九年級(jí)信息技術(shù)下冊(cè) 第4課機(jī)器人走正方形教學(xué)設(shè)計(jì) 川教版一、課題名稱(chēng)：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(shū)）九年級(jí)下冊(cè)第4課的內(nèi)容，這冊(cè)教材是一塊獨(dú)立的內(nèi)容，可放在初中任何年級(jí)來(lái)上，一共有14課和一個(gè)綜合實(shí)踐。第1課是機(jī)器人簡(jiǎn)介，介紹了機(jī)器人的定義、分類(lèi)、組成以及教學(xué)機(jī)器人，使學(xué)生對(duì)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(duì)智慧天下機(jī)器人的編程軟件及一些命令進(jìn)行介紹，對(duì)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(guò)一個(gè)簡(jiǎn)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(dòng)起來(lái)的。第3課是制作爬行機(jī)器人，通過(guò)本課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)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(guò)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(guò)活動(dòng)鍛煉學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力。第四課機(jī)器人走正方形，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的思維方法，通過(guò)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(lái)進(jìn)行算法分析，并用編程來(lái)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，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(jí)下學(xué)期已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)logo語(yǔ)言，對(duì)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(jí)下學(xué)期，通過(guò)前面三課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)機(jī)器人又有了比較深入的了解，對(duì)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(guò)動(dòng)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(shí)與能力1、通過(guò)具體任務(wù)的設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)如何編寫(xiě)程序控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)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(guò)學(xué)習(xí)，會(huì)用循環(huán)語(yǔ)句來(lái)編寫(xiě)程序，體會(huì)用循環(huán)語(yǔ)句編程的好處；3、培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的思維方法。（二） 過(guò)程與方法主要采取任務(wù)驅(qū)動(dòng)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(shí)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(shí)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(guò)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(yǔ)句來(lái)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(lái)進(jìn)行算法分析，選擇不同的控制命令，在實(shí)踐中不斷對(duì)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(dòng)法和自主探究相結(jié)合的方式。學(xué)生通過(guò)分析機(jī)器人走正方形的過(guò)程，形成算法，然后編寫(xiě)程序控制機(jī)器人，經(jīng)過(guò)不斷調(diào)試和修正，最后完成任務(wù)。在整個(gè)過(guò)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(wèn)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(lái)的情況會(huì)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(tái)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(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)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(qǐng)學(xué)生到前面給同學(xué)們走一個(gè)正方形邊形。3、提出問(wèn)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(shí)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(gè)過(guò)程。 思考并回答相應(yīng)問(wèn)題。 通過(guò)觀察同學(xué)走正方形，對(duì)機(jī)器要走正方形有一個(gè)形象的認(rèn)識(shí)。對(duì)整個(gè)過(guò)程很清楚。分析走正方的過(guò)程 (3) 1、請(qǐng)同學(xué)們用語(yǔ)言描述出走正方形的過(guò)程。 2、同學(xué)們，機(jī)器人走正方形的過(guò)程和我們?nèi)祟?lèi)走正方形的過(guò)程一樣嗎？ 3、機(jī)器人走正方形的過(guò)程，通過(guò)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(wèn)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(guò)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?，F(xiàn)在要解決的問(wèn)題是機(jī)器人轉(zhuǎn)彎的問(wèn)題。 培養(yǎng)學(xué)生觀察分析能力。 培養(yǎng)學(xué)生把復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行分解，從而能夠利用前面學(xué)習(xí)的知識(shí)來(lái)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(qǐng)同學(xué)們完成下面的任務(wù)：任務(wù)一：請(qǐng)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(huì)有什么樣的現(xiàn)象？ 任務(wù)二：請(qǐng)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(huì)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(huì)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?cè)O(shè)置的時(shí)間） 學(xué)生思考。 學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)如果兩個(gè)電機(jī)的速度一樣，則直走，如果兩個(gè)電機(jī)速度不一致，則機(jī)器人會(huì)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(guò)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(guò)動(dòng)手實(shí)踐，加深學(xué)生對(duì)現(xiàn)象的理解，從而培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。 機(jī)器人走正方形(8) 現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們來(lái)完成下面的任務(wù)：用智慧Basic編寫(xiě)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(dòng)。編寫(xiě)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(guò)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。用循環(huán)語(yǔ)句來(lái)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(gè)正方形的跑道上跑2圈，怎么編寫(xiě)程序？如果要跑10圈，100圈呢？ 同學(xué)們，你們發(fā)現(xiàn)沒(méi)有，隨著圈數(shù)的增加，我們就要多次編寫(xiě)機(jī)器人完成走一個(gè)正方形的程序，會(huì)有很多的重復(fù)語(yǔ)句，那么有沒(méi)有更簡(jiǎn)單的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)呢？ 現(xiàn)在我們來(lái)使用一個(gè)新的語(yǔ)句，叫做循環(huán)變語(yǔ)句來(lái)編寫(xiě)程序，同學(xué)們會(huì)發(fā)，我們的程序會(huì)變得很很簡(jiǎn)單。我們先來(lái)看用循環(huán)語(yǔ)句來(lái)編寫(xiě)機(jī)器人走一次正方形的程序：dim i as int for i=1 to 4 step 1motorforward(A,100)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 8 step 1。如果要走10圈,訪怎么修改？ 同學(xué)們，由循環(huán)語(yǔ)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(jiǎn)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(qǐng)同學(xué)們根前面學(xué)習(xí)的內(nèi)容，編寫(xiě)程序控制機(jī)器人走長(zhǎng)方形。 學(xué)生會(huì)認(rèn)為很簡(jiǎn)單， 就是在一圈的基礎(chǔ)再編寫(xiě)相應(yīng)的程序。學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐后會(huì)發(fā)現(xiàn)，隨著圈數(shù)的增加，學(xué)生就會(huì)寫(xiě)許多相同的語(yǔ)句。 學(xué)生帶著問(wèn)題去看自己編寫(xiě)的程序，發(fā)現(xiàn)確實(shí)有許多語(yǔ)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(wèn)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(xiě)程序，調(diào)試。 利用學(xué)生已經(jīng)掌握的知識(shí)來(lái)解新問(wèn)題，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)已有的知識(shí)不能解決新問(wèn)題或者解問(wèn)題難度比較大，這時(shí)再引入新的知識(shí)，學(xué)生的興趣更大，印象更深刻。 學(xué)生通過(guò)練習(xí)來(lái)鞏固已學(xué)知識(shí)；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(shí)；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。 伺服電機(jī)與機(jī)器人精確移動(dòng)(7) 請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材第21頁(yè)內(nèi)容，并回下面的問(wèn)題？1、 在上面機(jī)器人走正方形的程序中，我們是用什么來(lái)控制機(jī)器人的移動(dòng)距離和轉(zhuǎn)動(dòng)的角度的？這樣做的優(yōu)點(diǎn)是什么？缺點(diǎn)是什么？2、 通過(guò)看21頁(yè)的內(nèi)容，我們現(xiàn)在還可以用什么方法來(lái)精確控制機(jī)器人的移動(dòng)？任務(wù)五：測(cè)量機(jī)器人的輪子的周長(zhǎng)是多少？執(zhí)行課本上圖4-4，量一量機(jī)器人移動(dòng)的距離是多少？根據(jù)機(jī)器人小車(chē)輪子的周長(zhǎng)，計(jì)算電機(jī)不同轉(zhuǎn)角時(shí)，機(jī)器人移動(dòng)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(méi)出機(jī)器人實(shí)際的移動(dòng)值，比較理論值與實(shí)際值的誤差有多大。 請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材第22頁(yè)智慧Basic語(yǔ)言系統(tǒng)伺服電機(jī)指令一覽表的內(nèi)容 探究活動(dòng)：精確控制機(jī)器人的比賽，教材第23頁(yè)的第二個(gè)活動(dòng)。（以小組參賽） 學(xué)生帶著問(wèn)題去閱讀教材，并找出相應(yīng)的答案。 學(xué)生動(dòng)手操作，并完成教材第22頁(yè)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(yè)智慧Basic語(yǔ)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(xiě)程序參加比賽。 讓學(xué)生去閱讀教材，可以加深學(xué)對(duì)相應(yīng)知識(shí)的印象，而且也讓學(xué)記住相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生能夠?qū)W會(huì)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(jìng)爭(zhēng)意認(rèn)?？偨Y(jié)(1) 同學(xué)們，通過(guò)今天的學(xué)習(xí)，我們學(xué)會(huì)了用時(shí)間、伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度或圈數(shù)指令來(lái)控制機(jī)器人的移動(dòng)距離。并掌握了用差速或反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎。通過(guò)今天的學(xué)習(xí)，為我們后面的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 學(xué)生跟著老師的思路回顧已學(xué)知識(shí)。 總結(jié)要點(diǎn)，鞏固今天所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，加深學(xué)生的記憶。十一、教學(xué)流程圖十二、板書(shū)設(shè)計(jì)第4課 機(jī)器人走正方形 走正方形的過(guò)程：直走轉(zhuǎn)彎直走轉(zhuǎn)彎直走轉(zhuǎn)彎直走停止