第3单元第12课《智闯迷宫-机器人走迷宫的行走规则》教学设计 2023-2024学年清华大学版（2012）初中信息技术九年级下册

第3单元第12课《智闯迷宫--机器人走迷宫的行走规则》教学设计2023—2024学年清华大学版（2012）初中信息技术九年级下册一、教材分析

《智闯迷宫--机器人走迷宫的行走规则》是2023—2024学年清华大学版（2012）初中信息技术九年级下册第3单元第12课的内容。本节课主要介绍了机器人走迷宫的行走规则，包括机器人如何感知迷宫环境、如何规划行走路径以及如何避免陷入死胡同等。这些内容与学生的日常生活紧密相关，有助于激发学生的学习兴趣，培养学生的创新意识和动手能力。本节课还提供了相关的编程知识，让学生了解编程在机器人行走规则中的应用，为今后学习机器人编程打下基础。二、核心素养目标

1.运用信息技术手段分析和解决问题：通过学习机器人走迷宫的行走规则，学生能够运用信息技术手段分析和解决实际问题，培养创新意识和动手能力。

2.掌握编程知识：了解编程在机器人行走规则中的应用，为今后学习机器人编程打下基础。

3.培养团队合作精神：通过小组合作完成机器人走迷宫的项目，培养学生的团队合作精神。

4.提高逻辑思维能力：通过学习机器人走迷宫的行走规则，学生能够提高逻辑思维能力，更好地解决实际问题。

5.增强自主学习能力：通过自主学习机器人走迷宫的相关知识，学生能够提高自主学习能力，为终身学习打下基础。三、教学难点与重点

1.教学重点

本节课的核心内容是机器人走迷宫的行走规则。教学重点包括：

（1）机器人感知迷宫环境：学生需要了解机器人如何通过传感器感知迷宫环境，包括墙壁、障碍物等。

（2）机器人规划行走路径：学生需要掌握机器人如何根据感知到的环境信息规划出一条从起点到终点的行走路径。

（3）机器人避免陷入死胡同：学生需要学习机器人如何识别并避免陷入死胡同，从而顺利走出迷宫。

2.教学难点

本节课的难点内容主要包括：

（1）机器人感知迷宫环境：学生需要理解传感器的工作原理，以及如何将传感器数据转化为机器人可以理解的环境信息。

（2）机器人规划行走路径：学生需要掌握路径规划算法的基本原理，以及如何根据环境信息生成行走路径。

（3）机器人避免陷入死胡同：学生需要理解死胡同的概念，以及机器人如何通过算法识别并避免陷入死胡同。

教学难点举例解释：

（1）机器人感知迷宫环境：传感器的工作原理涉及到物理、电子等多个学科的知识，对于初中生来说可能比较抽象。教师可以通过实物演示、图示等方式帮助学生理解传感器的工作原理。

（2）机器人规划行走路径：路径规划算法涉及到复杂的数学和逻辑知识，对于初中生来说可能难以理解。教师可以通过简化算法、举例说明等方式帮助学生掌握路径规划的基本原理。

（3）机器人避免陷入死胡同：死胡同的概念对于初中生来说可能比较抽象。教师可以通过实物演示、图示等方式帮助学生理解死胡同的概念，并通过示例代码讲解机器人如何识别并避免陷入死胡同。四、教学资源准备

1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教材或学习资料，如2023—2024学年清华大学版（2012）初中信息技术九年级下册第3单元第12课《智闯迷宫--机器人走迷宫的行走规则》。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源，如机器人走迷宫的实际案例、传感器的工作原理示意图等，以帮助学生更好地理解和掌握本节课的知识点。

3.实验器材：如果涉及实验，确保实验器材的完整性和安全性，如机器人模型、传感器等，以便学生能够实际操作和体验机器人走迷宫的过程。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室环境，如分组讨论区、实验操作台等，以促进学生的合作学习和实践操作。此外，还可以设置一些相关的展示区，展示学生制作的机器人作品，以激发学生的学习兴趣和创造力。五、教学流程

（一）课前准备（预计用时：5分钟）

学生预习：

-发放预习材料，引导学生提前了解机器人走迷宫的行走规则的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。

-设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习机器人走迷宫的行走规则做好准备。

教师备课：

-深入研究教材，明确机器人走迷宫的行走规则教学目标和教学重难点。

-准备教学用具和多媒体资源，确保教学过程的顺利进行。

-设计课堂互动环节，提高学生学习机器人走迷宫的行走规则的积极性。

（二）课堂导入（预计用时：3分钟）

激发兴趣：

-通过展示机器人走迷宫的实际案例图片或视频，吸引学生的注意力。

-提出问题或设置悬念，引发学生的好奇心和求知欲，引导学生进入机器人走迷宫的行走规则学习状态。

回顾旧知：

-简要回顾上节课学习的机器人基础知识，帮助学生建立知识之间的联系。

-提出问题，检查学生对旧知的掌握情况，为机器人走迷宫的行走规则新课学习打下基础。

（三）新课呈现（预计用时：25分钟）

知识讲解：

-清晰、准确地讲解机器人走迷宫的行走规则知识点，结合实例帮助学生理解。

-突出机器人走迷宫的行走规则重点，强调难点，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。

互动探究：

-设计小组讨论环节，让学生围绕机器人走迷宫的行走规则问题展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。

-鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。

技能训练：

-通过机器人走迷宫的行走规则例题讲解和练习，让学生掌握技能的操作方法。

-设计实践活动或实验，让学生在实践中体验机器人走迷宫的行走规则知识的应用，提高实践能力。

-在新课呈现结束后，对机器人走迷宫的行走规则知识点进行梳理和总结。

-强调机器人走迷宫的行走规则的重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。

（四）巩固练习（预计用时：5分钟）

随堂练习：

-随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对机器人走迷宫的行走规则知识的掌握情况。

-鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决机器人走迷宫的行走规则问题。

错题订正：

-针对学生在随堂练习中出现的机器人走迷宫的行走规则错误，进行及时订正和讲解。

-引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。

（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）

知识拓展：

-介绍与机器人走迷宫的行走规则内容相关的拓展知识，拓宽学生的知识视野。

-引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。

情感升华：

-结合机器人走迷宫的行走规则内容，引导学生思考学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。

-鼓励学生分享学习机器人走迷宫的行走规则的心得和体会，增进师生之间的情感交流。

（六）课堂小结（预计用时：2分钟）

-简要回顾本节课学习的机器人走迷宫的行走规则内容，强调重点和难点。

-肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。

布置作业：

-根据本节课学习的机器人走迷宫的行走规则内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

-提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。六、学生学习效果

学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：通过本节课的学习，学生能够理解机器人走迷宫的行走规则，掌握机器人感知迷宫环境、规划行走路径和避免陷入死胡同的方法。这些知识点与教材内容紧密相关，有助于学生构建完整的知识体系。

2.技能提升：学生通过学习机器人走迷宫的行走规则，能够掌握相关的编程技能，了解编程在机器人行走规则中的应用。这将有助于学生今后学习机器人编程打下基础，提高实践能力。

3.思维拓展：本节课的学习过程中，学生通过小组讨论、互动探究等环节，培养了合作精神、沟通能力和逻辑思维能力。这些能力的提升将有助于学生在解决实际问题时更具创新性和灵活性。

4.情感升华：结合机器人走迷宫的行走规则内容，学生能够思考学科与生活的联系，培养社会责任感。此外，分享学习心得和体会也有助于增进师生之间的情感交流，提高学生的学习积极性。

5.实践应用：学生在学习机器人走迷宫的行走规则后，能够将所学知识应用于实际项目中，如制作简单的机器人模型、编写程序控制机器人走迷宫等。这将有助于学生将理论知识与实践相结合，提高解决问题的能力。

6.自主学习：通过本节课的学习，学生能够提高自主学习能力，为终身学习打下基础。学生在预习、课堂互动、课后作业等环节中，逐步培养自主学习的能力，形成良好的学习习惯。七、内容逻辑关系

①机器人感知迷宫环境

-知识点：传感器工作原理、环境信息转化

-重点词：传感器、环境感知、信息转化

②机器人规划行走路径

-知识点：路径规划算法、环境信息利用

-重点词：路径规划、算法、环境信息

③机器人避免陷入死胡同

-知识点：死胡同识别、路径规划调整

-重点词：死胡同、路径规划、调整

板书设计：

1.机器人感知迷宫环境

-传感器工作原理

-环境信息转化

2.机器人规划行走路径

-路径规划算法

-环境信息利用

3.机器人避免陷入死胡同

-死胡同识别

-路径规划调整八、教学反思

教学反思：

本次教学活动结束后，我对教学过程进行了反思，以下是我在教学过程中的一些体会和思考。

首先，我注意到学生在学习机器人走迷宫的行走规则时，对于传感器的工作原理和路径规划算法的理解存在一定的困难。这可能是由于这些概念较为抽象，学生难以直接感知和理解。为了帮助学生更好地理解这些概念，我计划在下节课中增加一些实物演示和图示，以增强学生的直观感受和理解。

其次，我发现学生在小组讨论和互动探究环节中表现出积极的学习态度和合作精神。他们能够积极参与讨论，提出自己的观点和疑问，并且能够互相帮助解决问题。这表明学生对于机器人走迷宫的行走规则内容感兴趣，并且愿意主动参与学习过程。因此，我决定在未来的教学中继续采用小组讨论和互动探究的教学方式，以进一步激发学生的学习兴趣和合作精神。

另外，我还注意到学生在实践操作环节中表现出一定的操作困难。他们对于机器人编程和操作的方法不够熟悉，导致在实际操作中遇到一些困难。为了解决这个问题，我计划在下节课中提供更多的实践操作指导和示范，帮助学生熟悉机器人编程和操作的方法，提高他们的实践能力。

最后，我认识到在教学过程中，学生的学习效果不仅取决于教师的教学方法和内容，也与学生的学习态度和参与度密切相关。因此，我决定在未来的教学中更加注重激发学生的学习兴趣，提供更多的实践机会，以及与学生建立良好的师生关系，以进一步提高学生的学习效果。九、课堂小结，当堂检测

课堂小结：

在本次课堂小结中，我们回顾了机器人走迷宫的行走规则这一章节的主要内容。学生通过学习，了解了机器人如何通过传感器感知迷宫环境，如何根据环境信息规划行走路径，以及如何避免陷入死胡同。这些内容不仅与教材紧密相关，而且对学生理解机器人编程和应用具有重要意义。

当堂检测：

为了检验学生的学习效果，我设计了一系列的当堂检测题目，包括选择题、填空题和问答题。这些题目覆盖了机器人走迷宫的行走规则的重点知识点，旨在检查学生对传感器工作原理、路径规划算法和死胡同识别等内容的理解和掌握程度。

选择题主要考察学生对机器人走迷宫的基本概念和原理的理解。例如，关于传感器的工作原理，题目可能会问：“机器人如何通过传感器感知迷宫环境？”学生需要选择正确的答案来展示他们的理解。

填空题则要求学生填写关键信息，以检验他们对机器人走迷宫的细节和步骤的掌握程度。例如，关于路径规划算法，题目