初中信息技術(shù)粵教版 (B版)九年級下冊第二節(jié) 綜合活動(dòng)1機(jī)器人拔河比賽教案

初中信息技術(shù)粵教版(B版)九年級下冊第二節(jié)綜合活動(dòng)1機(jī)器人拔河比賽教案課題：科目：班級：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：單位：一、設(shè)計(jì)思路本節(jié)課通過機(jī)器人拔河比賽活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)信息技術(shù)知識，設(shè)計(jì)、制作并控制機(jī)器人進(jìn)行比賽。課程內(nèi)容與課本中機(jī)器人編程相關(guān)章節(jié)緊密相連，旨在提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。通過實(shí)際操作，讓學(xué)生深刻理解編程原理，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的信息意識、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任等核心素養(yǎng)。通過機(jī)器人拔河比賽，學(xué)生將學(xué)會運(yùn)用信息技術(shù)解決問題，提升編程技能，增強(qiáng)創(chuàng)新實(shí)踐能力。同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神和信息倫理意識，為未來社會發(fā)展做好準(zhǔn)備。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

-確定機(jī)器人編程的基本流程：教師需強(qiáng)調(diào)理解并掌握編程的基本步驟，包括需求分析、設(shè)計(jì)算法、編寫代碼、測試與調(diào)試。例如，通過示例讓學(xué)生理解如何根據(jù)拔河比賽的需求，設(shè)計(jì)機(jī)器人的動(dòng)作流程。

-掌握機(jī)器人控制命令：重點(diǎn)講解控制命令的使用，如前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向等，以及如何通過編程實(shí)現(xiàn)這些命令。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-算法設(shè)計(jì)與邏輯思維：學(xué)生可能難以將實(shí)際需求轉(zhuǎn)化為有效的算法，需要教師引導(dǎo)，如通過討論和案例分析，幫助學(xué)生理解如何將復(fù)雜問題分解為簡單步驟。

-機(jī)器人動(dòng)作的精確控制：學(xué)生在編程時(shí)可能難以精確控制機(jī)器人的動(dòng)作，導(dǎo)致比賽效果不佳。教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生如何調(diào)整參數(shù)，優(yōu)化代碼，以達(dá)到比賽所需的動(dòng)作精確度。四、教學(xué)資源-軟硬件資源：機(jī)器人教學(xué)平臺、編程軟件（如Scratch、Python）、電腦或平板電腦、機(jī)器人模型。

-課程平臺：學(xué)校內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺或在線教育資源網(wǎng)站。

-信息化資源：機(jī)器人編程教學(xué)視頻、案例庫、編程教程文檔。

-教學(xué)手段：實(shí)物展示、投影儀、電子白板、小組討論、實(shí)踐操作。五、教學(xué)過程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：展示機(jī)器人拔河比賽的精彩片段，引發(fā)學(xué)生對機(jī)器人編程的興趣。

-回顧舊知：簡要回顧上一節(jié)課中學(xué)習(xí)的機(jī)器人編程基礎(chǔ)，如控制命令、編程流程等。

2.新課呈現(xiàn)（約30分鐘）

-講解新知：

-詳細(xì)講解機(jī)器人拔河比賽的設(shè)計(jì)原則，包括比賽規(guī)則、機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、編程邏輯等。

-介紹機(jī)器人編程的基本流程，包括需求分析、設(shè)計(jì)算法、編寫代碼、測試與調(diào)試。

-舉例說明：

-通過實(shí)際案例展示如何根據(jù)拔河比賽的需求，設(shè)計(jì)機(jī)器人的動(dòng)作流程。

-以Scratch編程為例，展示如何使用控制命令實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向等動(dòng)作。

-互動(dòng)探究：

-引導(dǎo)學(xué)生分組討論，分析不同機(jī)器人設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)。

-組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，調(diào)整機(jī)器人參數(shù)，優(yōu)化編程代碼。

3.鞏固練習(xí)（約30分鐘）

-學(xué)生活動(dòng)：

-學(xué)生分組，每組設(shè)計(jì)并制作一個(gè)機(jī)器人模型，并編寫相應(yīng)的控制程序。

-學(xué)生進(jìn)行機(jī)器人拔河比賽，觀察比賽效果，記錄數(shù)據(jù)。

-教師指導(dǎo)：

-教師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生在設(shè)計(jì)和編程過程中遇到的問題。

-教師組織學(xué)生分享經(jīng)驗(yàn)，討論如何改進(jìn)機(jī)器人設(shè)計(jì)和編程。

4.拓展活動(dòng)（約20分鐘）

-學(xué)生分組，每組根據(jù)比賽經(jīng)驗(yàn)，提出改進(jìn)方案，優(yōu)化機(jī)器人設(shè)計(jì)和編程。

-學(xué)生進(jìn)行改進(jìn)后的機(jī)器人拔河比賽，觀察比賽效果，分析改進(jìn)效果。

5.總結(jié)與反思（約5分鐘）

-教師總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)算法設(shè)計(jì)與邏輯思維的重要性。

-學(xué)生分享學(xué)習(xí)心得，反思自己在設(shè)計(jì)和編程過程中的收獲與不足。

6.布置作業(yè)（約5分鐘）

-學(xué)生根據(jù)本節(jié)課所學(xué)，設(shè)計(jì)一個(gè)具有創(chuàng)新性的機(jī)器人項(xiàng)目，并編寫相應(yīng)的控制程序。

-學(xué)生撰寫項(xiàng)目報(bào)告，總結(jié)設(shè)計(jì)思路、編程過程和改進(jìn)措施。六、教學(xué)資源拓展1.拓展資源

-機(jī)器人編程基礎(chǔ)教程：提供機(jī)器人編程的基礎(chǔ)知識，包括編程語言介紹、編程環(huán)境設(shè)置、基本語法和編程技巧。

-機(jī)器人競賽案例庫：收集整理國內(nèi)外機(jī)器人競賽的優(yōu)秀案例，包括比賽規(guī)則、機(jī)器人設(shè)計(jì)、編程策略等。

-機(jī)器人技術(shù)發(fā)展趨勢：介紹機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，如人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛等前沿技術(shù)。

-機(jī)器人編程軟件資源：提供多種機(jī)器人編程軟件的介紹，如Scratch、Python、Arduino等，以及它們在機(jī)器人編程中的應(yīng)用。

-機(jī)器人教育平臺：介紹國內(nèi)外的機(jī)器人教育平臺，如RoboCup、FIRST等，以及它們在機(jī)器人教育中的應(yīng)用。

2.拓展建議

-學(xué)生可以自學(xué)機(jī)器人編程的基礎(chǔ)知識，通過閱讀相關(guān)教程，提升編程技能。

-鼓勵(lì)學(xué)生參加機(jī)器人競賽，通過實(shí)際比賽，提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和解決問題的能力。

-學(xué)生可以關(guān)注機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，了解最新的機(jī)器人技術(shù)，激發(fā)創(chuàng)新思維。

-學(xué)生可以通過在線課程或工作坊，學(xué)習(xí)不同的機(jī)器人編程軟件，拓寬編程技能。

-學(xué)生可以加入機(jī)器人興趣小組，與其他同學(xué)交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，共同進(jìn)步。

-學(xué)生可以嘗試自主設(shè)計(jì)機(jī)器人項(xiàng)目，將所學(xué)知識應(yīng)用到實(shí)際中，鍛煉實(shí)踐能力。

-學(xué)生可以撰寫項(xiàng)目報(bào)告，總結(jié)設(shè)計(jì)思路、編程過程和改進(jìn)措施，提升寫作能力。

-學(xué)生可以通過觀看機(jī)器人相關(guān)的紀(jì)錄片或科普節(jié)目，增加對機(jī)器人技術(shù)的了解和興趣。七、典型例題講解1.例題一：設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的機(jī)器人行走程序，機(jī)器人需要從起點(diǎn)A移動(dòng)到終點(diǎn)B，途中需要避開障礙物C。

解答：

```

1.初始化機(jī)器人位置為A。

2.檢測前方是否有障礙物C。

3.如果有障礙物C，向左轉(zhuǎn)90度。

4.繼續(xù)前行，直到到達(dá)下一個(gè)檢測點(diǎn)。

5.重復(fù)步驟2-4，直到到達(dá)終點(diǎn)B。

```

分析：本題考查學(xué)生對于機(jī)器人編程的基本邏輯和循環(huán)結(jié)構(gòu)的運(yùn)用。

2.例題二：編寫程序，控制機(jī)器人按照特定的路徑（如圖所示）行走，路徑由若干直線和曲線組成。

解答：

```

1.初始化機(jī)器人位置為路徑起點(diǎn)。

2.循環(huán)：

a.判斷當(dāng)前位置的下一個(gè)點(diǎn)。

b.根據(jù)下一個(gè)點(diǎn)的類型（直線或曲線），調(diào)整機(jī)器人的移動(dòng)方向。

c.移動(dòng)到下一個(gè)點(diǎn)。

d.重復(fù)步驟a-c，直到到達(dá)路徑的終點(diǎn)。

```

分析：本題旨在鍛煉學(xué)生根據(jù)實(shí)際路徑設(shè)計(jì)機(jī)器人的行走程序。

3.例題三：編寫程序，使機(jī)器人能夠檢測到地面上存在的顏色變化，并沿著顏色變化的方向移動(dòng)。

解答：

```

1.初始化機(jī)器人位置。

2.循環(huán)：

a.使用顏色傳感器檢測地面顏色。

b.如果檢測到顏色變化，記錄當(dāng)前位置。

c.向顏色變化方向移動(dòng)。

d.重復(fù)步驟a-c，直到顏色變化消失。

```

分析：本題考察學(xué)生如何應(yīng)用傳感器實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的環(huán)境感知和響應(yīng)。

4.例題四：設(shè)計(jì)程序，控制機(jī)器人執(zhí)行一系列的動(dòng)作，如前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等，完成特定的任務(wù)。

解答：

```

1.定義機(jī)器人動(dòng)作序列：前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、前進(jìn)。

2.循環(huán)：

a.根據(jù)動(dòng)作序列執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。

b.判斷動(dòng)作執(zhí)行是否完成。

c.如果未完成，繼續(xù)執(zhí)行下一動(dòng)作。

```

分析：本題要求學(xué)生理解動(dòng)作序列在編程中的重要性，并能夠?qū)⑵鋺?yīng)用到實(shí)際操作中。

5.例題五：編寫程序，使機(jī)器人能夠根據(jù)環(huán)境中的聲音信號進(jìn)行響應(yīng)，如聽到特定聲音后執(zhí)行特定動(dòng)作。

解答：

```

1.初始化機(jī)器人位置。

2.循環(huán)：

a.使用聲音傳感器檢測環(huán)境中的聲音。

b.如果檢測到特定聲音，記錄聲音位置。

c.向聲音方向移動(dòng)。

d.重復(fù)步驟a-c，直到不再檢測到特定聲音。

```

分析：本題考察學(xué)生如何利用聲音傳感器控制機(jī)器人響應(yīng)外部環(huán)境變化。八、教學(xué)評價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：

-學(xué)生出勤率：記錄學(xué)生出勤情況，確保課堂秩序。

-學(xué)生參與度：觀察學(xué)生在課堂上的提問、回答問題以及參與討論的積極性。

-學(xué)生態(tài)度：評估學(xué)生對機(jī)器人編程的興趣和態(tài)度，包括是否認(rèn)真聽講、是否主動(dòng)參與實(shí)踐操作。

2.小組討論成果展示：

-小組合作效果：評價(jià)學(xué)生在小組討論中的分工與合作情況，是否能夠共同解決問題。

-作品質(zhì)量：評估小組制作的機(jī)器人模型和編寫的程序是否符合要求，是否具有創(chuàng)新性。

-演示效果：觀察學(xué)生在展示過程中是否能夠清晰、準(zhǔn)確地傳達(dá)小組的設(shè)計(jì)思路和編程過程。

3.隨堂測試：

-編程能力：通過隨堂測試評估學(xué)生對編程知識的掌握程度，包括算法設(shè)計(jì)、代碼編寫等。

-問題解決能力：測試學(xué)生在面對新問題時(shí)，能否運(yùn)用所學(xué)知識獨(dú)立解決問題。

-團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力：通過測試評估學(xué)生在小組合作中的溝通、協(xié)調(diào)和決策能力。

4.課后作業(yè)反饋：

-作業(yè)完成情況：檢查學(xué)生課后作業(yè)的完成質(zhì)量，包括作業(yè)的完整性、正確性和創(chuàng)新性。

-作業(yè)改進(jìn)建議：針對學(xué)生在作業(yè)中存在的問題，給予具體的改進(jìn)建議和指導(dǎo)。

-作業(yè)展示：鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上展示自己的課后作業(yè)，分享學(xué)習(xí)心得和經(jīng)驗(yàn)。

5.教師評價(jià)與反饋：

-針對課堂表現(xiàn)：對學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)進(jìn)行評價(jià)，包括學(xué)習(xí)態(tài)度、參與度、合作精神等。

-針對小組討論：對學(xué)生在小組討論中的表現(xiàn)進(jìn)行評價(jià)，包括分工合作、問題解決、溝通協(xié)調(diào)等。

-針對編程能力：對學(xué)生在編程實(shí)踐中的表現(xiàn)進(jìn)行評價(jià)，包括算法設(shè)計(jì)、代碼編寫、調(diào)試優(yōu)化等。

-針對問題解決：對學(xué)生在面對新問題時(shí)的問題解決能力進(jìn)行評價(jià)，包括分析問題、提出解決方案、實(shí)施過程等。

-針對團(tuán)隊(duì)合作：對學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中的表現(xiàn)進(jìn)行評價(jià)，包括溝通能力、協(xié)作精神、責(zé)任感等。

-針對課后作業(yè)：對學(xué)生的課后作業(yè)進(jìn)行評價(jià)，包括作業(yè)質(zhì)量、完成度、創(chuàng)新性等。內(nèi)容邏輯關(guān)系①機(jī)器人編程基本流程

-需求分析：明確比賽規(guī)則和機(jī)器人功能。

-設(shè)計(jì)算法：規(guī)劃機(jī)器人的行動(dòng)路徑和策略。

-編寫代碼：將算法轉(zhuǎn)化為編程語言指令。

-測試與調(diào)試：驗(yàn)證程序功能和性能，修正錯(cuò)誤。

②機(jī)器人控制命令

-前進(jìn)、后退：控制機(jī)器人直線移動(dòng)。

-左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)：控制機(jī)器人轉(zhuǎn)向動(dòng)作。

-停止：使機(jī)器人停止移動(dòng)。

③傳感器應(yīng)