第3章 03环卫机器人（教学设计）-初中信息技术九年级同步教学设计+视频+图片（苏科版2018）

第3章03环卫机器人（教学设计）-初中信息技术九年级同步教学设计+视频+图片（苏科版2018）科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）第3章03环卫机器人（教学设计）-初中信息技术九年级同步教学设计+视频+图片（苏科版2018）教学内容分析本节课的主要教学内容是第3章的第3节，内容为环卫机器人。环卫机器人是现代信息技术与人工智能技术相结合的产物，能够自动完成清洁工作，减轻环卫工人的劳动负担。本节课将通过视频和图片的形式，让学生了解环卫机器人的基本原理和应用场景。

教学内容与学生已有知识的联系：

1.学生已经学习了计算机科学的基础知识，包括编程语言和算法，这为本节课的学习提供了基础。

2.学生已经接触过一些人工智能的概念，如机器学习和深度学习，这有助于他们理解环卫机器人的工作原理。

3.学生已经学习了有关机器人的基本知识，包括机器人的定义、分类和应用领域，这为本节课的学习提供了背景知识。核心素养目标分析本节课旨在培养学生的信息技术核心素养，具体包括以下几个方面：

1.信息意识：通过学习环卫机器人的基本原理和应用场景，提高学生对信息技术在现实生活中的应用的认识，培养他们关注和利用信息技术解决实际问题的意识。

2.计算思维：引导学生了解环卫机器人的工作原理，包括传感器、控制系统和人工智能算法等，培养学生的计算思维，即运用计算机科学的方法解决问题。

3.数字化学习与创新：通过观看视频和图片，使学生了解环卫机器人的发展历程和未来趋势，激发他们对于科技创新的热情，培养他们数字化学习和创新的能力。

4.信息社会责任：通过学习环卫机器人的社会责任，如减少环境污染、提高城市卫生水平等，使学生意识到信息技术在改善人类生活环境方面的重要作用，培养他们的信息社会责任意识。重点难点及解决办法重点：

1.环卫机器人的工作原理：包括传感器、控制系统和人工智能算法等。

2.环卫机器人的应用场景：如垃圾清理、道路清洁等。

3.环卫机器人的发展历程和未来趋势。

难点：

1.环卫机器人的传感器原理和应用：学生可能对传感器的工作原理和应用场景不太了解。

2.环卫机器人的控制系统和人工智能算法：学生可能对控制系统和人工智能算法的复杂性感到困惑。

解决办法：

1.通过观看视频和图片，直观展示环卫机器人的工作原理和应用场景，帮助学生理解和记忆。

2.采用案例分析法，让学生通过分析具体的环卫机器人应用案例，加深对环卫机器人应用场景的理解。

3.通过小组讨论和合作学习，鼓励学生互相交流和分享，共同探讨环卫机器人的发展历程和未来趋势。

4.采用启发式教学，引导学生思考和提问，鼓励他们提出自己的见解和疑问，帮助学生理解和掌握环卫机器人的传感器原理和应用。

5.通过编程实践和模拟实验，让学生亲自动手设计和实现简单的环卫机器人控制系统，帮助学生理解和掌握控制系统的原理和应用。教学方法与策略1.教学方法：

（1）讲授：教师通过讲解环卫机器人的基本原理、工作原理和应用场景，帮助学生建立对环卫机器人的基本认识。

（2）讨论：教师引导学生进行小组讨论，分享他们对环卫机器人的理解和看法，激发学生的思考和讨论。

（3）案例研究：教师提供具体的环卫机器人应用案例，引导学生分析和讨论案例中的问题和解决方案，加深学生对环卫机器人的理解和应用。

（4）项目导向学习：教师组织学生进行小组项目，要求他们设计和实现一个简单的环卫机器人，通过实践加深对环卫机器人的理解和应用。

2.教学活动设计：

（1）角色扮演：教师组织学生进行角色扮演，让学生扮演环卫工人和环卫机器人，通过模拟实际工作场景，加深学生对环卫机器人的理解和应用。

（2）实验：教师组织学生进行实验，让学生亲自动手设计和实现一个简单的环卫机器人，通过实践加深对环卫机器人的理解和应用。

（3）游戏：教师设计相关的游戏，让学生在游戏中学习和应用环卫机器人的知识，提高学生的学习兴趣和参与度。

3.教学媒体和资源的使用：

（1）PPT：教师使用PPT展示环卫机器人的图片和图表，帮助学生更好地理解和记忆环卫机器人的基本原理和应用场景。

（2）视频：教师播放相关的视频，让学生通过视频了解环卫机器人的实际应用和未来发展。

（3）在线工具：教师使用在线工具，如虚拟实验室或编程平台，让学生通过在线工具学习和应用环卫机器人的知识。教学实施过程1.课前自主探索

-教师活动：发布预习任务，设计预习问题，监控预习进度。

-学生活动：自主阅读预习资料，思考预习问题，提交预习成果。

-教学方法/手段/资源：自主学习法，信息技术手段。

-作用与目的：帮助学生提前了解环卫机器人的基本原理，为课堂学习做好准备，培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

-教师活动：导入新课，讲解知识点，组织课堂活动，解答疑问。

-学生活动：听讲并思考，参与课堂活动，提问与讨论。

-教学方法/手段/资源：讲授法，实践活动法，合作学习法。

-作用与目的：帮助学生深入理解环卫机器人的工作原理和应用场景，掌握相关技能，通过实践活动培养学生的动手能力和解决问题的能力，通过合作学习培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

-教师活动：布置作业，提供拓展资源，反馈作业情况。

-学生活动：完成作业，拓展学习，反思总结。

-教学方法/手段/资源：自主学习法，反思总结法。

-作用与目的：巩固学生在课堂上学到的环卫机器人的知识点和技能，通过拓展学习拓宽学生的知识视野和思维方式，通过反思总结帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。

例如，在课前自主探索环节，教师可以发布预习资料，包括环卫机器人的工作原理和应用场景的PPT和视频，并设计一系列具有启发性的问题，如“环卫机器人的传感器是如何工作的？”、“环卫机器人在实际应用中有哪些优势和挑战？”等。学生在自主阅读预习资料后，需要思考这些问题并记录自己的理解和疑问。通过这种方式，学生可以在课堂学习前对环卫机器人有初步的了解，为课堂学习做好准备。

在课中强化技能环节，教师可以通过导入新课的方式，如通过一个环卫机器人应用的案例或视频，引出环卫机器人的课题，激发学生的学习兴趣。然后，教师详细讲解环卫机器人的工作原理和应用场景，结合实例帮助学生理解。接着，教师组织课堂活动，如小组讨论、角色扮演或实验，让学生在实践中掌握环卫机器人的相关技能。在活动中，教师解答学生的问题，指导学生的学习。

在课后拓展应用环节，教师可以布置相关的作业，如设计一个简单的环卫机器人或分析一个环卫机器人的应用案例，帮助学生巩固课堂上学到的知识。同时，教师提供拓展资源，如相关的书籍、网站和视频，供学生进一步学习和思考。最后，教师及时批改作业，给予学生反馈和指导，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议。拓展与延伸1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

（1）环卫机器人技术发展报告：介绍环卫机器人的技术进展，包括传感器、控制系统和人工智能算法等方面的最新研究。

（2）环卫机器人应用案例集：收集国内外环卫机器人的应用案例，展示环卫机器人在实际工作中的应用效果和挑战。

（3）环卫机器人编程与控制系统：介绍环卫机器人的编程和控制系统，包括编程语言、控制策略和算法等方面的知识。

（4）环卫机器人未来发展趋势：探讨环卫机器人的未来发展趋势，包括智能化、自动化和网络化等方面的预测和分析。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

（1）自主学习：学生可以根据自己的兴趣和需求，选择拓展阅读材料进行深入学习和研究。例如，对环卫机器人技术发展报告感兴趣的学生可以进一步了解传感器、控制系统和人工智能算法等方面的最新研究。

（2）探究活动：学生可以开展探究活动，如设计一个简单的环卫机器人或分析一个环卫机器人的应用案例。通过实践活动，加深对环卫机器人的理解和应用。

（3）小组合作：学生可以组成小组，共同完成一个与环卫机器人相关的项目，如设计一个环卫机器人竞赛或开展一个环卫机器人应用的调查研究。通过合作学习，培养团队合作意识和沟通能力。

（4）在线交流：学生可以利用在线平台，如论坛、社交媒体等，与其他同学进行交流和分享，共同探讨环卫机器人的相关话题。通过交流和讨论，拓宽知识视野和思维方式。课堂小结，当堂检测课堂小结：

本节课我们学习了环卫机器人的基本原理和应用场景，了解了环卫机器人的传感器、控制系统和人工智能算法等关键技术。通过案例分析和小组讨论，我们深入探讨了环卫机器人在现实生活中的应用和未来发展趋势。环卫机器人作为一种现代信息技术与人工智能技术相结合的产物，在改善城市环境、提高环卫工作效率等方面具有重要意义。同时，我们也认识到环卫机器人在发展过程中面临的挑战和限制，如技术难题、成本问题和安全问题等。

当堂检测：

1.选择题（每题5分，共20分）

（1）环卫机器人的主要传感器有哪些？

A.摄像头

B.红外传感器

C.超声波传感器

D.以上都对

（2）环卫机器人的控制系统主要包括哪些部分？

A.中央处理器

B.驱动器

C.传感器

D.以上都对

（3）环卫机器人的智能算法主要基于哪种技术？

A.机器学习

B.深度学习

C.强化学习

D.以上都对

（4）环卫机器人在现实生活中的应用场景有哪些？

A.垃圾清理

B.道路清洁

C.园林绿化

D.以上都对

2.简答题（每题10分，共20分）

（1）请简述环卫机器人的工作原理和主要组成部分。

（2）请举例说明环卫机器人在实际应用中的优势和挑战。

3.应用题（每题20分，共20分）

（1）请设计一个简单的环卫机器人，包括其主要功能、传感器选择、控制系统和智能算法等方面。板书设计①环卫机器人的定义与分类

-定义：环卫机器人是利用现代信息技术与人工智能技术相结合的产物，能够自动完成清洁工作，减轻环卫工人的劳动负担。

-分类：按照功能分类，环卫机器人可以分为垃圾清理机器人、道路清洁机器人和园林绿化机器人等。

②环