九年級信息技術(shù)《機(jī)器人走正方形》教學(xué)設(shè)計(jì)

第 4 課 機(jī)器人走正方形一、課題名稱：機(jī)器人走正方形二、課型： 新授課三、授課教師： 武漢市解放中學(xué) 高峰四、教材分析機(jī)器人走正方形是信息技術(shù)九年級下冊的內(nèi)容，這冊教材是一塊獨(dú)立的內(nèi)容，可放在初中任何年級來上，一共有14課和一個(gè)綜合實(shí)踐。第1 課是機(jī)器人簡介，介紹了機(jī)器人的定義、分類、組成以及教學(xué)機(jī)器人，使學(xué)生對機(jī)器人有一定的了解。第2課是機(jī)器人的編程系統(tǒng)，主要是對智慧天下機(jī)器人的編程軟件及一些命令進(jìn)行介紹，對機(jī)器人和計(jì)算機(jī)的連接及程序的下載進(jìn)行學(xué)習(xí)，最后通過一個(gè)簡單的實(shí)例讓機(jī)器人前進(jìn)，讓同學(xué)們感受和體驗(yàn)人們是怎么為機(jī)器人下達(dá)命令并讓機(jī)器人運(yùn)動起來的。第3課是制作爬行機(jī)器人，通過本課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對機(jī)器人的各個(gè)部件，機(jī)器人的搭建有一定的了解，培養(yǎng)學(xué)生的興趣。通過制作一個(gè)能行走的機(jī)器人，讓學(xué)生親身體驗(yàn)機(jī)器人制作的基本步驟。通過活動鍛煉學(xué)生的動手動腦能力。第四課機(jī)器人走正方形，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的思維方法，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠根據(jù)給出的任務(wù)來進(jìn)行算法分析，并用編程來控制機(jī)器人的運(yùn)動，為后面的課程學(xué)習(xí)做鋪墊。五、學(xué)生分析：學(xué)生在六年級下學(xué)期已經(jīng)學(xué)習(xí)過logo 語言， 對編程有一定的基礎(chǔ)， 并且能夠根據(jù)任務(wù)進(jìn)行算法和分析，從而編程控制機(jī)器人。而在九年級下學(xué)期，通過前面三課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對機(jī)器人又有了比較深入的了解，對智慧天下機(jī)器人和相應(yīng)編程軟件比較孰悉，能夠編程控制機(jī)器人前進(jìn)，因此，完成本節(jié)課的任務(wù)難度不大，通過動手實(shí)踐，應(yīng)該都能完成相應(yīng)的任務(wù)。六、教學(xué)目標(biāo)（1） 知識與能力1 、 通過具體任務(wù)的設(shè)計(jì)， 學(xué)習(xí)如何編寫程序控制機(jī)器人的運(yùn)動方向，在實(shí)踐中觀察分析差速轉(zhuǎn)彎和反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎的區(qū)別。 ；2、通過學(xué)習(xí)，會用循環(huán)語句來編寫程序，體會用循環(huán)語句編程的好處；3、培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的思維方法。（2） 過程與方法主要采取任務(wù)驅(qū)動的方式，邊講邊練，講練結(jié)合。（三）情感態(tài)度價(jià)值觀1、自主探究，分享交流，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)知識的積極情感；2、采用小組協(xié)作方式，培養(yǎng)學(xué)生的合作交流意識和創(chuàng)新精神。七、教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1、分析機(jī)器人走正方形的算法，通過差速和反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人轉(zhuǎn)彎；2、能夠用循環(huán)語句來控制要重復(fù)執(zhí)行的運(yùn)作。教學(xué)難點(diǎn)：能夠根據(jù)不同的任務(wù)來進(jìn)行算法分析，選擇不同的控制命令，在實(shí)踐中不 斷對參數(shù)進(jìn)行修正和調(diào)試。八、教學(xué)策略本節(jié)課是操作課，不適合傳統(tǒng)的教授模式，因此，主要采用任務(wù)驅(qū)動法和自主探究相 結(jié)合的方式。學(xué)生通過分析機(jī)器人走正方形的過程，形成算法，然后編寫程序控制機(jī)器人,經(jīng)過不斷調(diào)試和修正，最后完成任務(wù)。在整個(gè)過程中，需要小組成員全員參與，不斷的解 決在調(diào)試中出現(xiàn)的各種問題。由于地面，電池電量等因素的存在，相同的程序在同一機(jī)器 人或不同機(jī)器人上表現(xiàn)出來的情況會不一樣，這就使得學(xué)生要反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而得出經(jīng) 驗(yàn)。九、教學(xué)環(huán)境及資源準(zhǔn)備教學(xué)環(huán)境：機(jī)器人教室，安裝有多媒體電子教室軟件、機(jī)器人編程軟件的多媒體計(jì)算 機(jī)，4個(gè)學(xué)生一個(gè)小組，一臺電腦，一套機(jī)器人。資源準(zhǔn)備：為本課制作多媒體 PPT課件輔助教學(xué)，智慧 Basic軟件。十、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生學(xué)習(xí)活動設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入1、復(fù)習(xí)前面機(jī)器人直學(xué)生跟老師一起回顧已學(xué)知識機(jī)器人直走。通過觀察(2走的內(nèi)容。學(xué)生觀察走四邊形的同學(xué)，注意觀察整個(gè)過程。同學(xué)走正')2、然后請學(xué)生到前面給同學(xué)們個(gè)正方形邊形。3、提出問題：機(jī)器人能不能轉(zhuǎn)彎？如果要讓機(jī)器人走止方形，該如何實(shí)現(xiàn)？思考阱回答相應(yīng)問題。方形，對 機(jī)器要走 止方形有 一個(gè)形象 的認(rèn)識。 對整個(gè)過 程很清楚。1、請同學(xué)們用語言描學(xué)生相互討論，描述出過程是“直走轉(zhuǎn)彎述出走止方形的過直走 轉(zhuǎn)彎 直走 轉(zhuǎn)彎 直走程。停止”。培養(yǎng)學(xué)生觀察分析學(xué)生思考后回答。能力。分2、同學(xué)們，機(jī)器人走析止方形的過程和我們走人類走止方形的過程正一樣嗎？方學(xué)生思考后回答：完成了直走。的3、機(jī)器人走止方形的現(xiàn)在要解決的問題是機(jī)器人轉(zhuǎn)彎的問題。培養(yǎng)學(xué)生過過程，通過第二課的把復(fù)雜問程學(xué)習(xí)，我們現(xiàn)在能完題進(jìn)行分(3，成了哪一步？如果我解，從而)們現(xiàn)在解決什么問題能夠利用后，就能完成機(jī)器人前面學(xué)習(xí)走止方形的任務(wù)？的知識來完成任務(wù)。學(xué) 習(xí) 機(jī) 器 轉(zhuǎn) 彎 的 方 法(9')同學(xué)們，怎么才能讓 機(jī)器人轉(zhuǎn)彎呢？現(xiàn)在請同學(xué)們完成卜面的任務(wù)：任務(wù)一：請同學(xué)們把 左右兩個(gè)伺服電機(jī)的速度調(diào)成不一樣，會 有什么樣的現(xiàn)象？任務(wù)二：請同學(xué)們把 兩個(gè)伺服電機(jī)的調(diào)成一個(gè)正轉(zhuǎn)，一個(gè)反轉(zhuǎn)， 會有什么現(xiàn)象發(fā)生？任務(wù)三：在motorforward(A,50) 和motorbackward(B,100 )后輸入 delay(1000) 會有什么現(xiàn)現(xiàn)象發(fā)生？(機(jī)器人運(yùn)行的時(shí)間 為我們設(shè)置的時(shí)間)學(xué)生思考。學(xué)生動手實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)如果兩個(gè)電機(jī)的速A樣，則直走，如果兩個(gè)電機(jī)速度不一致， 則機(jī)器人會向速度慢 的一方轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎的大小跟速度差的大小有關(guān)。學(xué)生通過實(shí)踐發(fā)，這種方式，機(jī)器人轉(zhuǎn)彎的角度最大。學(xué)生輸入命令，并把程序卜載到機(jī)器人，進(jìn)行實(shí)踐，觀察現(xiàn)象。通過動手 實(shí)踐，加 深學(xué)生對 現(xiàn)象的理 解，從而 培養(yǎng)學(xué)生 思考問題，解決 問題的能 力。機(jī)器現(xiàn)在請同學(xué)們來完成人 走 正 方 形(8')卜面的任務(wù)：用智慧Basic編寫程 序控制機(jī)器從走正方 形。老師巡視并指導(dǎo)學(xué) 生。學(xué)生分小組進(jìn)行活動。編寫程序并且下載程序到機(jī)器人上進(jìn)行調(diào)試。motorforward (A,100)motorbackward (A,100)delay(1000)motorforward (A,100)motorforward (B,100)delay(600)motorforward (A,100)motorbackward (A,100)delay(1000)motorforward (A,100)motorforward (B,100)delay(600)motorforward (A,100)motorbackward (A,100)delay(1000)motorforward (A,100)motorforward (B,100)delay(600)motorforward (A,100)motorbackward (A,100)delay(1000)通過學(xué)生 動手實(shí)踐，培養(yǎng) 學(xué)生的動 手能力。用 循 環(huán) 語 句 來 控 制 機(jī) 器 人 走 正 方 形(10)同學(xué)們?nèi)绻覀円?制機(jī)器人在一個(gè)正方形的跑道上跑2圈，怎 么編寫程序？如果要品10圈，100圈呢？同學(xué)們，你們發(fā)現(xiàn)沒 有，隨著圈數(shù)的增加， 我們就要多次編寫機(jī) 器人完成個(gè)正方 形的程序，會有很多的重復(fù)語句，那么有沒有更簡單的方法來實(shí)現(xiàn)呢？現(xiàn)在我們來使用一個(gè) 新的語句，叫做循環(huán) 變語句來編寫程序，同學(xué)們會發(fā)，我們的程序會變得很很簡單。我們先來看用循環(huán)語 句來編寫機(jī)器人h次止方形的程序：dim i as intfor i=1 to 4 step 1motorforward(A,100)學(xué)生會認(rèn)為很簡單，就是在一圈的基礎(chǔ)再編寫相應(yīng)的程序。學(xué)生動手實(shí)踐后會發(fā)現(xiàn)， 隨著圈數(shù)的增加，學(xué)生就會 寫許多相同的語句。學(xué)生帶著問題去看自己編寫的程序，發(fā)現(xiàn)確實(shí)有許多語句是重復(fù)的。學(xué)生把程序卜載到機(jī)器人上進(jìn)行實(shí)踐，果然發(fā)現(xiàn)問題得以解決。學(xué)生把程序卜載到機(jī)器人上進(jìn)行實(shí)踐。利用學(xué)生 已經(jīng)掌握 的知識來 解新問題，學(xué)生 會發(fā)現(xiàn)已 有的知識 不能解決 新問題或 者解問題 難度比較 大，這時(shí) 再引入新 的知識， 學(xué)生的興 趣更大， 印象更深 亥I。motorbackward(A,100)delay(1000)motorforward(A,100)motorforward(B,100)delay(600)next imotorbrake(A)motorbrake(B)如果要走兩圈，則把for i=1 to 4 step 1改為 for i=1 to 8step 1 。如果要走10圈，訪怎 么修改？同學(xué)們，由循環(huán)語句 我們將在卜一課進(jìn)行學(xué)習(xí)，所以這節(jié)課，我們只是作簡單介 紹，下T課我們將 進(jìn)行詳細(xì)的學(xué)習(xí)。同 學(xué)們只要照著格式用就行了。任務(wù)四：請同學(xué)們根 前面學(xué)習(xí)的內(nèi)容，編寫程序控制機(jī)器人走 長方形。學(xué)生思考法償試進(jìn)行修改。小組進(jìn)行討論，然后編寫程序，調(diào)試。學(xué)生通過 練習(xí)來鞏 固已學(xué)知 識；發(fā)揮 自己的創(chuàng) 作能力， 進(jìn)行創(chuàng)作，培養(yǎng) 學(xué)生創(chuàng)新 意識；同 時(shí)小組協(xié) 作也培養(yǎng) 學(xué)生的團(tuán) 隊(duì)合作的 能力。伺 月艮 電 機(jī)與 機(jī)器 人相 確移 動（7，）請同學(xué)們閱讀教材第21頁內(nèi)容，并回卜面 的問題？1、在上面機(jī)器人走 止方形的程序中，我 們是用什么來控制機(jī) 器人的移動距離和轉(zhuǎn) 動的角度的？這樣做 的優(yōu)點(diǎn)是什么？缺點(diǎn)是什么？2、 通過看21頁的內(nèi) 容，我們現(xiàn)在還可以用什么方法來精確控制機(jī)器人的移動？任務(wù)五：測量機(jī)器人的輪 子的周長是多少？執(zhí)行課本上圖 4-4,量一量機(jī)器人移動的距離是多 少？根據(jù)機(jī)器人小車 輪子的周長，計(jì)算 電機(jī)不同轉(zhuǎn)角時(shí)， 機(jī)器人移動距離的 理論值，再改變上 述程序中電機(jī)轉(zhuǎn)角 值，運(yùn)行程序后用 直尺沒出機(jī)器人實(shí)學(xué)生帶著問題去閱讀教材，并找出相應(yīng)的答案。學(xué)生動手操作，并完成教材第 22頁的表格。學(xué)生閱讀相關(guān)的內(nèi)容，并有一定的印象。每個(gè)小組根據(jù)上面任務(wù)積累的數(shù)據(jù)，參照教材第22頁智慧Basic語言系統(tǒng)伺服電機(jī)指令一覽表的內(nèi)容選擇相應(yīng)的指令，編寫程序參加比賽。讓學(xué)生去 閱讀教材，可以 加深學(xué)對 相應(yīng)知識 的印象， 而且也讓 學(xué)記住相 應(yīng)的知識 點(diǎn)，讓學(xué) 生能夠?qū)W 會使用教 材。培養(yǎng) 學(xué)習(xí)的自 學(xué)能力和 使用教材 的習(xí)慣。際的移動值，比較 理論值與實(shí)際值的 誤差后多大。請同學(xué)們閱讀教材第22頁智慧Basic語百 系統(tǒng)伺服電機(jī)指令一覽表的內(nèi)容探究活動：精確控制 機(jī)器人的比賽，教材 第23頁的第二個(gè)活 動。（以小組參賽）以比賽的 形式，培 養(yǎng)小組協(xié) 作、合作 的意認(rèn)和認(rèn)?？偨Y(jié)(1')同學(xué)們，通過今天的 學(xué)習(xí)，我們學(xué)會了用 時(shí)間、伺服電機(jī)的轉(zhuǎn) 動角度或圈數(shù)指令來 控制機(jī)器人的移動距 離。并掌握了用差速 或反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人 的轉(zhuǎn)彎。通過今天的 學(xué)習(xí)，為我們后面的 學(xué)習(xí)打卜J堅(jiān)實(shí)的基 礎(chǔ)。學(xué)生跟著老師的思路回顧已學(xué)知識。總結(jié)要點(diǎn)，鞏固 今天所學(xué) 的知識點(diǎn)，加深 學(xué)生的記憶。十一、教學(xué)流程圖十二、板書設(shè)計(jì)第4課機(jī)器人走正方形走正方形的過程：直走 轉(zhuǎn)彎 直走 轉(zhuǎn)彎 直走 轉(zhuǎn)彎 直走 停止