全国川教版信息技术九年级下册第2课《机器人的编程系统》教学设计

全国川教版信息技术九年级下册第2课《机器人的编程系统》教学设计课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容分析本节课主要教学内容为全国川教版信息技术九年级下册第2课《机器人的编程系统》。该课程主要介绍了机器人的编程系统，包括机器人编程的基本概念、编程语言、编程工具和编程方法等方面的知识。

教学内容与学生已有知识的联系主要体现在以下几个方面：

1.机器人编程的基本概念：学生已经学习了计算机编程的基本概念，如变量、数据类型、控制结构等，这些概念在机器人编程中同样适用。

2.编程语言：学生已经学习了基本的编程语言，如Python，这些语言在机器人编程中也有广泛的应用。

3.编程工具：学生已经了解了常见的编程工具，如PyCharm、VisualStudio等，这些工具在机器人编程中也有类似的使用方式。

4.编程方法：学生已经学习了基本的编程方法，如模块化编程、面向对象编程等，这些方法在机器人编程中也有类似的应用。二、核心素养目标本节课旨在培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新以及信息社会责任等学科核心素养。

1.信息意识：通过学习机器人编程的基本概念和应用，使学生能够识别和理解与机器人编程相关的信息，提高对信息技术的敏感度和认知度。

2.计算思维：通过学习编程语言和编程方法，培养学生的逻辑思维能力和解决问题的能力，使学生能够运用计算机科学的方法分析和解决问题。

3.数字化学习与创新：通过学习使用编程工具进行机器人编程，培养学生的自主学习和创新能力，使学生能够运用信息技术进行学习和创新。

4.信息社会责任：通过学习机器人编程的社会应用，使学生能够理解机器人编程对社会的影响，培养学生的信息道德和社会责任感。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的编程系统，包括机器人编程的基本概念、编程语言、编程工具和编程方法等方面的知识。

2.教学难点

(1)机器人编程的基本概念

难点在于理解机器人编程的基本概念，如传感器、执行器、控制算法等。例如，学生可能难以理解传感器是如何采集数据并将其转换为电信号的，以及执行器是如何根据控制算法来执行相应的动作的。

(2)编程语言

难点在于学习编程语言，如Python。学生可能对Python语言的语法和结构感到困惑，如变量、数据类型、控制结构等。例如，学生可能难以理解如何使用Python语言编写一个简单的控制机器人运动的程序。

(3)编程工具

难点在于学习使用编程工具，如Python的集成开发环境PyCharm。学生可能对如何配置PyCharm、编写代码、调试程序感到困惑。例如，学生可能难以理解如何在PyCharm中编写一个简单的控制机器人运动的程序。

(4)编程方法

难点在于学习编程方法，如模块化编程、面向对象编程等。学生可能对如何应用这些编程方法来编写机器人程序感到困惑。例如，学生可能难以理解如何使用模块化编程来编写一个控制机器人运动的程序。

(5)编程实践

难点在于进行编程实践，如编写一个控制机器人运动的程序。学生可能对如何将理论知识应用到实践中感到困惑。例如，学生可能难以理解如何根据传感器数据来控制机器人的运动。四、教学资源1.软硬件资源：

-机器人编程软件，如Python编程环境PyCharm。

-机器人硬件，如Arduino、LegoMindstorms等。

2.课程平台：

-信息技术课程网站，提供教学资源和学习材料。

3.信息化资源：

-教学视频，介绍机器人编程的基本概念和编程方法。

-在线编程练习平台，如LegoMindstorms编程软件。

4.教学手段：

-课堂讲授，介绍机器人的编程系统的基本概念和编程方法。

-实验操作，通过实际操作机器人硬件，让学生亲身体验编程过程。

-小组合作，组织学生进行小组合作编程，培养团队合作能力。五、教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。

-设计预习问题：围绕机器人的编程系统，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考。

-监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

-自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解机器人的编程系统的基本概念。

-思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

-帮助学生提前了解机器人的编程系统，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：通过故事、案例或视频等方式，引出机器人的编程系统，激发学生的学习兴趣。

-讲解知识点：详细讲解机器人的编程系统的基本概念和编程方法，结合实例帮助学生理解。

-组织课堂活动：设计小组讨论、角色扮演、实验等活动，让学生在实践中掌握机器人的编程系统。

-解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。

学生活动：

-听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：积极参与小组讨论、角色扮演、实验等活动，体验机器人的编程系统的应用。

-提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解机器人的编程系统的基本概念和编程方法。

-实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握机器人的编程系统。

-合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解机器人的编程系统的基本概念和编程方法，掌握机器人的编程系统。

-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：根据机器人的编程系统，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

-提供拓展资源：提供与机器人的编程系统相关的拓展资源（如书籍、网站、视频等），供学生进一步学习。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

-完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

-拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

-反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的机器人的编程系统的基本概念和编程方法。

-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。六、拓展与延伸1.拓展阅读材料

-《机器人编程入门》（书籍）：介绍机器人的编程系统的基本概念和编程方法。

-《Python编程基础》（书籍）：深入讲解Python编程语言的基本语法和应用。

-《Arduino编程指南》（书籍）：介绍Arduino编程环境的使用方法和编程技巧。

-《LegoMindstorms编程实践》（书籍）：通过实例介绍如何使用LegoMindstorms进行编程实践。

2.课后自主学习和探究

-学习机器人编程语言：通过在线编程平台，如Scratch、Python等，学习编写简单的机器人控制程序。

-实践机器人编程：利用Arduino、LegoMindstorms等机器人硬件，进行编程实践，实现机器人的基本动作和功能。

-研究机器人编程的应用：通过阅读相关论文和案例，了解机器人在各个领域的应用，如教育、医疗、家庭等。

-参加机器人编程比赛：参加学校或社区举办的机器人编程比赛，锻炼编程能力和团队合作能力。

-探索机器人编程的未来：通过阅读相关资料，了解机器人编程的未来发展趋势和应用前景。七、板书设计1.机器人的编程系统的基本概念

-传感器：检测环境信息并转化为电信号。

-执行器：根据控制算法执行相应的动作。

-控制算法：根据传感器数据和执行器状态进行决策和控制。

2.机器人的编程语言

-Python：一种简单易学的编程语言，适用于机器人编程。

-变量：存储数据的容器，可以改变其值。

-数据类型：数值型、字符串型、列表型等。

3.机器人的编程工具

-PyCharm：Python的集成开发环境，用于编写和调试代码。

-控制台：输入和输出信息的窗口，用于查看程序运行结果。

-调试工具：帮助找到和修复代码中的错误。八、教学评价与反馈1.课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度，包括听讲、提问、回答问题等，评估学生的学习态度和兴趣。

2.小组讨论成果展示：评估学生在小组讨论中的表现，包括参与度、合作能力、创新思维等，了解学生对机器人的编程系统的理解和应用能力。

3.随堂测试：通过随堂测试，评估学生对机器人的编程系统的基本概念、编程语言、编程工具和编程方法等知识点的掌握程度。

4.课后作业完成情况：检查学生的课后作业完成情况，评估学生的独立学习和解决问题的能力。

5.教师评价与反馈：根据以上评价结果，给予学生有针对性的反馈，包括对学生的优点给予肯定，对学生的不足进行指导，提出改进的建议，帮助学生提高学习效果。重点题型整理1.机器人编程的基本概念

-问题：请简述传感器的功能。

-答案：传感器是用于检测环境信息并将其转化为电信号的设备。

-问题：请说明执行器的作用。

-答案：执行器根据控制算法执行相应的动作。

-问题：请解释控制算法的含义。

-答案：控制算法是根据传感器数据和执行器状态进行决策和控制的过程。

2.机器人的编程语言

-问题：请列举三种常用的编程语言。

-答案：Python、Java、C++。

-问题：请简述Python编程语言的特点。

-答案：Python是一种简单易学的编程语言，具有语法简洁、易于阅读和维护等特点。

-问题：请解释变量的概念。

-答案：变量是存储数据的容器，可以改变其值。

3.机器人的编程工具

-问题：请列举三种常用的编程工具。

-答案：PyCharm、VisualStudio、Eclipse。

-问题：请简述PyCharm的作用。

-答案：PyCharm是Python的集成开发环境，用于编写和调试代码。

-问题：请解释控制台的作用。

-答案：控制台是输入和输出信息的窗口，用于查看程序运行结果。

4.机器人的编程方法

-问题：请列举三种常用的编程方法。

-答案：模块化编程、面向对象编程、事件驱动编程。

-问题：请简述模块化编程的含义。

-答案：模块化编程是将程序划分为独立的模块，每个模块完成一个特定的功能。

-问题：请解释面向对象编程的特点。

-答案：面向对象编程以对象为中心，通过类和实例来组织代码，具有封装、继承和多态等