第二单元 《第9节 仿真环境下的机器人》教学实录 2023-2024学年北师大版初中信息技术八年级下册

第二单元《第9节仿真环境下的机器人》教学实录2023—2024学年北师大版初中信息技术八年级下册一、课程基本信息

1.课程名称：初中信息技术

2.教学年级和班级：八年级（2）班

3.授课时间：2023年4月15日

4.教学时数：1课时

本节课内容选自2023—2024学年北师大版初中信息技术八年级下册第二单元第9节《仿真环境下的机器人》，主要内容包括：了解仿真环境下的机器人的概念、特点及应用，掌握在仿真环境下创建、编程和调试机器人的基本方法。二、核心素养目标

1.信息意识：培养学生对仿真环境下机器人技术的认知和兴趣，提高其对信息技术的敏感度和应用意识。

2.计算思维：通过编程实践，发展学生的逻辑思维和问题解决能力，使其能够在仿真环境中有效地设计和调试机器人程序。

3.信息伦理：引导学生理解仿真环境下机器人的伦理问题，培养其在信息技术应用中的责任感和道德意识。三、教学难点与重点

1.教学重点

-仿真环境下机器人的基本概念：理解仿真环境是指通过计算机软件模拟现实世界，以便在虚拟环境中进行机器人设计和测试。

-机器人编程基础：掌握在仿真环境中使用编程语言（如Python）来控制机器人的基本语法和逻辑结构，例如循环、条件判断和函数定义。

-机器人调试方法：学会在仿真环境中观察机器人的行为，分析问题，并调整程序代码以优化机器人性能。

2.教学难点

-仿真环境的设置与配置：学生可能难以理解如何创建和调整仿真环境，例如如何在Unity或ROS等仿真软件中设置机器人模型和环境参数。

-示例：教师可以通过演示如何在仿真软件中导入机器人模型，并调整环境参数，帮助学生掌握仿真环境的配置方法。

-编程思维的转换：学生可能习惯于面向过程的编程，而在仿真环境中需要面向对象的编程思维。

-示例：教师可以通过讲解面向对象编程的概念，以及如何在仿真环境中创建和使用对象，帮助学生理解并应用面向对象的编程方法。

-机器人调试技巧：学生在调试机器人程序时可能难以定位错误，特别是在复杂的逻辑和传感器数据处理方面。

-示例：教师可以展示如何使用调试工具，如断点调试、日志输出等，来跟踪程序执行并发现潜在错误，从而帮助学生掌握调试技巧。四、教学资源

-软件资源：Unity仿真软件、ROS（RobotOperatingSystem）、Python编程环境

-硬件资源：计算机、投影仪、音响设备

-课程平台：学校内部网络教学平台

--信息化资源：教学PPT、仿真环境下的机器人编程案例、在线编程练习题库

-教学手段：现场演示、小组讨论、编程实践、问题解答五、教学过程设计

1.导入新课（5分钟）

-展示仿真环境下的机器人应用案例，如自动驾驶汽车、远程手术机器人等，激发学生兴趣。

-提问：你们认为这些机器人在现实世界中有什么作用？它们是如何工作的？

2.新知学习（25分钟）

-理论讲解：介绍仿真环境下机器人的定义、特点和应用领域。

-实例演示：使用Unity软件展示一个简单的机器人仿真场景，让学生直观感受仿真环境。

-编程基础：讲解Python编程语言在机器人编程中的应用，包括基本语法和结构。

-互动编程：教师引导学生共同编写一个简单的机器人控制程序，如机器人移动。

3.实践操作（15分钟）

-分组实践：学生分组，每组在计算机上安装并运行ROS和Python环境，尝试创建一个简单的机器人仿真项目。

-编程挑战：教师给出一个具体的编程任务，要求学生编写程序实现机器人的特定行为，如避障、追踪等。

4.互动讨论（10分钟）

-问题解答：教师解答学生在实践操作中遇到的问题，共同讨论解决方案。

-经验分享：邀请编程较为熟练的学生分享他们的经验和技巧。

5.难点攻克（10分钟）

-针对难点：针对学生在编程过程中遇到的难点，如传感器数据处理、运动控制等，进行集中讲解和示范。

-练习巩固：布置相关的练习题，让学生独立完成，巩固所学知识。

6.总结提升（5分钟）

-总结本节课的重点内容，强调仿真环境下机器人编程的关键步骤。

-鼓励学生思考如何将所学知识应用到实际问题解决中。

7.作业布置（5分钟）

-布置课后作业：要求学生基于本节课所学，设计一个更复杂的机器人仿真项目，并在下节课进行展示和讨论。

8.反馈与反思（5分钟）

-学生反馈：询问学生对本节课内容的理解程度，是否有未解决的问题。

-教师反思：教师总结本节课的教学效果，反思教学中可能存在的问题，为下一节课做好准备。六、教学反思与改进

1.教学反思：本节课在引导学生理解仿真环境下的机器人概念方面做得较好，但在实践操作环节，部分学生由于计算机操作不熟练，导致编程进度缓慢，影响了课堂整体效率。此外，课堂互动虽然充分，但在回答问题和讨论环节，部分学生表现出对基础知识掌握不牢固的情况。

2.教学改进：在下一节课中，我将提前准备一些基础的计算机操作视频教程，供学生在课前自学，以提高课堂实践环节的效率。同时，我计划在课后增加一些基础知识的复习资料，帮助学生巩固所学。对于编程进度较快的学生，将提供一些额外的挑战性任务，以确保所有学生都能在课堂上得到适当的锻炼。七、评价与反馈机制

1.过程评价：通过观察学生在仿真环境配置、编程实践和问题解答环节的参与度和表现，给予针对性的即时反馈，指导学生如何更有效地使用仿真软件和编程工具。

2.成果评价：评估学生在完成机器人编程任务后的成果，包括程序的正确性、创新性和实用性，通过展示和交流，鼓励学生互相学习，共同进步。

3.自我反思：引导学生回顾学习过程中的挑战和收获，鼓励他们思考如何将所学知识应用于解决实际问题，以及如何在日常生活中培养良好的信息素养和计算思维。八、九结语

同学们，今天我们一起探索了仿真环境下的机器人，了解了它们是如何在虚拟世界中模拟现实行为。希望大家能够将今天学到