堂上通過提問的方式，檢驗學(xué)生對知識的掌握程度。提問應(yīng)設(shè)計得既具有啟發(fā)性，又具有針對性，能夠激發(fā)學(xué)生的思考。

b.觀察：教師在課堂上應(yīng)細致觀察學(xué)生的參與程度、合作表現(xiàn)和操作技能。通過觀察，教師可以了解學(xué)生在實際操作中的問題，并給予及時指導(dǎo)。

c.小組合作：通過小組合作完成任務(wù)，評價學(xué)生的溝通能力、團隊協(xié)作能力和解決問題的能力。教師可以觀察學(xué)生在小組中的角色和貢獻，以及小組整體的完成情況。

d.互動：鼓勵學(xué)生積極參與課堂討論，通過互動評價學(xué)生的表達能力和邏輯思維能力。教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生的發(fā)言內(nèi)容，及時給予肯定和鼓勵。

e.測試：定期進行小測驗或隨堂練習(xí)，檢驗學(xué)生對知識點的掌握情況。測試應(yīng)具有代表性，能夠全面覆蓋本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容。

通過以上課堂評價方式，教師可以及時發(fā)現(xiàn)問題，并針對問題進行解決，提高教學(xué)效果。

2.作業(yè)評價

作業(yè)評價是檢驗學(xué)生課后學(xué)習(xí)效果的重要手段，以下為作業(yè)評價的具體方法：

a.認(rèn)真批改：對學(xué)生的作業(yè)進行認(rèn)真批改，關(guān)注學(xué)生在編程過程中的細節(jié)和思路。批改過程中，教師應(yīng)遵循公平、公正的原則。

b.點評反饋：對學(xué)生的作業(yè)進行詳細點評，指出作業(yè)中的優(yōu)點和不足，并提出改進建議。點評應(yīng)具體、有針對性，幫助學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。

c.及時反饋：在批改作業(yè)過程中，教師應(yīng)盡量做到及時反饋，讓學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)成果和不足之處。

d.鼓勵進步：在作業(yè)評價中，教師應(yīng)注重鼓勵學(xué)生的進步，關(guān)注學(xué)生的努力和成長。對于進步較大的學(xué)生，給予表揚和肯定。

e.分類評價：針對不同層次的學(xué)生，采用不同的評價標(biāo)準(zhǔn)。對于基礎(chǔ)較差的學(xué)生，注重鼓勵和引導(dǎo)；對于基礎(chǔ)較好的學(xué)生，提出更高要求。重點題型整理1.題型一：編寫簡單的機器人運動路徑

-題目：編寫一個機器人從起點A移動到終點B的路徑，要求路徑上需要通過一個障礙物C。

-答案示例：

```

//初始化機器人位置

robot.moveTo(A);

//繞過障礙物C

robot.turnLeft();

robot.moveForward();

robot.turnRight();

//繼續(xù)前進到達終點B

robot.moveForward();

robot.moveTo(B);

```

2.題型二：使用傳感器實現(xiàn)避障

-題目：編寫一個機器人，當(dāng)接近障礙物時能夠自動停止并后退，直到安全距離。

-答案示例：

```

//初始化傳感器

sensor.activate();

//循環(huán)檢測前方是否有障礙物

while(sensor.isObstacle()){

robot.stop();

robot.moveBackward();

}

//繼續(xù)前進

robot.start();

```

3.題型三：編寫機器人完成特定任務(wù)

-題目：編寫一個機器人，在運動過程中收集一定數(shù)量的物品并返回起點。

-答案示例：

```

//初始化物品計數(shù)器

intcount=0;

//循環(huán)收集物品，直到收集到一定數(shù)量

while(count<10){

if(robot.isItemHere()){

robot.pickUpItem();

count++;

}

robot.moveForward();

}

//返回起點

robot.moveTo(A);

```

4.題型四：編寫機器人根據(jù)顏色變化執(zhí)行動作

-題目：編寫一個機器人，當(dāng)遇到紅色標(biāo)志時停止，遇到綠色標(biāo)志時繼續(xù)前進。

-答案示例：

```

//初始化顏色傳感器

colorSensor.activate();

//循環(huán)檢測顏色標(biāo)志

while(true){

if(colorSensor.isRed()){

robot.stop();

}elseif(colorSensor.isGreen()){

robot.moveForward();

}

robot.moveForward();

}

```

5.題型五：編寫機器人完成復(fù)雜路徑規(guī)劃

-題目：編寫一個機器人，從起點出發(fā)，按照特定的路徑繞過多個障礙物，最終到達終點。

-答案示例：

```

//初始化機器人位置

robot.moveTo(A);

//執(zhí)行復(fù)雜路徑規(guī)劃

robot.turnLeft();

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