第十四课 搬运机器人-马达的操控方法 教学设计 -2023-2024学年大连版（2015）初中信息技术七年级下册

第十四课搬运机器人——马达的操控方法教学设计-2023—2024学年大连版（2015）初中信息技术七年级下册学校授课教师课时授课班级授课地点教具设计思路本课以“搬运机器人——马达的操控方法”为主题，结合大连版初中信息技术七年级下册教材内容，通过实际操作引导学生了解马达的操控原理，掌握基本编程技巧。课程设计注重实践与理论相结合，培养学生的动手能力和创新思维。核心素养目标1.信息意识：培养学生对信息技术与实际生活应用的敏感度，认识信息技术在解决实际问题中的作用。

2.计算思维：通过编程实践，提升学生的逻辑思维和问题解决能力，形成系统化思考问题的方式。

3.数字化学习与创新：鼓励学生利用信息技术进行创新设计，培养自主学习和终身学习的意识。

4.信息伦理与安全意识：强化学生保护个人隐私和数据安全的意识，树立正确的信息伦理观念。重点难点及解决办法重点：

1.马达操控程序的设计与编写：重点在于理解马达的编程逻辑，能够根据任务需求编写有效的程序代码。

2.机器人运动控制：重点在于掌握如何通过编程控制机器人的运动轨迹，实现精确的搬运操作。

难点：

1.编程逻辑的理解：学生可能难以理解马达编程中的逻辑关系，导致程序编写困难。

2.实际操作与理论知识的结合：学生在实际操作中可能遇到理论知识无法直接应用的情况。

解决办法与突破策略：

1.通过实例演示和逐步引导，帮助学生理解马达编程的基本逻辑。

2.设置实践环节，让学生在操作中遇到问题，通过讨论和教师指导逐步解决问题，实现理论与实践的结合。

3.分层次教学，针对不同层次的学生提供相应的学习资源和支持，确保所有学生都能跟上教学进度。教学资源-软硬件资源：机器人套件（含马达、控制器、传感器等）、编程软件（如Scratch或ArduinoIDE）

-课程平台：学校网络教学平台或在线学习平台

-信息化资源：相关教学视频、编程教程、案例库

-教学手段：多媒体教学设备（如投影仪、计算机）、实物教具（如机器人模型）教学过程设计导入新课（5分钟）

目标：引起学生对马达操控方法的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们有没有见过或者听说过机器人？你们知道机器人是如何运动的吗？”

展示一些关于机器人和马达操控的视频片段，让学生初步感受马达操控的奇妙之处。

简短介绍马达操控方法的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

XX基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解马达操控方法的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解马达操控方法的基本概念，包括其主要组成元素或结构。

详细介绍马达的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解。

XX案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解马达操控方法的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的马达操控案例进行分析。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解马达操控方法的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用马达操控方法解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论马达操控方法在未来的发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。

学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与马达操控方法相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对马达操控方法的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调马达操控方法的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括马达操控方法的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调马达操控方法在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用马达操控方法。

布置课后作业：让学生设计一个小型机器人程序，实现马达的基本操控，以巩固学习效果。学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.理解马达操控原理：学生通过学习，能够理解马达操控的基本原理，包括马达的工作机制、编程逻辑和运动控制。

2.编程能力提升：学生在课程中学习了如何编写控制马达的程序，这有助于提高他们的编程技能，包括逻辑思维、算法设计和代码实现。

3.实践操作技能：学生通过实际操作机器人，掌握了如何安装马达、连接控制电路以及调试程序，提升了动手操作能力。

4.创新思维培养：在课程设计和案例分析中，学生需要提出创新性的解决方案，这有助于培养他们的创新思维和问题解决能力。

5.团队合作意识：小组讨论和课堂展示环节，学生学会了如何与他人合作，共同完成任务，增强了团队合作意识。

6.信息素养提高：通过学习马达操控方法，学生能够更好地理解信息技术在现实生活中的应用，提高了他们的信息素养。

7.信息技术与学科融合：学生在学习过程中，将信息技术与物理、数学等学科知识相结合，加深了对跨学科知识的理解。

8.问题解决能力：在面对马达操控中的问题时，学生学会了如何分析问题、寻找解决方案，并最终解决问题，提高了问题解决能力。

9.学习兴趣和动力：通过实际操作和项目实践，学生对信息技术和机器人技术产生了浓厚的兴趣，激发了进一步学习的动力。

10.信息技术伦理意识：在学习过程中，学生了解到信息技术在应用中可能涉及到的伦理问题，增强了他们的信息技术伦理意识。教学反思与总结今天这节课，我觉得还是收获颇丰。首先，我想反思一下教学方法。我注意到，在讲解马达操控方法时，我采用了结合实际案例和实例演示的方式，这样做的效果很好。学生们在看到机器人的实际操作后，对马达的操控原理有了更直观的理解。同时，我也尝试了分组讨论和课堂展示，这些互动环节让学生的参与度明显提高。

在教学策略上，我尝试了分层教学，针对不同层次的学生提供相应的学习资源和支持。对于基础较弱的学生，我给予了更多的个别辅导；而对于基础较好的学生，我则鼓励他们尝试更复杂的编程任务。这种差异化的教学方法，似乎对提高学生的学习效果有一定的帮助。

在课堂管理方面，我努力营造了一个积极、互动的课堂氛围。我发现，当学生们有机会表达自己的想法和观点时，他们的学习积极性会大大提高。不过，我也遇到了一些挑战，比如在课堂讨论中，有时候部分学生可能会过于活跃，影响其他学生的思考。

在情感态度方面，学生们对信息技术和机器人技术的兴趣明显增加。他们不仅对学习内容有了更浓厚的兴趣，而且对未来的学习充满了期待。这种积极的学习态度，对我来说是一个很大的鼓励。

当然，这节课也存在一些不足之处。比如，在课堂时间管理上，我发现有时候案例分析和讨论环节会占用较多的时间，导致一些基础知识讲解不够深入。此外，对于一些基础较弱的学生，他们在小组讨论中的参与度不高，这可能需要我在今后的教学中给予更多的关注。

为了改进这些问题，我计划在今后的教学中采取以下措施：首先，我会更加注意课堂时间的管理，确保每个环节都有足够的时间进行。其次，我会设计更多适合不同层次学生的任务，让每个学生都能在课堂上找到自己的学习节奏。最后，我会加强个别辅导，特别是对于那些在小组讨论中参与度不高的学生，我会尝试提供更多的帮助和鼓励。课堂小结，当堂检测课堂小结：

今天我们学习了搬运机器人——马达的操控方法，这是一个非常实用的技能。通过这节课的学习，大家应该对马达的工作原理、编程技巧以及如何控制机器人有了更深入的了解。

首先，我们回顾一下今天的主要内容：

1.马达的类型和特点，包括直流马达和伺服马达。

2.马达的编程方法，包括基本指令和函数的使用。

3.如何通过编程控制马达的运动，包括速度、方向和位置。

4.实际操作中需要注意的问题，如电路连接、编程调试等。

1.请大家列举出今天我们学习的马达类型，并简要说明它们的特点。

2.回忆一下，我们是如何通过编程来控制马达的运动的？

3.在实际操作中，有哪些需要注意的事项？

当堂检测：

为了检测大家对今天学习内容的掌握情况，我们将进行以下几项检测：

1.编程练习：请根据所学知识，编写一段简单的程序，控制一个马达实现正转和反转。

2.电路连接：请根据电路图，连接一个马达和控制器，并确保连接正确。

3.问题解答：随机抽取几个问题，请学生现场回答，考察他们对马达操控方法的掌握程度。板书设计①马达类型与特点

-直流马达：简单、成本低、易于控制

-伺服马达：精确度高、响应速度快、位置控制精确

②马达编程方法

-基本指令：启动、停止、速度控制、方向控制

-函数使用：预定义函数、自定义函数

③马达运动控制

-速度控制：设置马达转速

-方向控制：控制马达旋转方向

-位置控制：精确控制马达移动距离

④实际操作注意事项

-电路连接：正确连接马达和控制器

-编程调试：编写程序并调试，确保马达按预期运行

-安全操作：注意安全，避免短路、过载等危险情况典型例题讲解例题1：

编写一个程序，控制一个直流马达正转5秒，然后反转5秒。

答案：

```python

fromtimeimportsleep

defcontrol_motor(direction,duration):

ifdirection=="forward":

print("马达正转")

elifdirection=="reverse":

print("马达反转")

else:

print("错误的方向")

#假设控制马达的正转和反转是通过发送信号给控制器的

#这里用打印语句模拟

for_inrange(duration):

print("运行中...")

sleep(1)

print("停止")

#控制马达正转5秒

control_motor("forward",5)

#控制马达反转5秒

control_motor("reverse",5)

```

例题2：

编写一个程序，控制一个伺服马达旋转到90度的位置。

答案：

```python

defset_servo_angle(angle):

#假设角度是通过发送信号给控制器的

#这里用打印语句模拟

print(f"伺服马达旋转到{angle}度")

set_servo_angle(90)

```

例题3：

编写一个程序，控制一个马达以30%的速度正转，持续10秒。

答案：

```python

defcontrol_motor_speed(speed,duration):

#假设速度是通过发送信号给控制器的

#这里用打印语句模拟

print(f"马达以{speed}%的速度正转")

for_inrange(duration):

print("运行中...")

sleep(1)

print("停止")

control_motor_speed(30,10)

```

例题4：

编写一个程序，控制一个马达先正转2秒，然后立即反转2秒。

答案：

```python

fromtimeimportsleep

defcontrol_motor_sequence(forward_duration,reverse_duration):

control_motor("forward",forward_duration)

control_motor("reverse",reverse_duration)

defcontrol_motor(direction,duration):

#假设控制马达的函数

print(f"马达{direction}转{duration}秒")

sleep(duration)

control_motor_sequence(2,2)

```

例题5：

编写一个程序，控制一个马达正转，当检测到某个传感器信号时停止，然后反转，当检测到另一个传感器信号时停止。

答案：

```python

defcontrol_motor_sensor(sensor_signal,stop_signal):

#假设传感器信号是通过读取传感器状态的

#这里用打印语句模拟

print("马达正转，等待传