全国粤教版信息技术七年级下册第二章第五节《活动2：制作智能控温机器人》教学设计

全国粤教版信息技术七年级下册第二章第五节《活动2：制作智能控温机器人》教学设计科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）全国粤教版信息技术七年级下册第二章第五节《活动2：制作智能控温机器人》教学设计设计思路本节课以《活动2：制作智能控温机器人》为主题，结合粤教版信息技术七年级下册第二章第五节内容，通过实际操作和项目式学习，让学生了解和掌握编程基础，培养学生的逻辑思维和创新能力。课程设计注重理论与实践相结合，通过案例教学和小组合作，引导学生自主探究，提高学生的信息技术素养。核心素养目标1.培养学生运用信息技术解决实际问题的能力，提高学生的创新意识和实践能力。

2.增强学生的编程思维，提高逻辑推理和问题解决能力。

3.培养学生团队合作精神和沟通能力，提升信息技术应用素养。学情分析七年级学生对信息技术课程充满好奇心，学习积极性较高。然而，由于学生个体差异，他们在知识、能力和素质方面存在以下特点：

1.知识基础：部分学生具备一定的计算机操作经验，对编程基础有所了解，但大部分学生对编程语言和编程逻辑较为陌生。

2.能力水平：学生的动手操作能力参差不齐，部分学生具备较强的动手能力，能迅速掌握新技能；而部分学生在操作过程中可能遇到困难，需要教师耐心指导。

3.素质培养：学生在团队合作、沟通表达等方面存在一定差距，部分学生表现出较强的团队协作意识，但部分学生可能较为内向，不善于表达。

4.行为习惯：部分学生在课堂上容易分心，对学习缺乏专注度；部分学生具备良好的学习习惯，能够认真听讲、主动提问。

5.课程影响：本节课以制作智能控温机器人为主题，与实际生活紧密相关，有助于激发学生的学习兴趣，提高他们的信息技术素养。同时，课程内容具有一定的挑战性，对学生的逻辑思维和创新能力提出较高要求。教学方法与策略1.采用讲授与案例研究相结合的方法，通过讲解编程原理和展示实际案例，帮助学生理解智能控温机器人的设计理念。

2.设计角色扮演活动，让学生分组模拟工程师角色，讨论和解决问题，提高团队合作能力。

3.利用实验教学法，引导学生动手实践，通过编程软件进行机器人编程，增强学生的动手操作能力。

4.结合游戏化学习，设计编程小游戏，激发学生的学习兴趣，提高学习效率。

5.利用多媒体教学资源，如视频、动画等，帮助学生直观理解复杂概念。教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：教师通过展示智能家居设备的图片或视频，提问学生是否想过自己设计一个可以自动调节温度的机器人，从而激发学生的兴趣。

-回顾旧知：教师简要回顾上节课学习的内容，如基本的编程概念、流程图设计等，帮助学生建立新旧知识之间的联系。

2.新课呈现（约30分钟）

-讲解新知：教师详细讲解智能控温机器人的设计原理，包括温度检测、控制逻辑、编程语言等。

-举例说明：通过实际案例，如编程控制电风扇或空调，展示如何实现温度的自动调节。

-互动探究：教师引导学生讨论如何设计一个简单的温度控制系统，并鼓励学生提出自己的创意。

3.实践操作（约60分钟）

-学生活动：学生分组，每组选择一个项目，如设计一个简单的温度控制系统。

-教师指导：教师巡视指导，帮助学生解决操作中的问题，确保每个学生都能独立完成项目。

-操作步骤：

a.设计流程图：学生根据讨论结果设计流程图，展示温度检测、决策和执行的动作。

b.编写程序：学生使用编程软件，根据流程图编写控制程序。

c.调试与优化：学生测试程序，根据测试结果调整代码，确保机器人能够正确执行温度调节功能。

4.巩固练习（约30分钟）

-学生活动：学生独立完成一个扩展项目，如设计一个能够根据不同时间段自动调节温度的机器人。

-教师指导：教师提供必要的帮助，鼓励学生尝试不同的解决方案。

5.总结与反思（约10分钟）

-教师总结：教师引导学生回顾本节课的学习内容，强调智能控温机器人的设计要点和编程技巧。

-学生反思：学生分享自己的学习心得，讨论在实践过程中遇到的问题和解决方案。

6.课后作业（约20分钟）

-教师布置作业：学生回家后，完成以下作业：

a.撰写一份关于智能控温机器人的设计报告。

b.尝试将所学知识应用到其他智能家居设备的设计中。

教学过程中，教师应密切关注学生的学习状态，适时调整教学进度和内容，确保每个学生都能跟上教学节奏，并在实践中得到充分的锻炼。拓展与延伸六、拓展与延伸

1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

-《智能控制系统原理与应用》：介绍智能控制系统的基本原理，包括传感器技术、执行器技术和控制算法等，适合学生进一步了解智能控温系统的技术背景。

-《编程基础教程》：针对编程初学者，讲解编程基础知识和编程语言，如Python、Java等，有助于学生提升编程能力。

-《物联网技术与应用》：介绍物联网的基本概念、技术和应用案例，帮助学生了解智能控温机器人如何与物联网技术相结合。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

-学生可以尝试使用不同的编程语言实现智能控温机器人，如使用Arduino编程语言控制硬件设备。

-学生可以研究如何优化温度控制算法，提高机器人的控制精度和响应速度。

-学生可以探索如何将智能控温机器人与其他智能家居设备（如灯光、窗帘等）进行联动，实现更加智能化的家居环境。

-学生可以参与学校的科技创新活动或科技竞赛，将所学知识应用于实际项目中，提升自己的创新能力。

3.实践项目建议：

-设计一个基于物联网的智能温湿度控制系统，通过手机APP实时监控和控制家居环境。

-开发一个智能温湿度传感器，能够自动记录和上传环境数据，并通过网络发送警报信息。

-制作一个可穿戴的温湿度监测器，帮助用户了解身体周围的温度和湿度变化。

4.资源推荐：

-在线编程社区：如Codecademy、Coursera等，提供丰富的编程教程和练习，帮助学生提升编程技能。

-物联网开发平台：如ArduinoIDE、RaspberryPi等，提供开发工具和资源，帮助学生进行物联网项目实践。

-开源硬件资源：如Arduino、RaspberryPi等，提供低成本、易上手的硬件平台，适合学生进行创新实践。课后作业1.实践题：设计一个简单的温度控制系统流程图，并说明每个步骤的功能。

-作业示例：流程图包括温度检测、比较、决策和执行四个步骤。温度检测步骤用于读取环境温度，比较步骤用于判断当前温度是否达到设定值，决策步骤根据比较结果决定是否需要调节温度，执行步骤通过执行器（如风扇）调节温度。

2.编程题：使用Python编写一个简单的温度控制程序，模拟控制电风扇的开关。

-作业示例：

```python

#定义温度阈值

temperature_threshold=25

#读取当前温度

current_temperature=read_temperature_sensor()

#判断是否需要调节温度

ifcurrent_temperature>temperature_threshold:

turn_on_fan()

else:

turn_off_fan()

```

注：`read_temperature_sensor()`、`turn_on_fan()`和`turn_off_fan()`为假设的函数，用于读取温度、打开风扇和关闭风扇。

3.分析题：分析以下代码段，解释其功能。

```python

whileTrue:

#读取温度

temp=get_temperature()

#如果温度高于设定值，则打开冷却系统

iftemp>set_temperature:

cool_system_on()

#如果温度低于设定值，则关闭冷却系统

eliftemp<set_temperature:

cool_system_off()

#等待一段时间后再次检测温度

time.sleep(10)

```

-作业示例：该代码段实现了一个循环检测温度并控制冷却系统的功能。它不断读取温度，并根据温度与设定值的比较结果打开或关闭冷却系统。

4.创新题：设计一个智能温湿度控制系统，包括以下要求：

-使用传感器检测室内温湿度。

-根据预设的温湿度范围，自动调节空调和加湿器。

-通过手机APP实时显示室内温湿度，并允许用户远程控制。

-作业示例：设计一个系统，其中包含温度和湿度传感器，通过编程实现自动调节空调和加湿器，并通过手机APP提供用户界面。

5.应用题：将智能控温机器人应用于实际场景，如家庭、办公室或学校，设计一个具体的解决方案。

-作业示例：设计一个学校图书馆的智能温湿度控制系统，包括以下功能：

-自动调节温度和湿度，保持舒适的阅读环境。

-通过传感器实时监测温湿度，并在异常情况下发出警报。

-用户可以通过手机APP查看图书馆的温湿度状况，并在必要时进行调整。课堂1.课堂评价

-提问：通过课堂提问，检验学生对知识的理解和掌握程度。教师可以设计一系列问题，从基础知识到应用能力，逐步提高问题的难度。

-观察：教师通过观察学生的课堂表现，如参与度、合作情况、解决问题的能力等，评估学生的学习效果。

-测试：定期进行小测验或随堂测试，检验学生对知识的记忆和运用能力。测试题目应与课堂内容紧密相关，涵盖不同难度层次。

-小组讨论：通过小组讨论的评价，观察学生在团队合作中的表现，如沟通能力、分工合作、解决问题的能力等。

-反馈：教师应及时给予学生反馈，对于表现好的学生给予表扬，对于表现不足的学生提供改进建议。

2.作业评价

-批改：教师对学生的作业进行认真批改，确保每个学生的作业都得到反馈。

-点评：在批改作业的同时，教师应给予详细的点评，指出学生的优点和需要改进的地方。

-反馈：作业完成后，教师应通过面对面或书面形式将反馈信息传达给学生，帮助学生了解自己的学习进度。

-鼓励：对于有进步的学生，教师应给予鼓励，激发学生的学习动力；对于遇到困难的学生，教师应提供额外的帮助和指导。

-评价标准：

-知识掌握：学生是否能够正确理解和应用课堂所学知识。

-技能运用：学生是否能够将知识应用于实际问题的解决。

-创新能力：学生在作业中是否展现出创新思维和解决问题