2019-2020年九年級信息技術(shù)下冊 第4課《機(jī)器人走正方形》教學(xué)設(shè)計 川教版.doc

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2019-2020年九年級信息技術(shù)下冊 第4課《機(jī)器人走正方形》教學(xué)設(shè)計 川教版 一、課題名稱：機(jī)器人走正方形 二、課型：新授課 三、授課教師： 四、教材分析 《機(jī)器人走正方形》是信息技術(shù)（四川省義務(wù)教育課程改革實(shí)驗(yàn)教科書）九年級下冊第4課的內(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) （一） 知識與能力 1、通過具體任務(wù)的設(shè)計，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。 （二） 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算機(jī)，4個學(xué)生一個小組，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)計意圖 導(dǎo)入 (2’) 1、復(fù)習(xí)前面機(jī)器人直走的內(nèi)容。 2、然后請學(xué)生到前面給同學(xué)們走一個正方形邊形。 3、提出問題：機(jī)器人能不能轉(zhuǎn)彎？如果要讓機(jī)器人走正方形，該如何實(shí)現(xiàn)？ 學(xué)生跟老師一起回顧已學(xué)知識機(jī)器人直走。 學(xué)生觀察走四邊形的同學(xué)，注意觀察整個過程。 思考并回答相應(yīng)問題。 通過觀察同學(xué)走正方形，對機(jī)器要走正方形有一個形象的認(rèn)識。對整個過程很清楚。 分析走正方的過程 (3’) 1、請同學(xué)們用語言描述出走正方形的過程。 2、同學(xué)們，機(jī)器人走正方形的過程和我們?nèi)祟愖哒叫蔚倪^程一樣嗎？ 3、機(jī)器人走正方形的過程，通過第二課的學(xué)習(xí)，我們現(xiàn)在能完成了哪一步？如果我們現(xiàn)在解決什么問題后，就能完成機(jī)器人走正方形的任務(wù)？ 學(xué)生相互討論，描述出過程是“直走轉(zhuǎn)彎直走轉(zhuǎn)彎直走轉(zhuǎn)彎直走停止”。 學(xué)生思考后回答。 學(xué)生思考后回答：完成了直走。 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)生觀察分析能力。 培養(yǎng)學(xué)生把復(fù)雜問題進(jìn)行分解，從而能夠利用前面學(xué)習(xí)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)們完成下面的任務(wù)： 任務(wù)一：請同學(xué)們把左右兩個伺服電機(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)們把兩個伺服電機(jī)的調(diào)成一個正轉(zhuǎn)，一個反轉(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)行的時間為我們設(shè)置的時間） 學(xué)生思考。 學(xué)生動手實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)如果兩個電機(jī)的速度一樣，則直走，如果兩個電機(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，并把程序下載到機(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)器人走正方形 (8’) 現(xiàn)在請同學(xué)們來完成下面的任務(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刂茩C(jī)器人在一個正方形的跑道上跑2圈，怎么編寫程序？如果要跑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)器人完成走一個正方形的程序，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)器人走一次正方形的程序： dim i as int for i=1 to 4 step 1 motorforward(A,100) motorbackward(A,100) delay(1000) motorforward(A,100) motorforward(B,100) delay(600) next i motorbrake(A) motorbrake(B) 如果要走兩圈，則把for i=1 to 4 step 1 改為 for i=1 to 8 step 1。 如果要走10圈,訪怎么修改？ 同學(xué)們，由循環(huán)語句我們將在下一課進(jìn)行學(xué)習(xí)，所以這節(jié)課，我們只是作簡單介紹，下一節(jié)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)生把程序下載到機(jī)器人上進(jìn)行實(shí)踐，果然發(fā)現(xiàn)問題得以解決。 學(xué)生把程序下載到機(jī)器人上進(jìn)行實(shí)踐。 學(xué)生思考并償試進(jìn)行修改。 小組進(jìn)行討論，然后編寫程序，調(diào)試。 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，這時再引入新的知識，學(xué)生的興趣更大，印象更深刻。 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；同時小組協(xié)作也培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作的能力。 伺服電機(jī)與機(jī)器人精確移動(7’) 請同學(xué)們閱讀教材第21頁內(nèi)容，并回下面的問題？ 1、 在上面機(jī)器人走正方形的程序中，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： ①測量機(jī)器人的輪子的周長是多少？ ②執(zhí)行課本上圖4-4，量一量機(jī)器人移動的距離是多少？ ③根據(jù)機(jī)器人小車輪子的周長，計算電機(jī)不同轉(zhuǎn)角時，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)際的移動值，比較理論值與實(shí)際值的誤差有多大。 請同學(xué)們閱讀教材第22頁智慧Basic語言系統(tǒng)伺服電機(jī)指令一覽表的內(nèi)容 探究活動：精確控制機(jī)器人的比賽，教材第23頁的第二個活動。（以小組參賽） 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。 以比賽的形式，培養(yǎng)小組協(xié)作、合作的意認(rèn)和競爭意認(rèn)。 總結(jié) (1’) 同學(xué)們，通過今天的學(xué)習(xí)，我們學(xué)會了用時間、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)打下了堅實(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 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