全国苏科版初中信息技术九年级全册第二单元第1节3《机器人沿线走》教学设计

全国苏科版初中信息技术九年级全册第二单元第1节3《机器人沿线走》教学设计授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教学内容分析本节课的主要教学内容是《机器人沿线走》，它属于全国苏科版初中信息技术九年级全册第二单元第1节。本节课的内容包括了解机器人运动的原理、学习使用编程软件进行编程、掌握机器人沿线行走的方法等。

在教学过程中，我将结合学生的已有知识，如物理中的运动学原理、计算机编程基础等，引导学生理解机器人运动的原理，并通过实际操作，让学生学会使用编程软件进行编程，掌握机器人沿线行走的方法。

本节课的内容与学生的日常生活紧密相关，可以帮助学生更好地理解和应用信息技术，提高他们的动手能力和创新能力。同时，本节课也符合教学实际，具有很强的实用性，能够让学生在掌握知识的同时，提高解决问题的能力。核心素养目标分析本节课的核心素养目标主要包括信息意识、计算思维、数字化学习与创新以及信息社会责任四个方面。

1.信息意识：通过学习《机器人沿线走》，使学生了解机器人运动的原理，培养学生对信息技术应用的兴趣和意识，激发他们对信息技术的探索欲望。

2.计算思维：通过编程软件的使用，培养学生运用计算思维解决问题的能力，学会分析问题、设计算法、编写程序，实现机器人沿线行走。

3.数字化学习与创新：结合本节课内容，引导学生利用数字化资源进行学习和创新，提高他们的自主学习和创新能力，培养他们适应未来数字化社会的技能。

4.信息社会责任：在教学过程中，强调学生应遵循信息社会的道德规范，合理使用信息技术，关注信息安全，培养他们的信息社会责任意识。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：在上课之前，学生已经掌握了物理中的运动学原理、计算机编程基础等相关知识，为学习《机器人沿线走》奠定了基础。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：根据对学生的了解，他们对信息技术应用有着浓厚的兴趣，具备一定的动手能力和创新能力。在学习风格上，他们倾向于通过实际操作来掌握知识，因此在本节课中，我将注重实践环节的设置，以提高学生的学习兴趣和参与度。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习《机器人沿线走》的过程中，学生可能会遇到以下困难和挑战：

a.对机器人运动的原理理解不透彻，导致编程时出现错误。

b.编程软件操作不熟练，影响编程效率。

c.在实际操作过程中，对机器人沿线行走的控制不准确，难以达到预期效果。

为应对这些困难和挑战，我将提前准备相应的教学资源，如视频教程、操作手册等，并在课堂上进行详细讲解和示范，帮助学生克服困难，提高学习效果。教学方法与策略1.讲授：在课堂开始阶段，通过讲授的方式向学生介绍机器人运动的原理，使学生对机器人沿线行走的基本概念有一个清晰的认识。

2.讨论：在讲授过程中，鼓励学生提出问题，进行小组讨论，分享他们对机器人运动的看法和理解。通过讨论，促进学生之间的交流和思考，加深对知识点的理解。

3.案例研究：通过分析一些成功的机器人沿线行走的案例，让学生了解实际应用中的问题和解决方法，培养他们的实际操作能力和解决问题的能力。

4.项目导向学习：本节课将设置一个实际操作项目，让学生通过小组合作，设计并实现一个机器人沿线行走的程序。通过项目导向学习，培养学生的团队合作能力、创新能力和实际操作能力。

具体的教学活动包括：

1.角色扮演：在讨论环节，学生可以扮演不同的角色，如机器人设计师、程序员等，模拟实际操作场景，提高学生的参与度和兴趣。

2.实验：在实际操作环节，学生可以亲自动手，进行机器人沿线行走的实验，通过实践加深对知识点的理解和掌握。

3.游戏：通过设计一些与机器人沿线行走相关的游戏，如机器人竞赛等，激发学生的学习兴趣，提高他们的参与度和互动性。

确定教学媒体和资源的使用，如PPT、视频、在线工具等，以辅助教学活动，提高教学效果。

本节课的教学方法与策略注重学生的参与和互动，通过实际操作和实践，帮助学生理解和掌握机器人沿线行走的知识，培养他们的实际操作能力和创新能力。同时，通过小组合作和项目导向学习，提高学生的团队合作能力和自主学习能力，为他们未来的学习和生活打下坚实的基础。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《机器人沿线走》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《机器人沿线走》内容做好准备。

教师备课：

深入研究教材，明确《机器人沿线走》教学目标和重点难点。

准备教学用具和多媒体资源，确保《机器人沿线走》教学过程的顺利进行。

设计课堂互动环节，提高学生学习《机器人沿线走》的积极性。

（二）课堂导入（预计用时：3分钟）

激发兴趣：

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《机器人沿线走》学习状态。

回顾旧知：

简要回顾上节课学习的相关内容，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《机器人沿线走》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《机器人沿线走》知识点，结合实例帮助学生理解。

突出重点，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《机器人沿线走》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：

设计实践活动或实验，让学生在实践中体验《机器人沿线走》知识的应用，提高实践能力。

在《机器人沿线走》新课呈现结束后，对《机器人沿线走》知识点进行梳理和总结。

强调重点和难点，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《机器人沿线走》知识的掌握情况。

鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决《机器人沿线走》问题。

错题订正：

针对学生在随堂练习中出现的《机器人沿线走》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《机器人沿线走》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《机器人沿线走》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《机器人沿线走》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《机器人沿线走》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《机器人沿线走》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。知识点梳理1.机器人运动的原理：

a.电机驱动原理：电机通过电流产生旋转力矩，驱动机器人行走。

b.传感器原理：如红外传感器、超声波传感器等，用于检测环境信息，引导机器人行走。

c.控制算法：如PID控制、模糊控制等，用于控制机器人的运动方向和速度。

2.编程软件的使用：

a.Scratch编程软件：一种适合初学者的图形化编程软件，可以用来编写控制机器人程序。

b.Arduino编程软件：一种开源的电子原型平台，可以编写控制机器人硬件的程序。

3.机器人沿线行走的方法：

a.红外传感器检测：通过红外传感器检测地面上的黑线，根据检测结果控制电机，使机器人沿黑线行走。

b.超声波传感器检测：通过超声波传感器检测前方障碍物，根据检测结果调整机器人的行走方向。

c.程序编写：根据传感器检测结果，编写程序控制机器人沿黑线行走，避免碰撞。

4.实际操作与实验：

a.机器人组装：将电机、传感器、控制板等部件组装成机器人。

b.程序调试：编写程序，调试机器人沿黑线行走的功能。

c.实验改进：根据实验结果，调整程序和机器人硬件，优化沿黑线行走的性能。

5.机器人竞赛与创新：

a.机器人竞赛：组织学生参加机器人竞赛，锻炼学生的实际操作能力和创新能力。

b.机器人创新项目：引导学生开展机器人创新项目，如设计一个具有特定功能的机器人等。典型例题讲解1.例题一：编程软件的使用

题目：请使用Scratch编程软件编写一个程序，实现机器人沿黑线行走。

答案：

（1）在Scratch中，首先创建一个角色，代表机器人。

（2）在角色的运动模块中，找到“碰到边缘就反弹”积木，拖动到程序区，设置反弹方向。

（3）在控制模块中，找到“重复执行”积木，拖动到程序区，设置执行次数。

（4）在“重复执行”积木内部，找到“如果...那么...否则...”积木，拖动到程序区，设置条件。

（5）在“如果...那么...否则...”积木内部，找到“碰到颜色”积木，拖动到程序区，设置颜色为黑线颜色。

（6）在“如果...那么...否则...”积木内部，找到“移动...步”积块，拖动到程序区，设置移动步数为1。

（7）在“如果...那么...否则...”积木内部，找到“等待...秒”积块，拖动到程序区，设置等待时间为0.1秒。

（8）在“如果...那么...否则...”积木内部，找到“移动...步”积块，拖动到程序区，设置移动步数为-1。

（9）完成以上步骤后，点击“运行”按钮，测试程序是否能够实现机器人沿黑线行走。

2.例题二：机器人沿线行走的方法

题目：请用红外传感器检测地面上的黑线，编写程序控制机器人沿黑线行走。

答案：

（1）将红外传感器连接到控制板上，并将其放置在机器人的前方。

（2）编写程序，使红外传感器检测地面上的黑线。

（3）根据红外传感器的检测结果，控制机器人的电机，使机器人沿黑线行走。

（4）如果红外传感器检测到黑线，则使机器人向前行走；如果检测不到黑线，则使机器人停止行走。

（5）通过调整程序中的参数，如检测距离、行走速度等，优化机器人的行走性能。

3.例题三：实际操作与实验

题目：请使用Arduino编程软件编写一个程序，实现机器人沿黑线行走。

答案：

（1）在Arduino编程软件中，首先导入电机控制库和红外传感器库。

（2）编写程序，使红外传感器检测地面上的黑线。

（3）根据红外传感器的检测结果，控制电机，使机器人沿黑线行走。

（4）如果红外传感器检测到黑线，则使机器人向前行走；如果检测不到黑线，则使机器人停止行走。

（5）通过调整程序中的参数，如检测距离、行走速度等，优化机器人的行走性能。

4.例题四：机器人竞赛与创新

题目：请设计一个具有特定功能的机器人，如清洁机器人、搬运机器人等。

答案：

（1）根据机器人的功能需求，选择合适的电机、传感器、控制板等硬件。

（2）编写程序，实现机器人的基本运动控制，如行走、转向等。

（3）根据功能需求，编写程序，实现机器人的特定功能，如清洁、搬运等。

（4）通过调整程序中的参数，优化机器人的性能，提高其工作效率。

5.例题五：机器人创新项目

题目：请开展一个机器人创新项目，如设计一个能够避障的机器人。

答案：

（1）根据项目需求，选择合适的电机、传感器、控制板等硬件。

（2）编写程序，实现机器人的基本运动控制，如行走、转向等。

（3）编写程序，实现机器人的避障功能，如使用超声波传感器检测前方障碍物，并根据检测结果调整机器人的行走方向。

（4）通过调整程序中的参数，优化机器人的性能，提高其避障能力。板书设计1.机器人运动的原理：

a.电机驱动原理

b.传感器原理

c.控制算法

2.编程软件的使用：

a.Scratch编程软件

b.Arduino编程软件

3.机器人沿线行走的方