小学五年级创意机器人编程课 2-6.2 四足机器人（教案）

小学五年级创意机器人编程课2-6.2四足机器人（教案）课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教材分析本节课选自小学五年级创意机器人编程课，2-6.2四足机器人。本节课主要让学生通过搭建四足机器人，理解机器人的运动原理，学会使用编程控制机器人运动，培养学生的动手能力、创新思维和编程能力。

课程内容与课本紧密相连，以实际操作为主，让学生在动手实践中掌握知识。课程难度适中，符合小学五年级学生的认知水平。通过本节课的学习，学生能够掌握四足机器人的搭建方法，理解其运动原理，并能够运用编程控制机器人完成简单的任务。二、核心素养目标本节课的核心素养目标主要包括：科学探究、创新实践和批判性思维。通过搭建四足机器人和编程控制，学生能够培养科学探究精神，主动探索机器人的运动原理；在动手实践中，提升创新实践能力，学会解决问题；同时，在团队协作和问题解决过程中，发展批判性思维，学会提出有价值的问题和见解。这些核心素养目标的实现，有助于培养学生的综合素质，提高他们的未来竞争力。三、学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：在学习了本单元的前几节课后，学生已经掌握了基本的机器人搭建知识和简单的编程控制技能。他们能够理解机器人基本的运动原理，并能够使用编程语言控制机器人进行简单的动作。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生对于创意机器人编程课充满兴趣，他们喜欢动手操作，通过实际搭建和编程来解决问题。在学习能力方面，他们具备一定的逻辑思维能力和创新实践能力。在学习风格上，他们更倾向于通过实践和合作来学习，喜欢互动和讨论。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习了四足机器人编程课后，学生可能会遇到以下困难和挑战：首先，理解四足机器人的运动原理可能较为复杂，需要学生进行深入思考和理解。其次，编写控制四足机器人运动的程序可能会涉及到较为复杂的编程逻辑，学生需要具备较强的编程能力和逻辑思维。最后，学生可能需要克服合作中的沟通和协作困难，如何有效地分工合作，共同完成任务也是一个挑战。四、教学资源1.软硬件资源：机器人编程套件、电脑、投影仪、白板。

2.课程平台：课堂管理系统、编程学习软件。

3.信息化资源：教学PPT、视频教程、在线编程练习平台。

4.教学手段：分组讨论、协作完成任务、实时反馈与评价。五、教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：让学生通过在线平台或班级微信群预习本节课的PPT、视频等资料，明确预习目标和要求。

-设计预习问题：围绕四足机器人的运动原理和编程控制，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：学生按照预习要求，自主阅读预习资料，理解四足机器人的运动原理和编程控制知识点。

-思考预习问题：学生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：学生将预习成果（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：

-帮助学生提前了解四足机器人的运动原理和编程控制，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：通过一个有趣的四足机器人案例或视频等方式，引出本节课的主题，激发学生的学习兴趣。

-讲解知识点：详细讲解四足机器人的运动原理和编程控制，结合实例帮助学生理解。

-组织课堂活动：设计小组讨论、实验等活动，让学生在实践中掌握编程控制四足机器人的技能。

-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：学生认真听讲，积极思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：学生积极参与小组讨论、实验等活动，体验编程控制四足机器人的应用。

-提问与讨论：学生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，帮助学生理解四足机器人的运动原理和编程控制。

-实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握编程控制四足机器人的技能。

-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：

-帮助学生深入理解四足机器人的运动原理和编程控制，掌握编程控制四足机器人的技能。

-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：根据本节课的内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

-提供拓展资源：提供与四足机器人编程控制相关的拓展资源（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：学生认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

-拓展学习：学生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：学生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四足机器人编程控制知识点和技能。

-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。六、教学资源拓展1.拓展资源：

（1）科普图书：推荐学生阅读关于机器人编程和四足机器人原理的科普图书，如《机器人编程入门》、《四足机器人原理与实践》等，以丰富学生的理论知识。

（2）在线课程：推荐学生参加在线编程课程，如慕课网上的《机器人编程基础》、《四足机器人制作与编程》等课程，以提高学生的编程技能。

（3）学术文章：引导学生阅读关于四足机器人研究的学术文章，如《四足机器人运动控制算法研究》、《四足机器人稳定性分析》等，以拓宽学生的知识视野。

（4）视频教程：推荐学生观看YouTube上的四足机器人编程教程，如“BuildYourOwnQuadrupedRobot”、“QuadrupedRobotControlwithPython”等，以学习四足机器人的搭建和编程技巧。

2.拓展建议：

（1）开展机器人编程竞赛：鼓励学生参加学校或社区举办的机器人编程竞赛，以提高学生的编程能力和创新思维。

（2）制作四足机器人并进行实际应用：学生可以尝试自己制作四足机器人，并尝试将其应用于实际场景，如环境监测、物流搬运等。

（3）加入机器人兴趣小组或俱乐部：学生可以加入学校的机器人兴趣小组或俱乐部，与其他对机器人编程感兴趣的同学一起学习和交流。

（4）参与开源机器人项目：学生可以加入开源机器人项目，如GitHub上的QuadrupedRobot项目，与其他开发者一起贡献代码和优化项目。七、板书设计本节课的板书设计旨在帮助学生清晰地理解四足机器人的运动原理和编程控制要点，同时激发他们的学习兴趣。板书内容包括以下几个部分：

1.四足机器人结构图：在板书的一角绘制四足机器人的结构图，包括腿部、身体和控制器等部分，让学生一目了然地了解四足机器人的整体结构。

2.运动原理简图：用简洁的线条和箭头表示四足机器人的运动原理，如腿部的弯曲和伸展，以及身体的重心转移等，帮助学生直观地理解运动原理。

3.编程控制流程：列出四足机器人编程控制的主要步骤，如初始化、循环、条件判断等，用关键词和符号表示，让学生掌握编程控制的基本框架。

4.编程示例：在板书中给出一个简单的编程示例，如控制四足机器人前进和后退的代码片段，让学生对照板书学习和编写程序。

5.关键知识点：将本节课的关键知识点，如四足机器人的运动模式、编程语法等，以列表的形式展示在板书上，方便学生查阅和复习。

6.艺术性和趣味性：在板书中加入一些有趣的图标、颜色和字体设计，使板书更具艺术性和趣味性，吸引学生的注意力，提高他们的学习积极性。八、重点题型整理1.题目：请解释四足机器人的运动原理。

答案：四足机器人的运动原理基于生物学中动物行走的原理。通过控制机器人腿部的关节，可以模拟动物的行走动作。具体来说，四足机器人通过协调腿部动作，实现向前、后、左、右的移动。在行走过程中，机器人通过改变身体重心和腿部的弯曲伸展，来实现平衡和稳定性。

2.题目：请列出四足机器人编程控制的主要步骤。

答案：四足机器人编程控制的主要步骤包括初始化、循环、条件判断和腿部控制。初始化是设置机器人状态和参数的步骤；循环是控制机器人重复行走动作的步骤；条件判断是控制机器人根据环境变化调整行走动作的步骤；腿部控制是控制机器人腿部关节运动的步骤。

3.题目：请解释四足机器人的稳定性是如何实现的。

答案：四足机器人的稳定性主要通过以下几种方式实现：1）平衡控制：通过传感器检测机器人的姿态和速度，实时调整腿部动作，保持身体平衡；2）动态调整：根据行走速度和地面条件，动态调整腿部的力量和角度，保持身体稳定；3）腿部协同：通过协调腿部动作，使机器人行走时身体重心稳定，避免摇晃。

4.题目：请解释四足机器人的行走模式。

答案：四足机器人的行走模式主要有两种：行走和奔跑。行走模式是指机器人以稳定的步态行走，通常用于平地或较为平坦的地面；奔跑