全國(guó)閩教版初中信息技術(shù)八年級(jí)下冊(cè)第一單元第4課《搭建救援機(jī)器人》教學(xué)設(shè)計(jì)

全國(guó)閩教版初中信息技術(shù)八年級(jí)下冊(cè)第一單元第4課《搭建救援機(jī)器人》教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容全國(guó)閩教版初中信息技術(shù)八年級(jí)下冊(cè)第一單元第4課《搭建救援機(jī)器人》

1.教材章節(jié)：第一單元《機(jī)器人制作》第4課

2.主要內(nèi)容：認(rèn)識(shí)機(jī)器人制作的基本原理，了解機(jī)器人搭建的步驟和方法，學(xué)習(xí)使用編程軟件進(jìn)行機(jī)器人編程，掌握機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的基本操作。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，通過(guò)機(jī)器人制作激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力。

2.提升學(xué)生的信息技術(shù)應(yīng)用能力，學(xué)會(huì)使用編程軟件進(jìn)行機(jī)器人編程。

3.增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，通過(guò)小組合作完成機(jī)器人搭建任務(wù)。

4.培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力，通過(guò)實(shí)際操作掌握機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.機(jī)器人編程軟件的使用：重點(diǎn)在于讓學(xué)生掌握軟件的基本操作和編程邏輯。

2.機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制：重點(diǎn)在于理解控制指令，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的基本動(dòng)作。

難點(diǎn)：

1.編程邏輯的理解：難點(diǎn)在于學(xué)生需要將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為編程邏輯。

2.機(jī)器人搭建與調(diào)試：難點(diǎn)在于學(xué)生在實(shí)際操作中可能會(huì)遇到的問(wèn)題和錯(cuò)誤。

解決辦法：

1.對(duì)于編程邏輯的理解，采用循序漸進(jìn)的教學(xué)方法，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，逐步引導(dǎo)學(xué)生掌握。

2.通過(guò)示范演示和分步驟講解，幫助學(xué)生理解控制指令，并讓學(xué)生在模擬環(huán)境中進(jìn)行編程練習(xí)。

3.在機(jī)器人搭建與調(diào)試環(huán)節(jié)，提供詳細(xì)的操作步驟和常見(jiàn)問(wèn)題的解決方案，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生自主探究和解決實(shí)際問(wèn)題。

4.設(shè)置小組合作任務(wù)，讓學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中互相學(xué)習(xí)、討論，共同克服難點(diǎn)。教學(xué)資源1.軟硬件資源：機(jī)器人搭建套件、編程軟件、電腦設(shè)備、連接線纜。

2.課程平臺(tái)：學(xué)校內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，用于發(fā)布教學(xué)資料和作業(yè)。

3.信息化資源：在線編程教程、機(jī)器人制作視頻、相關(guān)技術(shù)文檔。

4.教學(xué)手段：實(shí)物演示、分組討論、小組競(jìng)賽、在線互動(dòng)問(wèn)答。教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課

詳細(xì)內(nèi)容：教師通過(guò)展示一段救援機(jī)器人的視頻，激發(fā)學(xué)生的興趣，并提問(wèn)：“同學(xué)們，你們知道什么是救援機(jī)器人嗎？它們是如何工作的？”引導(dǎo)學(xué)生思考，為新課的學(xué)習(xí)做好鋪墊。（用時(shí)5分鐘）

2.新課講授

（1）介紹機(jī)器人制作的基本原理

詳細(xì)內(nèi)容：教師講解機(jī)器人制作的基本原理，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)、電子元件、編程軟件等，并結(jié)合圖片和實(shí)物展示，讓學(xué)生對(duì)機(jī)器人制作有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。（用時(shí)10分鐘）

（2）講解機(jī)器人搭建的步驟和方法

詳細(xì)內(nèi)容：教師詳細(xì)講解機(jī)器人搭建的步驟和方法，包括選材、組裝、調(diào)試等，并展示操作流程圖，幫助學(xué)生掌握搭建技巧。（用時(shí)10分鐘）

（3）介紹編程軟件的使用

詳細(xì)內(nèi)容：教師介紹編程軟件的基本操作，包括界面布局、編程語(yǔ)言、控制指令等，并通過(guò)實(shí)際操作演示，讓學(xué)生了解編程軟件的使用方法。（用時(shí)10分鐘）

3.實(shí)踐活動(dòng)

（1）分組討論，確定機(jī)器人功能

詳細(xì)內(nèi)容：將學(xué)生分成小組，討論并確定機(jī)器人需要實(shí)現(xiàn)的功能，如移動(dòng)、避障、抓取等，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新思維。（用時(shí)10分鐘）

（2）搭建機(jī)器人模型

詳細(xì)內(nèi)容：學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)討論結(jié)果，開(kāi)始搭建機(jī)器人模型，教師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生在搭建過(guò)程中遇到的問(wèn)題。（用時(shí)15分鐘）

（3）編程實(shí)現(xiàn)機(jī)器人功能

詳細(xì)內(nèi)容：學(xué)生使用編程軟件，根據(jù)搭建的機(jī)器人模型，編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)預(yù)設(shè)功能，教師指導(dǎo)學(xué)生調(diào)試程序，確保機(jī)器人能夠按照預(yù)期工作。（用時(shí)15分鐘）

4.學(xué)生小組討論

（1）機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制

舉例回答：如何讓機(jī)器人直線運(yùn)動(dòng)？如何讓機(jī)器人轉(zhuǎn)彎？如何實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的避障功能？

（2）編程邏輯

舉例回答：如何將實(shí)際需求轉(zhuǎn)化為編程邏輯？如何編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜動(dòng)作？

（3）團(tuán)隊(duì)協(xié)作

舉例回答：如何合理分配小組任務(wù)？如何解決小組內(nèi)意見(jiàn)分歧？

5.總結(jié)回顧

內(nèi)容：教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)，如機(jī)器人制作的基本原理、搭建步驟、編程軟件的使用等。同時(shí)，教師總結(jié)學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中的表現(xiàn)，鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)探索和改進(jìn)自己的機(jī)器人設(shè)計(jì)。（用時(shí)5分鐘）

總計(jì)用時(shí)：45分鐘拓展與延伸六、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

-《機(jī)器人技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用》：介紹機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展歷程、應(yīng)用領(lǐng)域以及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

-《機(jī)器人編程基礎(chǔ)》：深入講解編程語(yǔ)言的基礎(chǔ)知識(shí)，如Python、Java等，適合對(duì)編程感興趣的學(xué)生。

-《電子元件手冊(cè)》：介紹電子元件的基本原理、特性和應(yīng)用，幫助學(xué)生了解機(jī)器人制作中的電子元件。

-《機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制原理》：探討機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的理論知識(shí)，如傳感器技術(shù)、伺服電機(jī)等。

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

-學(xué)生可以嘗試使用不同的編程軟件進(jìn)行機(jī)器人編程，比較不同軟件的優(yōu)缺點(diǎn)。

-鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)并制作自己的機(jī)器人項(xiàng)目，如智能家居控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)等。

-引導(dǎo)學(xué)生研究機(jī)器人與人工智能的結(jié)合，了解機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等前沿技術(shù)。

-組織學(xué)生參加機(jī)器人競(jìng)賽或科技創(chuàng)新活動(dòng)，提升學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

3.實(shí)用性拓展活動(dòng)

-設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)器人項(xiàng)目，如自動(dòng)跟隨小球或自動(dòng)清理地面垃圾，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)機(jī)器人編程和搭建。

-組織學(xué)生參觀機(jī)器人展覽或企業(yè)，了解機(jī)器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展前景。

-開(kāi)展機(jī)器人知識(shí)講座，邀請(qǐng)專(zhuān)業(yè)人士分享機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)。

-鼓勵(lì)學(xué)生參與開(kāi)源機(jī)器人項(xiàng)目，如Arduino、RaspberryPi等，學(xué)習(xí)開(kāi)源社區(qū)的協(xié)作和分享精神。

4.知識(shí)點(diǎn)全面拓展

-機(jī)器人傳感器技術(shù)：介紹各種傳感器的工作原理和應(yīng)用，如紅外傳感器、超聲波傳感器等。

-機(jī)器人控制系統(tǒng)：講解機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成和原理，如PID控制、模糊控制等。

-機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)：探討機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本概念，如運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃、運(yùn)動(dòng)學(xué)方程等。

-機(jī)器人視覺(jué)技術(shù)：介紹機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)的基本原理和應(yīng)用，如圖像處理、目標(biāo)識(shí)別等。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.互動(dòng)式教學(xué)：在課堂中，我嘗試采用了更多互動(dòng)式教學(xué)方法，比如小組討論、角色扮演等，讓學(xué)生在參與中學(xué)習(xí)，這樣的方式不僅提高了學(xué)生的參與度，也促進(jìn)了他們的合作能力。

2.項(xiàng)目式學(xué)習(xí)：我設(shè)計(jì)了一些與機(jī)器人制作相關(guān)的項(xiàng)目，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作來(lái)學(xué)習(xí)理論知識(shí)，這種項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的方式讓學(xué)生在實(shí)踐中理解和應(yīng)用知識(shí)，效果顯著。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問(wèn)題

1.學(xué)生基礎(chǔ)差異大：我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在信息技術(shù)基礎(chǔ)和編程能力上存在較大差異，這導(dǎo)致了一些學(xué)生在理解編程邏輯時(shí)遇到困難。

2.實(shí)踐時(shí)間不足：由于課程時(shí)間有限，學(xué)生在機(jī)器人搭建和編程實(shí)踐上的時(shí)間不夠，有時(shí)候?qū)W生的問(wèn)題不能及時(shí)得到解決。

3.評(píng)價(jià)方式單一：目前我主要依靠學(xué)生的作品和課堂表現(xiàn)來(lái)評(píng)價(jià)他們的學(xué)習(xí)成果，這種評(píng)價(jià)方式可能無(wú)法全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

反思改進(jìn)措施（三）

1.針對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)差異，我計(jì)劃在課前提供一些基礎(chǔ)性的編程教程和視頻，幫助學(xué)生提前熟悉編程環(huán)境，同時(shí)在課堂上進(jìn)行分層教學(xué)，針對(duì)不同水平的學(xué)生提供不同的學(xué)習(xí)材料。

2.為了解決實(shí)踐時(shí)間不足的問(wèn)題，我考慮調(diào)整課程安排，增加實(shí)踐課時(shí)，或者利用課后時(shí)間組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)，確保每個(gè)學(xué)生都有足夠的時(shí)間來(lái)操作和調(diào)試機(jī)器人。

3.在評(píng)價(jià)方式上，我將嘗試引入多元化的評(píng)價(jià)方法，比如學(xué)生自評(píng)、互評(píng)，以及基于項(xiàng)目的評(píng)價(jià)，這樣可以從多個(gè)角度評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，更全面地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。同時(shí)，我也會(huì)與家長(zhǎng)溝通，了解學(xué)生的課外學(xué)習(xí)情況，共同促進(jìn)學(xué)生的進(jìn)步。課后拓展1.拓展內(nèi)容：

-閱讀材料：《機(jī)器人技術(shù)入門(mén)》一書(shū)，由專(zhuān)業(yè)人士撰寫(xiě)，適合初中生閱讀，內(nèi)容涵蓋了機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí)、編程入門(mén)、電子元件等。

-視頻資源：《機(jī)器人編程入門(mén)教程》系列視頻，通過(guò)實(shí)際操作演示編程過(guò)程，適合學(xué)生自學(xué)。

-在線課程：在線編程平臺(tái)如C提供的機(jī)器人編程課程，學(xué)生可以在線學(xué)習(xí)，實(shí)踐編程技能。

2.拓展要求：

-鼓勵(lì)學(xué)生利用課后時(shí)間閱讀《機(jī)器人技術(shù)入門(mén)》一書(shū)，了解機(jī)器人的發(fā)展歷史、應(yīng)用領(lǐng)域以及未來(lái)趨勢(shì)。

-觀看《機(jī)器人編程入門(mén)教程》系列視頻，跟隨視頻學(xué)習(xí)基本的編程知識(shí)和技能，嘗試在編程平臺(tái)上完成練習(xí)。

-學(xué)生可以嘗試在在線編程平臺(tái)上完成一些簡(jiǎn)單的機(jī)器人編程任務(wù)，如控制機(jī)器人移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等。

-鼓勵(lì)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目中，如設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)器人助手，用于家庭或?qū)W校的日常任務(wù)。

-教師可以組織學(xué)生進(jìn)行課后討論，分享他們?cè)陂喿x和觀看視頻過(guò)程中的收獲和疑問(wèn)，教師提供必要的指導(dǎo)和幫助。

-學(xué)生可以嘗試編寫(xiě)自己的機(jī)器人程序，設(shè)計(jì)一些有趣的功能，如自動(dòng)澆水、自動(dòng)清潔等。

-學(xué)生可以參與學(xué)?；蛏鐓^(qū)組織的機(jī)器人比賽，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，提升自己的技能和團(tuán)隊(duì)合作能力。

-教師可以推薦一些相關(guān)的在線論壇和社區(qū)，讓學(xué)生在這些平臺(tái)上交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，拓展視野。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)課堂小結(jié)：

1.回顧今天所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)機(jī)器人制作的基本原理，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)、電子元件、編程軟件等。

2.總結(jié)機(jī)器人搭建的步驟和方法，如選材、組裝、調(diào)試等，讓學(xué)生對(duì)整個(gè)流程有清晰的認(rèn)識(shí)。

3.講解編程軟件的基本操作和編程邏輯，強(qiáng)調(diào)編程在機(jī)器人制作中的重要性。

4.強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性，鼓勵(lì)學(xué)生在小組活動(dòng)中共同解決問(wèn)題，提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

當(dāng)堂檢測(cè)：

1.基礎(chǔ)知識(shí)問(wèn)答：

-機(jī)器人制作主要包括哪些步驟？

-編程軟件的主要功能有哪些？

-機(jī)器人傳感器有哪些類(lèi)型？

2.編程練習(xí)：

-請(qǐng)編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的程序，讓機(jī)器人直線移動(dòng)。

-請(qǐng)編寫(xiě)一個(gè)程序，讓機(jī)器人實(shí)現(xiàn)避障功能。

3.搭建挑戰(zhàn)：

-學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)，分組合作搭建一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)器人模型。

-每個(gè)小組需要展示他們的機(jī)器人模型，并說(shuō)明其功能。

4.小組討論：

-討論在搭建機(jī)器人過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決方案。

-討論如何改進(jìn)機(jī)器人設(shè)計(jì)，提升