全國青島版信息技術(shù)九年級上冊第4單元第6課《讓機器人具有智能》教學設(shè)計

全國青島版信息技術(shù)九年級上冊第4單元第6課《讓機器人具有智能》教學設(shè)計主備人備課成員設(shè)計意圖本節(jié)課旨在讓學生了解機器人智能化的基礎(chǔ)概念，通過實踐操作，使學生掌握編寫簡單程序讓機器人實現(xiàn)特定功能的方法。課程內(nèi)容與課本緊密關(guān)聯(lián)，注重培養(yǎng)學生的編程思維和動手能力，為后續(xù)學習打下堅實基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標分析培養(yǎng)學生信息意識，理解人工智能在現(xiàn)代社會中的重要性；提升計算思維，通過編程實踐鍛煉邏輯推理和問題解決能力；增強實踐創(chuàng)新能力，通過設(shè)計機器人程序提升動手操作和創(chuàng)造性思維；強化數(shù)字化學習與信息倫理意識，認識到信息技術(shù)應(yīng)用中的社會責任。學情分析本節(jié)課面向九年級學生，他們在信息技術(shù)方面已經(jīng)具備一定的基礎(chǔ)，如文字處理、簡單表格制作等。但在編程和人工智能方面，學生的知識儲備和操作技能差異較大。部分學生可能對編程有濃厚興趣，能夠較快掌握編程語言的基礎(chǔ)語法；而另一部分學生可能對編程較為陌生，對代碼的理解和操作存在困難。

學生的計算思維能力方面，部分學生能夠運用邏輯思維解決實際問題，但在面對復雜問題時，思維過程可能不夠清晰，需要引導和幫助。此外，學生的動手操作能力參差不齊，部分學生能夠熟練使用編程工具，而部分學生可能對編程工具的操作不夠熟悉。

在素質(zhì)方面，學生的信息意識和創(chuàng)新能力有待提高。他們在信息獲取、處理和運用方面，需要加強引導，培養(yǎng)批判性思維和問題解決能力。同時，學生在合作學習、溝通交流等方面也有提升空間。

學生的行為習慣對課程學習有一定影響。部分學生可能存在上課注意力不集中、課堂參與度低等問題，這需要教師在教學過程中采取有效措施，如增加互動環(huán)節(jié)、設(shè)計趣味任務(wù)等，以提高學生的學習興趣和參與度。此外，學生在遇到編程難題時，可能缺乏耐心和毅力，需要教師適時進行心理疏導，培養(yǎng)他們的堅持精神。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學資源軟硬件資源：機器人教學平臺、編程軟件（如Scratch、Python等）、計算機設(shè)備、連接線纜。

課程平臺：學校信息平臺、在線編程學習平臺。

信息化資源：人工智能基礎(chǔ)理論資料、編程教程視頻、機器人操作手冊。

教學手段：多媒體課件、實物演示、小組合作學習。教學流程1.導入新課

詳細內(nèi)容：教師通過展示一段關(guān)于人工智能應(yīng)用的短視頻，如智能機器人、自動駕駛汽車等，激發(fā)學生的興趣。隨后，提出問題：“什么是人工智能？它有哪些應(yīng)用？”引導學生思考并引入本節(jié)課的主題——“讓機器人具有智能”。

用時：5分鐘

2.新課講授

（1）介紹人工智能的基本概念

詳細內(nèi)容：教師簡要介紹人工智能的定義、發(fā)展歷程和主要應(yīng)用領(lǐng)域，幫助學生建立對人工智能的整體認識。

（2）講解機器人智能化的原理

詳細內(nèi)容：教師通過講解感知、決策、執(zhí)行等環(huán)節(jié)，闡述機器人智能化的基本原理，使學生了解機器人智能化的實現(xiàn)過程。

（3）介紹編程語言在機器人智能化中的應(yīng)用

詳細內(nèi)容：教師以Scratch或Python為例，介紹編程語言在機器人智能化中的應(yīng)用，讓學生了解如何通過編程實現(xiàn)機器人的智能行為。

用時：10分鐘

3.實踐活動

（1）分組討論：讓學生分組討論如何設(shè)計一個簡單的機器人程序，實現(xiàn)特定功能。

詳細內(nèi)容：教師提出任務(wù)，如設(shè)計一個機器人跟隨指令移動、避開障礙物等，讓學生分組討論并制定方案。

（2）編程實踐：學生根據(jù)討論結(jié)果，在編程軟件中編寫程序，實現(xiàn)機器人智能化功能。

詳細內(nèi)容：教師指導學生使用編程軟件，如Scratch或Python，編寫程序，實現(xiàn)機器人智能化功能。

（3）展示與評價：學生展示自己的機器人程序，教師和其他學生進行評價和反饋。

詳細內(nèi)容：學生展示自己的機器人程序，教師和其他學生從功能實現(xiàn)、代碼規(guī)范性、創(chuàng)新性等方面進行評價和反饋。

用時：20分鐘

4.學生小組討論

（1）討論如何優(yōu)化程序

舉例回答：學生討論如何通過調(diào)整算法、優(yōu)化代碼結(jié)構(gòu)等方式提高程序效率。

（2）討論如何解決程序中的錯誤

舉例回答：學生討論如何通過調(diào)試、檢查代碼等方式找出并解決程序中的錯誤。

（3）討論如何提高機器人智能化水平

舉例回答：學生討論如何通過增加傳感器、改進算法等方式提高機器人智能化水平。

用時：10分鐘

5.總結(jié)回顧

內(nèi)容：教師對本節(jié)課的內(nèi)容進行總結(jié)，強調(diào)人工智能在現(xiàn)代社會中的重要性，以及編程在實現(xiàn)機器人智能化中的作用。同時，鼓勵學生在日常生活中關(guān)注人工智能技術(shù)的發(fā)展，并嘗試將其應(yīng)用于實際生活中。

用時：5分鐘

總計用時：45分鐘教學資源拓展1.拓展資源：

-人工智能發(fā)展史：介紹人工智能的發(fā)展歷程，從早期的圖靈測試到現(xiàn)代的深度學習，幫助學生了解人工智能的演變。

-機器人技術(shù)進展：介紹機器人技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，包括家用機器人、工業(yè)機器人和服務(wù)機器人等領(lǐng)域的應(yīng)用。

-編程語言簡介：簡要介紹幾種常見的編程語言，如Java、C++、Python等，讓學生了解不同編程語言的特性和適用場景。

-機器人編程案例：提供一些經(jīng)典的機器人編程案例，如路徑規(guī)劃、物體識別、語音識別等，激發(fā)學生的學習興趣。

2.拓展建議：

-鼓勵學生閱讀相關(guān)書籍和文獻，如《人工智能：一種現(xiàn)代的方法》、《機器人學導論》等，以加深對人工智能和機器人技術(shù)的理解。

-建議學生參與在線編程社區(qū)，如Codecademy、LeetCode等，通過實際編程練習提高編程技能。

-組織學生參加機器人比賽或編程競賽，如RoboCup、GoogleCodeJam等，通過實踐提升解決問題的能力和團隊合作精神。

-引導學生關(guān)注人工智能和機器人技術(shù)的最新動態(tài)，如通過科技新聞、學術(shù)期刊等途徑，了解行業(yè)發(fā)展趨勢。

-鼓勵學生進行跨學科學習，如學習數(shù)學、物理、計算機科學等知識，為將來從事人工智能和機器人相關(guān)領(lǐng)域的工作打下堅實基礎(chǔ)。

-建議學生參與社區(qū)服務(wù)項目，如設(shè)計簡易機器人幫助老年人、兒童等，通過實際應(yīng)用提升技術(shù)的社會價值。

-組織學生進行項目研究，如設(shè)計一款基于人工智能的智能家居系統(tǒng)，通過項目實踐提高創(chuàng)新能力和實際操作能力。

-鼓勵學生參加夏令營或工作坊，如谷歌AI夏季學院、微軟青少年科技創(chuàng)新營等，與行業(yè)專家互動，拓寬視野。作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

1.編寫一個簡單的Scratch程序，讓機器人角色根據(jù)不同的指令進行移動。要求程序中至少包含以下功能：

-機器人角色在點擊按鈕后向右移動10步。

-機器人角色在點擊按鈕后向左移動10步。

-機器人角色在遇到障礙物時停止移動。

2.設(shè)計一個簡單的Python程序，讓機器人角色在電腦屏幕上繪制一個正方形。程序應(yīng)包括以下內(nèi)容：

-使用循環(huán)結(jié)構(gòu)讓機器人角色繪制正方形。

-通過變量控制正方形的邊長。

-在繪制完成后，讓機器人角色輸出繪制正方形所用的邊長。

3.寫一篇短文，介紹你對人工智能和機器人技術(shù)的理解，以及你認為這些技術(shù)在未來的應(yīng)用前景。字數(shù)要求在200-300字之間。

作業(yè)反饋：

1.對Scratch程序的反饋：

-檢查學生是否正確使用事件和運動積木來控制機器人角色的移動。

-評估學生是否能夠根據(jù)指令改變機器人角色的移動方向。

-分析學生在處理障礙物停止移動的功能時遇到的問題，并提供相應(yīng)的解決方案。

2.對Python程序的反饋：

-檢查學生是否正確使用循環(huán)結(jié)構(gòu)（如for循環(huán)）來繪制正方形。

-評估學生是否能夠通過變量來控制正方形的邊長。

-分析學生在編寫程序時的編程習慣，如代碼的可讀性和規(guī)范性。

3.對短文寫作的反饋：

-評估學生的觀點是否清晰、論據(jù)是否充分。

-檢查學生的語言表達是否準確、流暢。

-分析學生在論述人工智能和機器人技術(shù)前景時是否結(jié)合了實際案例或個人見解。

教師應(yīng)在課后及時批改作業(yè)，并在下一節(jié)課開始時進行反饋。對于作業(yè)中的問題，教師可以采取以下措施：

-對共性問題進行集體講解，幫助學生理解和掌握。

-對個別問題進行個別輔導，幫助學生克服困難。

-鼓勵學生在課后繼續(xù)學習和練習，提高編程能力和寫作水平。

作業(yè)的反饋不僅限于對答案的評判，更重要的是通過反饋幫助學生發(fā)現(xiàn)學習中的不足，激發(fā)學生的學習興趣和動力，促進學生的全面發(fā)展。反思改進措施反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.創(chuàng)設(shè)實踐情境：在課程設(shè)計中，我嘗試將理論知識與實際應(yīng)用相結(jié)合，通過創(chuàng)設(shè)真實的編程情境，讓學生在實際操作中學習，這樣既能提高學生的學習興趣，又能增強他們的實踐能力。

2.強化小組合作：我鼓勵學生在課堂上進行小組合作，通過討論和協(xié)作完成編程任務(wù)，這種模式不僅鍛煉了學生的團隊協(xié)作能力，還促進了他們之間的知識共享和互補。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.學生編程基礎(chǔ)參差不齊：部分學生在編程基礎(chǔ)方面較為薄弱，這導致他們在理解和應(yīng)用編程知識時遇到困難，影響了整體教學效果。

2.課堂互動不足：在課堂教學中，我發(fā)現(xiàn)學生參與互動的積極性不高，這可能與教學方法和課堂氛圍有關(guān)，需要進一步改進。

3.教學評價單一：目前的評價方式主要依賴于作業(yè)和考試，缺乏對學生創(chuàng)新能力和實踐能力的全面評價。

反思改進措施（三）

1.針對學生編程基礎(chǔ)參差不齊的問題，我計劃在課程開始時進行一次編程水平摸底，根據(jù)學生的基礎(chǔ)進行分層教學，為不同層次的學生提供個性化的學習方案。

2.為了提高課堂互動，我計劃采用更多的提問和討論環(huán)節(jié)，鼓勵學生發(fā)表自己的觀點，同時，我會嘗試引入一些游戲化元素，如編程馬拉松，以增加課堂的趣味性和參與度。

3.在教學評價方面，我將嘗試引入多元化的評價方式，如項目評估、同伴評價和自我評價，以便更全面地了解學生的學習