中圖版七年級(jí)下冊(cè)信息技術(shù) 5.2體驗(yàn)虛擬機(jī)器人 教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖版七年級(jí)下冊(cè)信息技術(shù)5.2體驗(yàn)虛擬機(jī)器人教學(xué)設(shè)計(jì)課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂?、教學(xué)內(nèi)容中圖版七年級(jí)下冊(cè)信息技術(shù)第五章《機(jī)器人設(shè)計(jì)與制作》5.2節(jié)“體驗(yàn)虛擬機(jī)器人”，本節(jié)課將帶領(lǐng)學(xué)生了解虛擬機(jī)器人的基本概念與功能，掌握使用虛擬機(jī)器人軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單編程與控制的方法。內(nèi)容包括：

1.虛擬機(jī)器人的概念及其在實(shí)際生活中的應(yīng)用；

2.熟悉虛擬機(jī)器人軟件的操作界面與功能；

3.學(xué)習(xí)虛擬機(jī)器人的基本控制命令與編程方法；

4.通過實(shí)例演示，體驗(yàn)虛擬機(jī)器人的運(yùn)行過程；

5.組織學(xué)生進(jìn)行小組合作，完成虛擬機(jī)器人的編程與調(diào)試任務(wù)。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新思維及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。通過體驗(yàn)虛擬機(jī)器人教學(xué)，使學(xué)生能夠：

1.提高信息素養(yǎng)，掌握虛擬機(jī)器人基本概念，理解其在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用；

2.培養(yǎng)創(chuàng)新思維，學(xué)會(huì)運(yùn)用虛擬機(jī)器人軟件進(jìn)行編程與控制，探索解決問題的方法；

3.加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作，通過小組合作完成虛擬機(jī)器人編程與調(diào)試任務(wù)，提高溝通與協(xié)作能力。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了計(jì)算機(jī)基本操作、簡(jiǎn)單的編程邏輯以及機(jī)器人相關(guān)知識(shí)，為本節(jié)課學(xué)習(xí)虛擬機(jī)器人奠定了基礎(chǔ)。

2.學(xué)生對(duì)新鮮事物充滿好奇，具有較高的學(xué)習(xí)興趣，具備一定的邏輯思維能力，但在實(shí)際操作和問題解決方面能力有待提高。此外，學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格多樣，有的擅長(zhǎng)自主學(xué)習(xí)，有的則更依賴合作交流。

3.在學(xué)習(xí)虛擬機(jī)器人過程中，學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)包括：對(duì)虛擬機(jī)器人軟件的操作不熟悉，編程過程中遇到問題解決困難，以及小組合作中溝通不暢、分工不合理等問題。因此，在教學(xué)過程中，教師需關(guān)注學(xué)生個(gè)體差異，提供針對(duì)性的指導(dǎo)和支持。四、教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：通過講解虛擬機(jī)器人的基本概念和操作方法，為學(xué)生奠定理論基礎(chǔ)；

2.討論法：組織學(xué)生就虛擬機(jī)器人編程中的問題進(jìn)行討論，激發(fā)學(xué)生的思考與創(chuàng)新能力；

3.實(shí)驗(yàn)法：指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用虛擬機(jī)器人軟件進(jìn)行實(shí)踐操作，提高學(xué)生的動(dòng)手能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體設(shè)備：利用投影、電腦等設(shè)備展示虛擬機(jī)器人軟件操作界面和實(shí)例，增強(qiáng)學(xué)生的直觀感受；

2.教學(xué)軟件：運(yùn)用虛擬機(jī)器人教學(xué)軟件，讓學(xué)生在課堂上實(shí)時(shí)操作，提高教學(xué)互動(dòng)性；

3.網(wǎng)絡(luò)資源：提供相關(guān)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，鼓勵(lì)學(xué)生課下自主學(xué)習(xí)，拓寬知識(shí)面。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)：通過學(xué)校在線平臺(tái)，發(fā)布關(guān)于虛擬機(jī)器人基本概念和操作的預(yù)習(xí)資料，明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：圍繞虛擬機(jī)器人的應(yīng)用，設(shè)計(jì)問題引導(dǎo)學(xué)生思考如何通過編程控制機(jī)器人。

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過平臺(tái)數(shù)據(jù)跟蹤學(xué)生預(yù)習(xí)情況，確保學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)。

-學(xué)生活動(dòng)：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生按照要求自主學(xué)習(xí)預(yù)習(xí)資料，了解虛擬機(jī)器人的基礎(chǔ)。

思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生對(duì)預(yù)習(xí)問題進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄疑問和想法。

提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將筆記、問題等預(yù)習(xí)成果提交至平臺(tái)。

-教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力。

信息技術(shù)手段：利用在線平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源共享和進(jìn)度監(jiān)控。

-作用與目的：

幫助學(xué)生提前接觸課程內(nèi)容，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和探究能力。

2.課中強(qiáng)化技能

-教師活動(dòng)：

導(dǎo)入新課：通過一個(gè)實(shí)際虛擬機(jī)器人操作的案例視頻，引出本課主題。

講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解虛擬機(jī)器人的編程方法和控制技巧，結(jié)合實(shí)際操作演示。

組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)小組合作編程任務(wù)，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握虛擬機(jī)器人的操作。

解答疑問：及時(shí)解答學(xué)生在實(shí)踐過程中遇到的問題。

-學(xué)生活動(dòng)：

聽講并思考：認(rèn)真聽講，思考編程邏輯和操作技巧。

參與課堂活動(dòng)：在小組中積極參與編程任務(wù)，實(shí)際操作虛擬機(jī)器人。

提問與討論：對(duì)于遇到的問題，勇敢提問并與同學(xué)討論。

-教學(xué)方法/手段/資源：

講授法：幫助學(xué)生理解虛擬機(jī)器人的編程知識(shí)。

實(shí)踐活動(dòng)法：通過實(shí)際操作，讓學(xué)生掌握虛擬機(jī)器人編程技能。

合作學(xué)習(xí)法：培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力。

-作用與目的：

加深學(xué)生對(duì)虛擬機(jī)器人編程的理解，提高實(shí)際操作技能。

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。

增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通技巧。

3.課后拓展應(yīng)用

-教師活動(dòng)：

布置作業(yè)：根據(jù)課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，布置相關(guān)編程任務(wù)，鞏固學(xué)習(xí)成果。

提供拓展資源：推薦相關(guān)的學(xué)習(xí)網(wǎng)站和視頻教程，供學(xué)生課后深入學(xué)習(xí)。

反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予學(xué)生個(gè)性化的反饋和指導(dǎo)。

-學(xué)生活動(dòng)：

完成作業(yè)：認(rèn)真完成編程任務(wù)，鞏固課堂所學(xué)。

拓展學(xué)習(xí)：利用拓展資源，進(jìn)一步學(xué)習(xí)虛擬機(jī)器人相關(guān)知識(shí)。

反思總結(jié)：對(duì)自己的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行反思，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出改進(jìn)措施。

-教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)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)生進(jìn)行自我評(píng)價(jià)和改進(jìn)。

-作用與目的：

鞏固學(xué)生對(duì)虛擬機(jī)器人編程的理解和技能。

拓寬學(xué)生的知識(shí)視野，提高自我學(xué)習(xí)和反思的能力。

幫助學(xué)生形成持續(xù)學(xué)習(xí)的習(xí)慣，促進(jìn)個(gè)人成長(zhǎng)。六、拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

-《虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用》：介紹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景，特別是虛擬機(jī)器人教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。

-《編程思維培養(yǎng)指南》：探討編程對(duì)青少年思維能力培養(yǎng)的重要性，分析編程教學(xué)的方法和策略。

-《人工智能與機(jī)器人》：概述人工智能技術(shù)的發(fā)展，以及機(jī)器人在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用案例。

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-研究虛擬機(jī)器人軟件的其他功能：鼓勵(lì)學(xué)生深入了解虛擬機(jī)器人軟件的其他功能，如模擬傳感器、自動(dòng)避障等，并嘗試在編程中實(shí)現(xiàn)。

-探索編程語言的多樣性：引導(dǎo)學(xué)生了解不同的編程語言（如Python、C++等）在虛擬機(jī)器人編程中的應(yīng)用，比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。

-調(diào)查機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)：了解國(guó)內(nèi)外各類機(jī)器人競(jìng)賽，如FLL、WRO等，分析競(jìng)賽項(xiàng)目的要求和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，激發(fā)學(xué)生的競(jìng)技興趣。七、典型例題講解例題1：編寫一個(gè)程序，讓虛擬機(jī)器人向前走直線10厘米。

解答：

```cpp

//假設(shè)每行代碼代表機(jī)器人前進(jìn)1厘米

for(inti=0;i<10;i++){

moveForward();

}

```

例題2：編寫一個(gè)程序，讓虛擬機(jī)器人從當(dāng)前位置向右轉(zhuǎn)90度。

解答：

```cpp

turnRight();

```

例題3：編寫一個(gè)程序，讓虛擬機(jī)器人繞一個(gè)正方形路徑行走。

解答：

```cpp

//假設(shè)每行代碼代表機(jī)器人前進(jìn)1厘米，并已定義轉(zhuǎn)向函數(shù)

for(inti=0;i<4;i++){

for(intj=0;j<4;j++){

moveForward();

}

turnRight();

}

```

例題4：編寫一個(gè)程序，讓虛擬機(jī)器人檢測(cè)前方是否有障礙物，如果有，則轉(zhuǎn)向避開。

解答：

```cpp

if(isObstacleAhead()){

turnRight();

moveForward();

}else{

moveForward();

}

```

例題5：編寫一個(gè)程序，讓虛擬機(jī)器人按照設(shè)定的路徑（如Z字形）行走。

解答：

```cpp

//假設(shè)每行代碼代表機(jī)器人前進(jìn)1厘米，并已定義轉(zhuǎn)向函數(shù)

for(inti=0;i<5;i++){

if(i%2==0){

moveForward();

turnRight();

}else{

moveForward();

turnLeft();

}

}

```

1.代碼結(jié)構(gòu)：強(qiáng)調(diào)程序的結(jié)構(gòu)性和層次感，使學(xué)生能夠清晰理解程序執(zhí)行流程。

2.函數(shù)定義：引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)并理解虛擬機(jī)器人軟件中提供的函數(shù)及其作用，如前進(jìn)、轉(zhuǎn)向等。

3.條件判斷：講解如何利用條件語句實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)器人的智能決策，如避障、路徑選擇等。

4.循環(huán)控制：解釋循環(huán)語句在虛擬機(jī)器人編程中的應(yīng)用，如行走固定距離、重復(fù)執(zhí)行任務(wù)等。

5.路徑規(guī)劃：教授學(xué)生如何設(shè)計(jì)復(fù)雜的路徑，并利用編程實(shí)現(xiàn)，如Z字形、正方形等。八、課堂-通過提問：在課堂上提問學(xué)生關(guān)于虛擬機(jī)器人編程的基礎(chǔ)知識(shí)和操作方法，以檢查學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的理解和掌握程度。

-觀察：觀察學(xué)生在小組討論和實(shí)際操作中的表現(xiàn)，了解他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和動(dòng)手能力。

-測(cè)試：設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的編程題目，讓學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)編寫和調(diào)試，以評(píng)估他們的編程技能和問題解決能力。

2.作業(yè)評(píng)價(jià)：

-批改作業(yè)：認(rèn)真批改學(xué)生的課后作業(yè)，檢查他們對(duì)虛擬機(jī)器人編程知識(shí)的掌握程度和編程技能。

-點(diǎn)評(píng)作業(yè)：對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出他們的優(yōu)點(diǎn)和需要改進(jìn)的地方，并提供具體的建議和指導(dǎo)。

-反饋學(xué)習(xí)效果：及時(shí)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，鼓勵(lì)他們繼續(xù)努力，提高他們的學(xué)習(xí)動(dòng)力和自信心。

3.教學(xué)效果評(píng)價(jià)：

-評(píng)估學(xué)習(xí)目標(biāo)：通過課堂表現(xiàn)、作業(yè)質(zhì)量和測(cè)試結(jié)果，評(píng)估學(xué)生對(duì)虛擬機(jī)器人編程知識(shí)的學(xué)習(xí)目標(biāo)是否達(dá)到。

-學(xué)生自我評(píng)價(jià)：鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，反思自己的學(xué)習(xí)過程和成果，并提出改進(jìn)建議。

-教學(xué)改進(jìn)：根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和反饋，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法和手段，以更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和提高教學(xué)效果。板書設(shè)計(jì)①重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：

-虛擬機(jī)器人基本概念

-虛擬機(jī)器人編程方法

-常用控制命令：前進(jìn)、轉(zhuǎn)向等

-循環(huán)語句與條件判斷

②關(guān)鍵詞：

-虛擬現(xiàn)實(shí)

-編程

-控制命令

-循環(huán)

-判斷

③知識(shí)結(jié)構(gòu)：

-虛擬機(jī)器人編程框架

-初始化

-循環(huán)執(zhí)行

-結(jié)束

-程序示例：

-直線行走

-轉(zhuǎn)向避障

-復(fù)雜路徑規(guī)劃

板書設(shè)計(jì)將采用圖形結(jié)合文字的形式，通過流程圖展示編程框架，用代碼示例展示具體編程方法，使得學(xué)生能夠直觀地理解編程結(jié)構(gòu)和邏輯。同時(shí)，使用不同顏色和字體突出關(guān)鍵詞和重要知識(shí)點(diǎn)，增強(qiáng)視覺效果，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和記憶效率。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，創(chuàng)新性地引入虛擬機(jī)器人編程教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力。

2.采用小組合作學(xué)習(xí)方式，鼓勵(lì)學(xué)生相互討論、交流，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和溝通能力。

（二）存在主要問題

1.在教學(xué)過程中，部分學(xué)生對(duì)虛擬機(jī)器人編程知識(shí)點(diǎn)的理解不夠深入，需要加強(qiáng)個(gè)別輔導(dǎo)。

2.教