全国青岛版信息技术九年级上册第4单元第6课《让机器人具有智能》教学设计

全国青岛版信息技术九年级上册第4单元第6课《让机器人具有智能》教学设计主备人备课成员设计意图本节课旨在让学生了解机器人智能化的基础概念，通过实践操作，使学生掌握编写简单程序让机器人实现特定功能的方法。课程内容与课本紧密关联，注重培养学生的编程思维和动手能力，为后续学习打下坚实基础。核心素养目标分析培养学生信息意识，理解人工智能在现代社会中的重要性；提升计算思维，通过编程实践锻炼逻辑推理和问题解决能力；增强实践创新能力，通过设计机器人程序提升动手操作和创造性思维；强化数字化学习与信息伦理意识，认识到信息技术应用中的社会责任。学情分析本节课面向九年级学生，他们在信息技术方面已经具备一定的基础，如文字处理、简单表格制作等。但在编程和人工智能方面，学生的知识储备和操作技能差异较大。部分学生可能对编程有浓厚兴趣，能够较快掌握编程语言的基础语法；而另一部分学生可能对编程较为陌生，对代码的理解和操作存在困难。

学生的计算思维能力方面，部分学生能够运用逻辑思维解决实际问题，但在面对复杂问题时，思维过程可能不够清晰，需要引导和帮助。此外，学生的动手操作能力参差不齐，部分学生能够熟练使用编程工具，而部分学生可能对编程工具的操作不够熟悉。

在素质方面，学生的信息意识和创新能力有待提高。他们在信息获取、处理和运用方面，需要加强引导，培养批判性思维和问题解决能力。同时，学生在合作学习、沟通交流等方面也有提升空间。

学生的行为习惯对课程学习有一定影响。部分学生可能存在上课注意力不集中、课堂参与度低等问题，这需要教师在教学过程中采取有效措施，如增加互动环节、设计趣味任务等，以提高学生的学习兴趣和参与度。此外，学生在遇到编程难题时，可能缺乏耐心和毅力，需要教师适时进行心理疏导，培养他们的坚持精神。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源软硬件资源：机器人教学平台、编程软件（如Scratch、Python等）、计算机设备、连接线缆。

课程平台：学校信息平台、在线编程学习平台。

信息化资源：人工智能基础理论资料、编程教程视频、机器人操作手册。

教学手段：多媒体课件、实物演示、小组合作学习。教学流程1.导入新课

详细内容：教师通过展示一段关于人工智能应用的短视频，如智能机器人、自动驾驶汽车等，激发学生的兴趣。随后，提出问题：“什么是人工智能？它有哪些应用？”引导学生思考并引入本节课的主题——“让机器人具有智能”。

用时：5分钟

2.新课讲授

（1）介绍人工智能的基本概念

详细内容：教师简要介绍人工智能的定义、发展历程和主要应用领域，帮助学生建立对人工智能的整体认识。

（2）讲解机器人智能化的原理

详细内容：教师通过讲解感知、决策、执行等环节，阐述机器人智能化的基本原理，使学生了解机器人智能化的实现过程。

（3）介绍编程语言在机器人智能化中的应用

详细内容：教师以Scratch或Python为例，介绍编程语言在机器人智能化中的应用，让学生了解如何通过编程实现机器人的智能行为。

用时：10分钟

3.实践活动

（1）分组讨论：让学生分组讨论如何设计一个简单的机器人程序，实现特定功能。

详细内容：教师提出任务，如设计一个机器人跟随指令移动、避开障碍物等，让学生分组讨论并制定方案。

（2）编程实践：学生根据讨论结果，在编程软件中编写程序，实现机器人智能化功能。

详细内容：教师指导学生使用编程软件，如Scratch或Python，编写程序，实现机器人智能化功能。

（3）展示与评价：学生展示自己的机器人程序，教师和其他学生进行评价和反馈。

详细内容：学生展示自己的机器人程序，教师和其他学生从功能实现、代码规范性、创新性等方面进行评价和反馈。

用时：20分钟

4.学生小组讨论

（1）讨论如何优化程序

举例回答：学生讨论如何通过调整算法、优化代码结构等方式提高程序效率。

（2）讨论如何解决程序中的错误

举例回答：学生讨论如何通过调试、检查代码等方式找出并解决程序中的错误。

（3）讨论如何提高机器人智能化水平

举例回答：学生讨论如何通过增加传感器、改进算法等方式提高机器人智能化水平。

用时：10分钟

5.总结回顾

内容：教师对本节课的内容进行总结，强调人工智能在现代社会中的重要性，以及编程在实现机器人智能化中的作用。同时，鼓励学生在日常生活中关注人工智能技术的发展，并尝试将其应用于实际生活中。

用时：5分钟

总计用时：45分钟教学资源拓展1.拓展资源：

-人工智能发展史：介绍人工智能的发展历程，从早期的图灵测试到现代的深度学习，帮助学生了解人工智能的演变。

-机器人技术进展：介绍机器人技术的发展现状，包括家用机器人、工业机器人和服务机器人等领域的应用。

-编程语言简介：简要介绍几种常见的编程语言，如Java、C++、Python等，让学生了解不同编程语言的特性和适用场景。

-机器人编程案例：提供一些经典的机器人编程案例，如路径规划、物体识别、语音识别等，激发学生的学习兴趣。

2.拓展建议：

-鼓励学生阅读相关书籍和文献，如《人工智能：一种现代的方法》、《机器人学导论》等，以加深对人工智能和机器人技术的理解。

-建议学生参与在线编程社区，如Codecademy、LeetCode等，通过实际编程练习提高编程技能。

-组织学生参加机器人比赛或编程竞赛，如RoboCup、GoogleCodeJam等，通过实践提升解决问题的能力和团队合作精神。

-引导学生关注人工智能和机器人技术的最新动态，如通过科技新闻、学术期刊等途径，了解行业发展趋势。

-鼓励学生进行跨学科学习，如学习数学、物理、计算机科学等知识，为将来从事人工智能和机器人相关领域的工作打下坚实基础。

-建议学生参与社区服务项目，如设计简易机器人帮助老年人、儿童等，通过实际应用提升技术的社会价值。

-组织学生进行项目研究，如设计一款基于人工智能的智能家居系统，通过项目实践提高创新能力和实际操作能力。

-鼓励学生参加夏令营或工作坊，如谷歌AI夏季学院、微软青少年科技创新营等，与行业专家互动，拓宽视野。作业布置与反馈作业布置：

1.编写一个简单的Scratch程序，让机器人角色根据不同的指令进行移动。要求程序中至少包含以下功能：

-机器人角色在点击按钮后向右移动10步。

-机器人角色在点击按钮后向左移动10步。

-机器人角色在遇到障碍物时停止移动。

2.设计一个简单的Python程序，让机器人角色在电脑屏幕上绘制一个正方形。程序应包括以下内容：

-使用循环结构让机器人角色绘制正方形。

-通过变量控制正方形的边长。

-在绘制完成后，让机器人角色输出绘制正方形所用的边长。

3.写一篇短文，介绍你对人工智能和机器人技术的理解，以及你认为这些技术在未来的应用前景。字数要求在200-300字之间。

作业反馈：

1.对Scratch程序的反馈：

-检查学生是否正确使用事件和运动积木来控制机器人角色的移动。

-评估学生是否能够根据指令改变机器人角色的移动方向。

-分析学生在处理障碍物停止移动的功能时遇到的问题，并提供相应的解决方案。

2.对Python程序的反馈：

-检查学生是否正确使用循环结构（如for循环）来绘制正方形。

-评估学生是否能够通过变量来控制正方形的边长。

-分析学生在编写程序时的编程习惯，如代码的可读性和规范性。

3.对短文写作的反馈：

-评估学生的观点是否清晰、论据是否充分。

-检查学生的语言表达是否准确、流畅。

-分析学生在论述人工智能和机器人技术前景时是否结合了实际案例或个人见解。

教师应在课后及时批改作业，并在下一节课开始时进行反馈。对于作业中的问题，教师可以采取以下措施：

-对共性问题进行集体讲解，帮助学生理解和掌握。

-对个别问题进行个别辅导，帮助学生克服困难。

-鼓励学生在课后继续学习和练习，提高编程能力和写作水平。

作业的反馈不仅限于对答案的评判，更重要的是通过反馈帮助学生发现学习中的不足，激发学生的学习兴趣和动力，促进学生的全面发展。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.创设实践情境：在课程设计中，我尝试将理论知识与实际应用相结合，通过创设真实的编程情境，让学生在实际操作中学习，这样既能提高学生的学习兴趣，又能增强他们的实践能力。

2.强化小组合作：我鼓励学生在课堂上进行小组合作，通过讨论和协作完成编程任务，这种模式不仅锻炼了学生的团队协作能力，还促进了他们之间的知识共享和互补。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生编程基础参差不齐：部分学生在编程基础方面较为薄弱，这导致他们在理解和应用编程知识时遇到困难，影响了整体教学效果。

2.课堂互动不足：在课堂教学中，我发现学生参与互动的积极性不高，这可能与教学方法和课堂氛围有关，需要进一步改进。

3.教学评价单一：目前的评价方式主要依赖于作业和考试，缺乏对学生创新能力和实践能力的全面评价。

反思改进措施（三）

1.针对学生编程基础参差不齐的问题，我计划在课程开始时进行一次编程水平摸底，根据学生的基础进行分层教学，为不同层次的学生提供个性化的学习方案。

2.为了提高课堂互动，我计划采用更多的提问和讨论环节，鼓励学生发表自己的观点，同时，我会尝试引入一些游戏化元素，如编程马拉松，以增加课堂的趣味性和参与度。

3.在教学评价方面，我将尝试引入多元化的评价方式，如项目评估、同伴评价和自我评价，以便更全面地了解学生的学习