六年級(jí)信息技術(shù)下冊(cè) 第15課 機(jī)器人避障教案 浙江攝影版

六年級(jí)信息技術(shù)下冊(cè)第15課機(jī)器人避障教案浙江攝影版課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂弧⒔虒W(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容來(lái)自于六年級(jí)信息技術(shù)下冊(cè)第15課《機(jī)器人避障教案》，使用的是浙江攝影版教材。本節(jié)課的主要內(nèi)容是讓學(xué)生掌握機(jī)器人避障的基本原理和編程方法。

具體內(nèi)容包括：

1.了解機(jī)器人的基本概念和分類；

2.掌握避障傳感器的工作原理；

3.學(xué)習(xí)使用編程軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單的避障程序編寫；

4.進(jìn)行實(shí)際操作，測(cè)試并優(yōu)化避障程序。

教學(xué)過程中，我將引導(dǎo)學(xué)生通過小組合作、討論和實(shí)踐的方式，深入理解機(jī)器人避障的原理和方法，提高他們的實(shí)際操作能力和問題解決能力。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要圍繞信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任四個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.信息意識(shí)：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到信息技術(shù)在生活中的應(yīng)用，特別是在機(jī)器人避障方面的應(yīng)用，增強(qiáng)他們對(duì)信息技術(shù)的敏感度和興趣。

2.計(jì)算思維：學(xué)生需要通過分析避障問題的本質(zhì)，運(yùn)用邏輯思維和算法設(shè)計(jì)出解決問題的方案，培養(yǎng)他們的計(jì)算思維能力。

3.數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：在本節(jié)課中，學(xué)生需要利用數(shù)字化工具（如編程軟件）進(jìn)行學(xué)習(xí)和創(chuàng)新，通過自主探索和合作交流，提高他們的數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力。

4.信息社會(huì)責(zé)任：通過小組合作和討論，使學(xué)生能夠理解團(tuán)隊(duì)合作的重要性，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和信息社會(huì)責(zé)任。

綜上，本節(jié)課旨在通過機(jī)器人避障的學(xué)習(xí)，全面提升學(xué)生的信息素養(yǎng)，為他們未來(lái)的學(xué)習(xí)和生活打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握的相關(guān)知識(shí)：在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)掌握了機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí)，如機(jī)器人的分類、基本構(gòu)造等；同時(shí)，他們應(yīng)該具備一定的編程基礎(chǔ)，能夠使用編程軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單的程序設(shè)計(jì)。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：六年級(jí)的學(xué)生對(duì)新鮮事物充滿好奇，對(duì)于信息技術(shù)類課程具有較高的興趣。在學(xué)習(xí)能力方面，他們具備一定的邏輯思維能力和問題解決能力。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，他們更傾向于通過實(shí)踐操作來(lái)鞏固知識(shí)，喜歡合作交流，共同解決問題。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在學(xué)習(xí)機(jī)器人避障編程時(shí)，學(xué)生可能會(huì)遇到以下困難和挑戰(zhàn)：①理解避障傳感器的工作原理；②掌握編程軟件的使用方法；③設(shè)計(jì)并優(yōu)化避障程序；④在實(shí)際操作過程中，可能會(huì)遇到機(jī)器人運(yùn)行不穩(wěn)定、程序調(diào)試?yán)щy等問題。

針對(duì)這些困難和挑戰(zhàn)，教師應(yīng)在教學(xué)中給予學(xué)生耐心指導(dǎo)，鼓勵(lì)他們積極思考，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)協(xié)作的優(yōu)勢(shì)，共同解決問題。同時(shí)，注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，提高他們?cè)诿鎸?duì)挑戰(zhàn)時(shí)的應(yīng)對(duì)能力。四、教學(xué)資源1.軟硬件資源：

-計(jì)算機(jī)教室，每臺(tái)計(jì)算機(jī)安裝有編程軟件；

-機(jī)器人模型，具備避障功能；

-傳感器模塊，用于演示和實(shí)驗(yàn)；

-充電器，為機(jī)器人充電；

-實(shí)驗(yàn)桌，用于擺放機(jī)器人及相關(guān)設(shè)備。

2.課程平臺(tái)：

-學(xué)校內(nèi)部教學(xué)管理系統(tǒng)，用于發(fā)布課程資源和作業(yè)；

-編程學(xué)習(xí)平臺(tái)，提供在線編程教程和練習(xí)。

3.信息化資源：

-教學(xué)PPT，展示課程內(nèi)容和實(shí)例；

-視頻教程，講解機(jī)器人避障原理和編程方法；

-在線編程題庫(kù)，供學(xué)生課后練習(xí)。

4.教學(xué)手段：

-講授法，講解基本概念和原理；

-演示法，展示避障實(shí)驗(yàn)和編程過程；

-實(shí)踐操作，讓學(xué)生動(dòng)手編寫程序和調(diào)試機(jī)器人；

-小組合作，鼓勵(lì)學(xué)生相互討論和協(xié)作解決問題；

-問答法，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考和提問，提高他們的信息素養(yǎng)。五、教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺(tái)發(fā)布預(yù)習(xí)資料，包括PPT、視頻和文檔，明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：圍繞機(jī)器人避障原理，設(shè)計(jì)一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：利用平臺(tái)功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。

學(xué)生活動(dòng)：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生按照預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解機(jī)器人避障的基本原理。

-思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生針對(duì)預(yù)習(xí)問題，進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問題等）提交至平臺(tái)或老師處。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺(tái)、微信群等，實(shí)現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前了解機(jī)器人避障原理，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：通過一個(gè)有趣的機(jī)器人避障實(shí)例，引出本節(jié)課的主題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

-講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解傳感器的工作原理和避障程序的編寫方法。

-組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)小組討論和實(shí)際操作，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握編程和避障技能。

-解答疑問：針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問，進(jìn)行及時(shí)解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

-聽講并思考：學(xué)生認(rèn)真聽講，積極思考老師提出的問題。

-參與課堂活動(dòng)：學(xué)生積極參與小組討論和實(shí)際操作，體驗(yàn)編程和避障的應(yīng)用。

-提問與討論：學(xué)生針對(duì)不懂的問題或新的想法，勇敢提問并參與討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解傳感器的工作原理和避障程序的編寫方法。

-實(shí)踐活動(dòng)法：設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握編程和避障技能。

-合作學(xué)習(xí)法：通過小組討論等活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力。

作用與目的：

-幫助學(xué)生深入理解傳感器的工作原理和避障程序的編寫方法。

-通過實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和解決問題的能力。

-通過合作學(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)：根據(jù)本節(jié)課的內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

-提供拓展資源：提供與機(jī)器人避障相關(guān)的拓展資源，如書籍、網(wǎng)站、視頻等，供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

-完成作業(yè)：學(xué)生認(rèn)真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

-拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生利用老師提供的拓展資源，進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和思考。

-反思總結(jié)：學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)，提出改進(jìn)建議。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的傳感器工作原理和避障編程技能。

-通過拓展學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野和思維方式。

-通過反思總結(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。六、知識(shí)點(diǎn)梳理本節(jié)課的主要知識(shí)點(diǎn)包括機(jī)器人避障的基本原理、傳感器的工作方式、編程語(yǔ)言的選擇與使用以及團(tuán)隊(duì)合作的重要性。以下是詳細(xì)的梳理：

1.機(jī)器人避障的基本原理

-機(jī)器人避障是指機(jī)器人能夠在遇到障礙物時(shí)，自動(dòng)改變行進(jìn)路線，以避免碰撞。

-避障原理涉及到感知、決策和執(zhí)行三個(gè)環(huán)節(jié)。

-感知環(huán)節(jié)：利用傳感器來(lái)感知周圍環(huán)境，如紅外傳感器、超聲波傳感器等。

-決策環(huán)節(jié)：根據(jù)傳感器收集到的數(shù)據(jù)，通過算法判斷障礙物的位置和大小，并決定機(jī)器人的行進(jìn)路線。

-執(zhí)行環(huán)節(jié)：控制機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，根據(jù)決策結(jié)果調(diào)整機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方向和速度。

2.傳感器的工作方式

-傳感器是機(jī)器人避障的關(guān)鍵部件，能夠感知周圍環(huán)境的變化。

-紅外傳感器：通過檢測(cè)物體對(duì)紅外線的反射，判斷物體的存在和距離。

-超聲波傳感器：發(fā)射超聲波信號(hào)，當(dāng)信號(hào)遇到障礙物反射回來(lái)時(shí)，計(jì)算障礙物的距離。

-其他傳感器：如激光雷達(dá)、攝像頭等，也可以用于機(jī)器人的避障。

3.編程語(yǔ)言的選擇與使用

-編程是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人避障的關(guān)鍵，選擇合適的編程語(yǔ)言和工具至關(guān)重要。

-Scratch：一種圖形化編程語(yǔ)言，適合初學(xué)者進(jìn)行簡(jiǎn)單的編程嘗試。

-Python：一種通用編程語(yǔ)言，適合進(jìn)行更復(fù)雜的編程任務(wù)。

-Arduino：一種開源硬件平臺(tái)，配合相應(yīng)的編程環(huán)境，適合進(jìn)行硬件編程。

-根據(jù)學(xué)生的編程基礎(chǔ)和課程要求，選擇合適的編程語(yǔ)言進(jìn)行教學(xué)。

4.團(tuán)隊(duì)合作的重要性

-機(jī)器人避障項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)往往需要團(tuán)隊(duì)合作，每個(gè)成員負(fù)責(zé)不同的任務(wù)。

-團(tuán)隊(duì)合作有助于提高工作效率，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和溝通能力。

-在團(tuán)隊(duì)中，學(xué)生需要學(xué)會(huì)分工、協(xié)作、交流和解決問題，這些都是重要的社會(huì)技能。七、板書設(shè)計(jì)本節(jié)課的板書設(shè)計(jì)旨在簡(jiǎn)潔明了地呈現(xiàn)機(jī)器人避障的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并幫助他們更好地理解和記憶課程內(nèi)容。板書設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)部分：

1.機(jī)器人避障原理：

-感知：傳感器收集環(huán)境信息

-決策：算法判斷障礙物和決定行進(jìn)路線

-執(zhí)行：驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)整運(yùn)動(dòng)方向和速度

2.傳感器工作方式：

-紅外傳感器：檢測(cè)物體對(duì)紅外線的反射

-超聲波傳感器：發(fā)射超聲波，計(jì)算障礙物距離

-其他傳感器：如激光雷達(dá)、攝像頭等

3.編程語(yǔ)言選擇：

-Scratch：圖形化編程，適合初學(xué)者

-Python：通用編程，適合復(fù)雜任務(wù)

-Arduino：開源硬件平臺(tái)，適合硬件編程

4.團(tuán)隊(duì)合作重要性：

-分工：成員負(fù)責(zé)不同任務(wù)

-協(xié)作：共同解決問題

-溝通：有效交流和協(xié)作

-技能：培養(yǎng)社會(huì)技能

板書設(shè)計(jì)采用清晰的標(biāo)題和圖示，以及重要的關(guān)鍵詞，幫助學(xué)生快速抓住課程的重點(diǎn)。同時(shí)，通過色彩和布局的設(shè)計(jì)，使板書更具藝術(shù)性和趣味性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。八、教學(xué)反思與改進(jìn)1.設(shè)計(jì)反思活動(dòng)：

-安排學(xué)生進(jìn)行小組討論，讓他們分享在課堂上學(xué)習(xí)到的知識(shí)和技能，以及他們?cè)趯?shí)際操作中遇到的困難和挑戰(zhàn)。

-讓學(xué)生填寫反饋表，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)資源等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，并提出自己的意見和建議。

-觀察學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，包括他們的參與程度、理解程度和掌握程度，以及他們?cè)谛〗M合作中的表現(xiàn)。

2.制定改進(jìn)措施：

-根據(jù)學(xué)生的反饋和觀察，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和難度，確保教學(xué)內(nèi)容適合學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，并提供足夠的挑戰(zhàn)性。

-改進(jìn)教學(xué)方法，增加更多的實(shí)踐活動(dòng)和互動(dòng)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生有更多機(jī)會(huì)動(dòng)手操作和實(shí)際體驗(yàn)，提高他們的學(xué)習(xí)興趣和參與度。

-加強(qiáng)小組合作，鼓勵(lì)學(xué)生在小組內(nèi)進(jìn)行更多的交流和合作，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)合作能力和問題解決能力。

-增加對(duì)學(xué)生的個(gè)性化指導(dǎo)，針對(duì)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格和能力，提供不同的學(xué)習(xí)資源和指導(dǎo)方法，幫助他們更好地學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)。

3.計(jì)劃在未來(lái)的教學(xué)中實(shí)施：

-在未來(lái)的教學(xué)中，我將更多地采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的方式，讓學(xué)生通過完成項(xiàng)目來(lái)學(xué)習(xí)知識(shí)和技能，培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

-我將更多地使用數(shù)字化工具和資源，如在線編程平臺(tái)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等，為學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)和體驗(yàn)。

-我將更多地關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，提供及時(shí)的反饋和指導(dǎo)，幫助他們發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)解決，提高他們的學(xué)習(xí)效果。典型例題講解1.例題1：傳感器檢測(cè)障礙物距離的計(jì)算

題目：使用超聲波傳感器檢測(cè)障礙物的距離，已知超聲波發(fā)射頻率為20kHz，接收到的信號(hào)頻率為20.1kHz，求障礙物的距離。

解答：障礙物的距離計(jì)算公式為：D=(f-f0)/2*c

其中，D為障礙物距離，f為接收到的信號(hào)頻率，f0為超聲波發(fā)射頻率，c為超聲波在空氣中的傳播速度。

將已知數(shù)據(jù)代入公式：D=(20.1kHz-20kHz)/2*340m/s=0.1m

2.例題2：編寫避障程序

題目：編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的避障程序，當(dāng)紅外傳感器檢測(cè)到前方有障礙物時(shí)，機(jī)器人停止前進(jìn)，等待3秒后，轉(zhuǎn)向90度繼續(xù)前進(jìn)。

解答：使用編程語(yǔ)言（如Python）編寫如下程序：

```python

whileTrue:

ifsensor.read_distance()<threshold:

robot.stop()

time.sleep(3)

else:

robot.forward()

```

其中，sensor.read_distance()為讀取紅外傳感器距離的函數(shù)，threshold為距離閾值，robot.stop()為停止前進(jìn)的函數(shù)，time.sleep(3)為等待3秒的函數(shù)，robot.forward()為前進(jìn)的函數(shù)。

3.例題3：選擇合適的編程語(yǔ)言

題目：選擇一個(gè)適合進(jìn)行機(jī)器人避障編程的編程語(yǔ)言。

解答：可以選擇Python語(yǔ)言進(jìn)行