第3章 03環(huán)衛(wèi)機(jī)器人（教學(xué)設(shè)計(jì)）-初中信息技術(shù)九年級(jí)同步教學(xué)設(shè)計(jì)+視頻+圖片（蘇科版2018）

第3章03環(huán)衛(wèi)機(jī)器人（教學(xué)設(shè)計(jì)）-初中信息技術(shù)九年級(jí)同步教學(xué)設(shè)計(jì)+視頻+圖片（蘇科版2018）科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）第3章03環(huán)衛(wèi)機(jī)器人（教學(xué)設(shè)計(jì)）-初中信息技術(shù)九年級(jí)同步教學(xué)設(shè)計(jì)+視頻+圖片（蘇科版2018）教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是第3章的第3節(jié)，內(nèi)容為環(huán)衛(wèi)機(jī)器人。環(huán)衛(wèi)機(jī)器人是現(xiàn)代信息技術(shù)與人工智能技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，能夠自動(dòng)完成清潔工作，減輕環(huán)衛(wèi)工人的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)。本節(jié)課將通過(guò)視頻和圖片的形式，讓學(xué)生了解環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的基本原理和應(yīng)用場(chǎng)景。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：

1.學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，包括編程語(yǔ)言和算法，這為本節(jié)課的學(xué)習(xí)提供了基礎(chǔ)。

2.學(xué)生已經(jīng)接觸過(guò)一些人工智能的概念，如機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)，這有助于他們理解環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的工作原理。

3.學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了有關(guān)機(jī)器人的基本知識(shí)，包括機(jī)器人的定義、分類和應(yīng)用領(lǐng)域，這為本節(jié)課的學(xué)習(xí)提供了背景知識(shí)。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)核心素養(yǎng)，具體包括以下幾個(gè)方面：

1.信息意識(shí)：通過(guò)學(xué)習(xí)環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的基本原理和應(yīng)用場(chǎng)景，提高學(xué)生對(duì)信息技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)他們關(guān)注和利用信息技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)。

2.計(jì)算思維：引導(dǎo)學(xué)生了解環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的工作原理，包括傳感器、控制系統(tǒng)和人工智能算法等，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，即運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的方法解決問(wèn)題。

3.數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：通過(guò)觀看視頻和圖片，使學(xué)生了解環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的發(fā)展歷程和未來(lái)趨勢(shì)，激發(fā)他們對(duì)于科技創(chuàng)新的熱情，培養(yǎng)他們數(shù)字化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的能力。

4.信息社會(huì)責(zé)任：通過(guò)學(xué)習(xí)環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的社會(huì)責(zé)任，如減少環(huán)境污染、提高城市衛(wèi)生水平等，使學(xué)生意識(shí)到信息技術(shù)在改善人類生活環(huán)境方面的重要作用，培養(yǎng)他們的信息社會(huì)責(zé)任意識(shí)。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的工作原理：包括傳感器、控制系統(tǒng)和人工智能算法等。

2.環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景：如垃圾清理、道路清潔等。

3.環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的發(fā)展歷程和未來(lái)趨勢(shì)。

難點(diǎn)：

1.環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的傳感器原理和應(yīng)用：學(xué)生可能對(duì)傳感器的工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景不太了解。

2.環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的控制系統(tǒng)和人工智能算法：學(xué)生可能對(duì)控制系統(tǒng)和人工智能算法的復(fù)雜性感到困惑。

解決辦法：

1.通過(guò)觀看視頻和圖片，直觀展示環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景，幫助學(xué)生理解和記憶。

2.采用案例分析法，讓學(xué)生通過(guò)分析具體的環(huán)衛(wèi)機(jī)器人應(yīng)用案例，加深對(duì)環(huán)衛(wèi)機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景的理解。

3.通過(guò)小組討論和合作學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生互相交流和分享，共同探討環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的發(fā)展歷程和未來(lái)趨勢(shì)。

4.采用啟發(fā)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生思考和提問(wèn)，鼓勵(lì)他們提出自己的見(jiàn)解和疑問(wèn)，幫助學(xué)生理解和掌握環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的傳感器原理和應(yīng)用。

5.通過(guò)編程實(shí)踐和模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自動(dòng)手設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的環(huán)衛(wèi)機(jī)器人控制系統(tǒng)，幫助學(xué)生理解和掌握控制系統(tǒng)的原理和應(yīng)用。教學(xué)方法與策略1.教學(xué)方法：

（1）講授：教師通過(guò)講解環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的基本原理、工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景，幫助學(xué)生建立對(duì)環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的基本認(rèn)識(shí)。

（2）討論：教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組討論，分享他們對(duì)環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的理解和看法，激發(fā)學(xué)生的思考和討論。

（3）案例研究：教師提供具體的環(huán)衛(wèi)機(jī)器人應(yīng)用案例，引導(dǎo)學(xué)生分析和討論案例中的問(wèn)題和解決方案，加深學(xué)生對(duì)環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的理解和應(yīng)用。

（4）項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)：教師組織學(xué)生進(jìn)行小組項(xiàng)目，要求他們?cè)O(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的環(huán)衛(wèi)機(jī)器人，通過(guò)實(shí)踐加深對(duì)環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的理解和應(yīng)用。

2.教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)：

（1）角色扮演：教師組織學(xué)生進(jìn)行角色扮演，讓學(xué)生扮演環(huán)衛(wèi)工人和環(huán)衛(wèi)機(jī)器人，通過(guò)模擬實(shí)際工作場(chǎng)景，加深學(xué)生對(duì)環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的理解和應(yīng)用。

（2）實(shí)驗(yàn)：教師組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自動(dòng)手設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的環(huán)衛(wèi)機(jī)器人，通過(guò)實(shí)踐加深對(duì)環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的理解和應(yīng)用。

（3）游戲：教師設(shè)計(jì)相關(guān)的游戲，讓學(xué)生在游戲中學(xué)習(xí)和應(yīng)用環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的知識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。

3.教學(xué)媒體和資源的使用：

（1）PPT：教師使用PPT展示環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的圖片和圖表，幫助學(xué)生更好地理解和記憶環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的基本原理和應(yīng)用場(chǎng)景。

（2）視頻：教師播放相關(guān)的視頻，讓學(xué)生通過(guò)視頻了解環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用和未來(lái)發(fā)展。

（3）在線工具：教師使用在線工具，如虛擬實(shí)驗(yàn)室或編程平臺(tái)，讓學(xué)生通過(guò)在線工具學(xué)習(xí)和應(yīng)用環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的知識(shí)。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)，設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題，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，思考預(yù)習(xí)問(wèn)題，提交預(yù)習(xí)成果。

-教學(xué)方法/手段/資源：自主學(xué)習(xí)法，信息技術(shù)手段。

-作用與目的：幫助學(xué)生提前了解環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的基本原理，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力。

2.課中強(qiáng)化技能

-教師活動(dòng)：導(dǎo)入新課，講解知識(shí)點(diǎn)，組織課堂活動(dòng)，解答疑問(wèn)。

-學(xué)生活動(dòng)：聽(tīng)講并思考，參與課堂活動(dòng)，提問(wèn)與討論。

-教學(xué)方法/手段/資源：講授法，實(shí)踐活動(dòng)法，合作學(xué)習(xí)法。

-作用與目的：幫助學(xué)生深入理解環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景，掌握相關(guān)技能，通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力，通過(guò)合作學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

-教師活動(dòng)：布置作業(yè)，提供拓展資源，反饋?zhàn)鳂I(yè)情況。

-學(xué)生活動(dòng)：完成作業(yè)，拓展學(xué)習(xí)，反思總結(jié)。

-教學(xué)方法/手段/資源：自主學(xué)習(xí)法，反思總結(jié)法。

-作用與目的：鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的知識(shí)點(diǎn)和技能，通過(guò)拓展學(xué)習(xí)拓寬學(xué)生的知識(shí)視野和思維方式，通過(guò)反思總結(jié)幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)建議，促進(jìn)自我提升。

例如，在課前自主探索環(huán)節(jié)，教師可以發(fā)布預(yù)習(xí)資料，包括環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景的PPT和視頻，并設(shè)計(jì)一系列具有啟發(fā)性的問(wèn)題，如“環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的傳感器是如何工作的？”、“環(huán)衛(wèi)機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用中有哪些優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)？”等。學(xué)生在自主閱讀預(yù)習(xí)資料后，需要思考這些問(wèn)題并記錄自己的理解和疑問(wèn)。通過(guò)這種方式，學(xué)生可以在課堂學(xué)習(xí)前對(duì)環(huán)衛(wèi)機(jī)器人有初步的了解，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

在課中強(qiáng)化技能環(huán)節(jié)，教師可以通過(guò)導(dǎo)入新課的方式，如通過(guò)一個(gè)環(huán)衛(wèi)機(jī)器人應(yīng)用的案例或視頻，引出環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然后，教師詳細(xì)講解環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。接著，教師組織課堂活動(dòng)，如小組討論、角色扮演或?qū)嶒?yàn)，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的相關(guān)技能。在活動(dòng)中，教師解答學(xué)生的問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)。

在課后拓展應(yīng)用環(huán)節(jié)，教師可以布置相關(guān)的作業(yè)，如設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的環(huán)衛(wèi)機(jī)器人或分析一個(gè)環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的應(yīng)用案例，幫助學(xué)生鞏固課堂上學(xué)到的知識(shí)。同時(shí)，教師提供拓展資源，如相關(guān)的書(shū)籍、網(wǎng)站和視頻，供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)和思考。最后，教師及時(shí)批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)建議。拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

（1）環(huán)衛(wèi)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展報(bào)告：介紹環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的技術(shù)進(jìn)展，包括傳感器、控制系統(tǒng)和人工智能算法等方面的最新研究。

（2）環(huán)衛(wèi)機(jī)器人應(yīng)用案例集：收集國(guó)內(nèi)外環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的應(yīng)用案例，展示環(huán)衛(wèi)機(jī)器人在實(shí)際工作中的應(yīng)用效果和挑戰(zhàn)。

（3）環(huán)衛(wèi)機(jī)器人編程與控制系統(tǒng)：介紹環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的編程和控制系統(tǒng)，包括編程語(yǔ)言、控制策略和算法等方面的知識(shí)。

（4）環(huán)衛(wèi)機(jī)器人未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)：探討環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，包括智能化、自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化等方面的預(yù)測(cè)和分析。

2.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

（1）自主學(xué)習(xí)：學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和需求，選擇拓展閱讀材料進(jìn)行深入學(xué)習(xí)和研究。例如，對(duì)環(huán)衛(wèi)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展報(bào)告感興趣的學(xué)生可以進(jìn)一步了解傳感器、控制系統(tǒng)和人工智能算法等方面的最新研究。

（2）探究活動(dòng)：學(xué)生可以開(kāi)展探究活動(dòng)，如設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的環(huán)衛(wèi)機(jī)器人或分析一個(gè)環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的應(yīng)用案例。通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)，加深對(duì)環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的理解和應(yīng)用。

（3）小組合作：學(xué)生可以組成小組，共同完成一個(gè)與環(huán)衛(wèi)機(jī)器人相關(guān)的項(xiàng)目，如設(shè)計(jì)一個(gè)環(huán)衛(wèi)機(jī)器人競(jìng)賽或開(kāi)展一個(gè)環(huán)衛(wèi)機(jī)器人應(yīng)用的調(diào)查研究。通過(guò)合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力。

（4）在線交流：學(xué)生可以利用在線平臺(tái)，如論壇、社交媒體等，與其他同學(xué)進(jìn)行交流和分享，共同探討環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的相關(guān)話題。通過(guò)交流和討論，拓寬知識(shí)視野和思維方式。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)課堂小結(jié)：

本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的基本原理和應(yīng)用場(chǎng)景，了解了環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的傳感器、控制系統(tǒng)和人工智能算法等關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)案例分析和小組討論，我們深入探討了環(huán)衛(wèi)機(jī)器人在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。環(huán)衛(wèi)機(jī)器人作為一種現(xiàn)代信息技術(shù)與人工智能技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，在改善城市環(huán)境、提高環(huán)衛(wèi)工作效率等方面具有重要意義。同時(shí)，我們也認(rèn)識(shí)到環(huán)衛(wèi)機(jī)器人在發(fā)展過(guò)程中面臨的挑戰(zhàn)和限制，如技術(shù)難題、成本問(wèn)題和安全問(wèn)題等。

當(dāng)堂檢測(cè)：

1.選擇題（每題5分，共20分）

（1）環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的主要傳感器有哪些？

A.攝像頭

B.紅外傳感器

C.超聲波傳感器

D.以上都對(duì)

（2）環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的控制系統(tǒng)主要包括哪些部分？

A.中央處理器

B.驅(qū)動(dòng)器

C.傳感器

D.以上都對(duì)

（3）環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的智能算法主要基于哪種技術(shù)？

A.機(jī)器學(xué)習(xí)

B.深度學(xué)習(xí)

C.強(qiáng)化學(xué)習(xí)

D.以上都對(duì)

（4）環(huán)衛(wèi)機(jī)器人在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用場(chǎng)景有哪些？

A.垃圾清理

B.道路清潔

C.園林綠化

D.以上都對(duì)

2.簡(jiǎn)答題（每題10分，共20分）

（1）請(qǐng)簡(jiǎn)述環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的工作原理和主要組成部分。

（2）請(qǐng)舉例說(shuō)明環(huán)衛(wèi)機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)。

3.應(yīng)用題（每題20分，共20分）

（1）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的環(huán)衛(wèi)機(jī)器人，包括其主要功能、傳感器選擇、控制系統(tǒng)和智能算法等方面。板書(shū)設(shè)計(jì)①環(huán)衛(wèi)機(jī)器人的定義與分類

-定義：環(huán)衛(wèi)機(jī)器人是利用現(xiàn)代信息技術(shù)與人工智能技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，能夠自動(dòng)完成清潔工作，減輕環(huán)衛(wèi)工人的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)。

-分類：按照功能分類，環(huán)衛(wèi)機(jī)器人可以分為垃圾清理機(jī)器人、道路清潔機(jī)器人和園林綠化機(jī)器人等。

②環(huán)