李振弘虚拟机器人单元教案设计

1 宝山区少科站学生科技兴趣培训宝山区少科站学生科技兴趣培训 教案集教案集 编写者 李振弘编写者 李振弘 2014 年年 2 月装订月装订 2 虚拟机器人教案集目录虚拟机器人教案集目录 第一单元第一单元 虚拟机器人走迷宫虚拟机器人走迷宫 3 第一课 虚拟机器人的搭建 4 第二课 分支结构 6 第三课 红外传感器知多少 8 第四课 循环结构 10 第五课 机器人巡逻 12 第六课 机器人碰碰车 14 第七课 虚拟机器人走迷宫 16 第八课 神奇的指南针 18 第二单元第二单元 虚拟机器人走轨迹虚拟机器人走轨迹 20 第一课 虚拟机器人走直线 21 第二课 虚拟机器人走曲线 23 第三课 虚拟机器人走十字路口 25 第四课 虚拟机器人走轨迹 迷宫 27 第三单元第三单元 虚拟机器人灭火虚拟机器人灭火 29 第一课 机器人消防员 30 第二课 虚拟机器人沿轨迹线灭火 32 第三课 虚拟机器人迷宫灭火 34 第四单元第四单元 实体机器人走迷宫实体机器人走迷宫 36 第一课 认识实体机器人 37 第二课 实体机器人热身运动 39 第三课 实体机器人避障 41 第四课 实体机器人巡逻 43 第五课 实体机器人碰碰车 45 第六课 实体机器人走简单迷宫路径 47 第七课 实体机器人走复杂迷宫路径 49 第八课 会唱歌的实体机器人 51 3 第一单元第一单元 虚拟机器人走迷宫虚拟机器人走迷宫 一 教学背景 一 教学背景 开展虚拟机器人课程是为了提高中小学生的空间想象 逻辑思维 团队合 作等多项综合能力 实体智能机器人既要学生学习程序编译 又要学习实体机 器人的搭建 初次接触实体智能机器人的学生就感到入门难 同时实体智能机 器人有很高的设备维护费用 使这个活动的投入经费高 虚拟机器人只要学生 学习程序编译 降低了初学的难度 也不存在设备维护问题 经费的投入也大 大降低 当学生完成了虚拟机器人的学习后 再将他们编译的程序输入相应的 实体演示机器人中 让机器人完成和虚拟环境中一样的任务 进一步的增加学 生对智能机器人的了解和兴趣 使得广大爱好机器人活动的青少年都能通过这 样一个平台互相学习 竞争和交流 二 课程标准 二 课程标准 纳英特虚拟机器人课程为学生兴趣课 没有统一的课程标准及教才 学生 上课使用校本课程 上课形式为兴趣班或社团课程 三 单元教学目标三 单元教学目标 一 知识与技能 1 能描述红外避障传感器 碰撞传感器和指南针传感器的主要工作原 理 2 掌握 IF 语句的格式和功能 3 掌握 WHILE 循环语句的基本格式 4 能描述左右手法则 5 能描述机器人完成迷宫任务的主要步骤 6 熟练运用机器人仿真软件 完成一个走迷宫的虚拟机器人及程序 二 过程与方法 1 用实践探究的方法学会调整参数 2 用互动合作的方法来完成虚拟机器人的各项任务 3 经历实践 分析 归纳 掌握图形化编程的方法 三 情感态度价值观 1 培养学生对机器人的学习兴趣 为进一步学习智能机器人打下良好 4 基础 四 单元教学重点 四 单元教学重点 1 虚拟环境中红外传感器的设置及调试 2 根据虚拟环境中的场地判断该用那种方法完成迷宫任务 五 单元教学难点 五 单元教学难点 1 能够根据环境任务的变化调节机器人及其程序中的参数 2 根据实际任务 确定程序中的循环变量 循环条件和循环体 3 提高学生运用 IF 语句解决实际问题的能力 六 教学准备 六 教学准备 NST3D 仿真平台 机房版 及客户端 投影仪 七 教学对象 七 教学对象 小学 中学生 八 教学时长 八 教学时长 八节课 每一小时一节 第一课第一课 虚拟机器人的搭建虚拟机器人的搭建 一 教学目标 一 教学目标 一 知识与技能 1 知道机器人仿真软件的主要功能 2 熟练掌握机器人仿真软件的运用 搭建出一个机器人 3 能根据实际要求 初步编写出一个机器人行动程序 二 过程与方法 1 用互动合作的方法来完成虚拟机器人的搭建 2 经历实践 分析 归纳 掌握顺序结构的图形化编程方法 三 情感态度价值观 1 旨在培养学生信息综合处理能力和创新思维 二 教学重点 二 教学重点 1 搭建出虚拟机器人 2 根据任务要求 编写出合理的程序流程图 三 教学难点 三 教学难点 1 在仿真平台中 将自己的机器人与程序设计有机结合 完成任务 四 教学准备 四 教学准备 NST3D 仿真平台 机房版 及客户端 投影仪 5 五 教学对象 五 教学对象 小学 中学学生 六 教学时长 六 教学时长 1 小时 七 教学过程七 教学过程 教学环节 教师行为学生行为教学时 长 备注 导入 1 投影播放一段机器人活动 的画面 引入课题 虚拟机器 人的搭建 2 向学生阐述本学期学习的 主要内容 虚拟机器人 3 向学生介绍本节课主要完 成的内容 虚拟机器人的搭建 及基本运动 1 观看录像 听教师讲解 10 分钟 新任务探 究 1 教师演示虚拟机器人的搭 建 讲解其中的要点 1 1 注意马达的安装方向 1 2 注意马达的端口号 左零右一 2 学生操作教师巡回指导 3 先搭建成功的同学做小老 师帮助没有成功的同学 1 学生听讲 2 学生操作 15 分钟 程序设计 1 教师演示图形化编程的方 法 1 1 拖动相关模块到指 定位置 1 2 设置相关参数 2 学生按相关方法编程 根 据任务编程 1 学生听讲 2 学生操作 15 分钟 竞赛对抗 1 教师收集学生编译的程序 放在同一平台上测试 看谁的 完成任务速度最快 2 将班级学生分成四至五组 讨论刚才自己完成任务的方法 找到最佳方法 再一次在测试 平台上比赛 3 将学生分成二至三组 再 次讨论完成任务的方法 在测 试平台上进行决赛 4 冠军组学生代表总结经验 1 学生分组对 抗 2 学生总结发 言 15 分钟 教师总结 总结发言1 学生听讲 5 分钟 6 八 教后总结八 教后总结 第二课第二课 分支结构分支结构 一 教学目标 一 教学目标 一 知识与技能 1 掌握 IF 语句的格式和功能 2 会画 IF 语句的流程图 3 学会用 IF 语句解决日常生活中实际问题 二 过程与方法 1 经历实践 分析 归纳 掌握 IF 语句的格式和功能 三 情感态度与价值观 1 运用半成品加工策略 完善程序 发展学生思维的逻辑性 及严谨 的学习态 二 教学重点 二 教学重点 1 掌握 IF 语句的格式和功能 三 教学难点 三 教学难点 1 提高学生运用 IF 语句解决实际问题的能力 四 教学准备 四 教学准备 NST3D 仿真平台 机房版 及客户端 投影仪 五 教学对象 五 教学对象 小学 中学学生 六 教学时长 六 教学时长 1 小时 七 教学过程七 教学过程 教学环节教师行为学生行为教学时 长 备注 导入 1 出示两条英文语句 请学生 朗读并翻译 1 1 If you fell happy then you will smile 1 2 If you fell happy then you will say smile else you will sad 这 是英文中用 IF 来描述根据条 件的不同 会有不同的结果的 例子 而在虚拟机器人程序设 计中我们能否根据不同的条件 执行不同的语句呢 这节课我 们将学习算法结构中的分支结 构 1 学生朗读并 翻译 5 分钟 7 新任务探 究 1 以建立好的程序作为实例 程序运行时 屏幕首先出示 Do you fell happy 当从 键盘输入 y 则计算机表示 幸福 输入其他 则表示 不幸福 当其感受到幸福 就在图像框中出示一张笑脸的 图片 否则就出示一张苦脸的 图片 让学生知道这就是最基 本的分支结构 2 要求学生 按这一思路 构筑算法 画流 程图 学生按自已的独特感受 自已尝试解决 3 归纳结论 IF 语句的格 1 1 If 条件 then 语句 功 能是 当条件成立时 则执行 语句 条件不成立 则直接执 行下一条语句 画出正确流程 图 1 2 If 条件 then 语 句 1 else 语句 2 功能是 当条件成立时 则执 行语句 1 否则执行语句 2 1 学生听讲 2 学生尝试解 决 3 学生听讲 20 分钟 巩固新知 1 练习一 一个小球 不停 地向上方滚动 可到顶端后就 再也看不见了 此处设计意在 引导学生运用 IF 语句实现小 球不停地上下滚动 2 练习 二 输入三角形的三边长 输 出三角形的面积 此处设计意 在引导学生分如输入的三个数 值无法构成三角形 则应该显 示 不能构成三角形 该活 动要求以小组为单位 1 学生分组练 习 20 分钟 教师总结 1 找各个小组的代表上台介 绍自己小组的答案 2 教师点评 画出最正确的 流程图 3 教师总结 1 学生代表发 言 2 学生听讲15 分钟 八 教后总结 八 教后总结 8 第三课第三课 红外传感器知多少红外传感器知多少 一 教学目标 一 教学目标 一 知识与技能 1 能描述红外避障传感器的主要工作原理 2 能描述分支结构这一算法的主要特征 3 根据任务要求 运用分支结构算法编写出程序 二 过程与方法 1 用实践探究的方法学会调整参数 2 用互动合作的方法来完成虚拟机器人避障的任务 3 经历实践 分析 归纳 掌握分支结构图形化编程的方法 三 情感态度价值观 1 旨在培养学生信息综合处理能力和创新思维 二 教学重点 二 教学重点 1 红外避障传感器的工作原理及其应用 2 虚拟环境中红外传感器的设置 三 教学难点 三 教学难点 1 对分支结构的理解与运用 2 能够根据环境的变化调节机器人及其程序中的参数 四 教学准备 四 教学准备 NST3D 仿真平台 机房版 及客户端 投影仪 五 教学对象 五 教学对象 小学 中学学生 六六 教学时长 教学时长 1 小时 七 教学过程 七 教学过程 教学环节教师行为学生行为教学时 长 备注 导入 1 演示并讲解本课中要完成 的任务 引起学生的兴趣 2 要求学生在仿真软件上打 开上一节课已经完成的一个 机器人行走的任务 并描述 完成任务的主要步骤 3 提出新的任务要求 让虚 1 观看教师演 示 2 打开仿真软 件上的场地并 描述完成任务 的主要步骤 3 思考完成新 5 分钟 9 拟机器人从启始位置出发向 前走 遇到障碍物 自动停 止 4 下发新任务地图 要求学 生分析回答完成新任务所需 的条件 任务所需的条 件 并回答教 师提问 新任务探究 1 详细介绍红外避障传感器 的工作原理及使用方法 2 要求学生运用新学的算法 结构结合红外避障传感器的 使用方法尝试完成刚才的任 务 教师在学生操作的过程 中不断巡视 个别辅导学生 1 学生听讲并 尝试完成任务 15 分钟 学生演示 1 教师要求一位完成了的学 生演示他的程序并对自己设 计程序的思路做说明 对学 生的回答作点评和总结 1 学生观看同 学的演示 听 教师讲解 10 分钟 竞赛对抗 1 教师下发新的避障场景地 图 要求学生尝试完成 2 教师收集学生编译的程序 放在同一平台上测试 看谁 最快的到达终点 3 将班级学生分成四至五组 讨论刚才自己完成任务的方 法 找到最佳方法 再一次 在测试平台上比赛 4 将学生分成二至三组 再 次讨论完成任务的方法 在 测试平台上进行决赛 5 冠军组学生代表总结经验 1 学生分组对 抗 2 学生总结发 言 20 分钟 教师总结总结发言1 学生听讲10 分钟 八 教后总结 八 教后总结 10 第四课第四课 循环结构循环结构 一 教学目标 一 教学目标 一 知识与技能 1 掌握 WHILE 循环语句的基本格式 2 理解 WHILE 循环语句的执行过程 3 能根据实际问题确定程序中的循环变量 循环条件和循环体 4 能用 WHILE 循环结构编写简单的程序 二 过程与方法 1 经历实践 分析 归纳 掌握 WHILE 语句的格式和功能 三 情感态度与价值观 1 运用半成品加工策略 完善程序 发展学生思维的逻辑性 及严 谨 的学习态 二 教学重点 二 教学重点 1 掌握 WHILE 语句的格式和功能 三 教学难点 三 教学难点 1 提高学生运用 WHILE 语句解决实际问题的能力 四 教学准备 四 教学准备 NST3D 仿真平台 机房版 及客户端 投影仪 五 教学对象 五 教学对象 小学 中学学生 六 教学时长 六 教学时长 1 小时 七 教学过程七 教学过程 教学环节教师行为学生行为教学时 长 备注 导入 要求学生写出求 1 2 3 100 的值的一个 算法 并用框图表示你的算 法 投影展示学生的做法 师生共同点评 鼓励学生一 题多解 1 学生尝试解 决问题 10 分钟 新知探究 1 选择 累加器 作为载体 借助 累加器 使学生经历 把 递推求和 转化为 循 环求和 的过程 同时经历 初始化变量 确定循环体 设置循环终止条件 3 个构造 1 学生听讲 2 学生讨论 25 分钟 11 循环结构的关键步骤 1 将 递推求和 转化为 循 环求和 的缘由及转化的方 法和途径 2 利用多媒体 动画展示计算机中累加器的 工作原理 借助形象直观对 知识点进行强调说明 的作用是将赋nsumsum 值号右边表达式的值nsum 赋给赋值号左边的变量 sum 赋值号 右边的变量 表示前一步累加所sum 得的和 赋值号 左边的 表示该步累加所得sum 的和 含义不同 赋值号 与数学中的等号意义 不同 在数学nsumsum 中是不成立的 3 初始化 变量 设置循环终止条件由 的初始值为 0 的值由sumn 1 增加到 100 可以初始化循 环变量和设置循环终止条件 2 循环结构的概念 根据指 定条件决定是否重复执行一 条或多条指令的控制结构称 为循环结构 教师学生一起 共同完成引例的框图表示 并由此引出本节课的重点知 识循环结构的概念 新知巩固 1 图 1 图 2 图 3 图 4 是为计算而绘制的程 序框图 根据程序框图回答 下面的问题 其中正确的 程序框图有哪几个 错误的 要指出错在哪里 错误的 程序框图中 按该程序框图 所蕴含的算法 能执行到底 吗 若能执行到底 最后输 出的结果是什么 根据上 面的回答总结出应用循环结 构编制程序框图应该注意哪 几方面的问题 图形在 PPT 上投影 1 学生回答教 师提问 15 分钟 12 教师总结 1 强调循环结构的逻辑 2 明确分支结构与循环结构 的区别 联系 1 学生听讲 10 分钟 八 教后总结 八 教后总结 第五课第五课 机器人巡逻机器人巡逻 一 教学目标 一 教学目标 一 知识与技能 1 能描述循环结构这一算法的主要特征 2 根据任务要求 运用循环结构算法编写出程序 二 过程与方法 1 用实践探究的方法学会调整参数 2 用互动合作的方法来完成虚拟机器人巡逻的任务 3 经历实践 分析 归纳 掌握循环结构图形化编程的方法 三 情感态度价值观 1 旨在培养学生信息综合处理能力和创新思维 二 教学重点 二 教学重点 1 红外避障传感器的工作原理及其应用 2 虚拟环境中红外传感器的设置 三 教学难点 三 教学难点 1 对循环结构的理解与运用 2 能够根据环境的变化调节机器人及其程序中的参数 四 教学准备 四 教学准备 NST3D 仿真平台 机房版 及客户端 投影仪 五 教学对象 五 教学对象 小学 中学学生 六六 教学时长 教学时长 1 小时 七 教学过程 七 教学过程 教学环节教师行为学生行为教学时备注 13 长 导入 1 演示并讲解本课中要完成 的任务 引起学生的兴趣 2 要求学生描述红外避障传 感器的主要工作原理及使用 方法 3 提出新的任务要求 机器 人沿着宝塔的墙逆时针旋转 4 下发机器人巡逻任务地图 1 观看教师演 示 2 描述红外避 障传感器的主 要工作原理 3 思考完成新 任的方法 5 分钟 新任务探究 1 要求学生运用新学的算法 结构结合红外避障传感器的 使用方法尝试完成刚才的任 务 教师在学生操作的过程 中不断巡视 个别辅导学生 1 学生听讲并 尝试完成任务 20 分钟 学生演示 1 教师要求一位完成了的学 生演示他的程序并对自己设 计程序的思路做说明 对学 生的回答作点评和总结 1 学生观看同 学的演示 听 教师讲解 10 分钟 竞赛对抗 1 教师下发新的巡逻场景地 图 要求学生尝试完成 2 教师收集学生编译的程序 放在同一平台上测试 看最 快的到达终点 3 将班级学生分成四至五组 讨论刚才自己完成任务的方 法 找到最佳方法 再一次 在测试平台上比赛 4 将学生分成二至三组 再 次讨论完成任务的方法 在 测试平台上进行决赛 5 冠军组学生代表总结经验 1 学生分组对 抗 2 学生总结发 言 20 分钟 教师总结总结发言1 学生听讲5 分钟 八 教后总结 八 教后总结 14 第六课第六课 机器人碰碰车机器人碰碰车 一 教学目标 一 教学目标 一 知识与技能 1 能描述碰撞感应器的主要工作原理 2 根据任务要求 运用循环结构算法编写出程序 二 过程与方法 1 用实践探究的方法学会调整参数 2 用互动合作的方法来完成虚拟机器人碰碰车的任务 3 经历实践 分析 归纳 掌握循环结构图形化编程的方法 三 情感态度价值观 1 旨在培养学生信息综合处理能力和创新思维 二 教学重点 二 教学重点 1 碰撞感应器的工作原理及其应用 2 虚拟环境中碰撞感应器的设置 三 教学难点 三 教学难点 1 对循环结构的理解与运用 2 能够根据环境的变化调节机器人及其程序中的参数 四 教学准备 四 教学准备 NST3D 仿真平台 机房版 及客户端 投影仪 五 教学对象 五 教学对象 小学 中学学生 15 六六 教学时长 教学时长 1 小时 七 教学过程 七 教学过程 教学环节教师行为学生行为教学时 长 备注 导入 1 演示并讲解本课中要完成 的任务 引起学生的兴趣 2 提出新的任务要求 机器 人从起点出发 碰到前方障 碍物后退 直到碰到后端障 碍物再前进 3 下发碰碰车任务地图 1 观看教师演 示 2 思考完成新 任的方法 5 分钟 新任务探究 1 详细介绍的碰撞感应器的 工作原理及使用方法 2 要求学生运用新学的算法 结构结合碰撞传感器的使用 方法尝试完成刚才的任务 教师在学生操作的过程中不 断巡视 个别辅导学生 1 学生听讲并 尝试完成任务 20 分钟 学生演示 1 教师要求一位完成了的学 生演示他的程序并对自己设 计程序的思路做说明 对学 生的回答作点评和总结 1 学生观看同 学的演示 听 教师讲解 10 分钟 竞赛对抗 1 教师下发新的碰碰车场景 地图 要求学生尝试完成 2 教师收集学生编译的程序 放在同一平台上测试 看谁 能避开最多的障碍 3 将班级学生分成四至五组 讨论刚才自己完成任务的方 法 找到最佳方法 再一次 在测试平台上比赛 4 将学生分成二至三组 再 次讨论完成任务的方法 在 测试平台上进行决赛 5 冠军组学生代表总结经验 1 学生分组对 抗 2 学生总结发 言 20 分钟 教师总结总结发言1 学生听讲5 分钟 八 教后总结 八 教后总结 16 第七课第七课 虚拟机器人走迷宫虚拟机器人走迷宫 一 教学目标 一 教学目标 一 知识与技能 1 能描述机器人完成迷宫任务的主要步骤 2 熟练运用机器人仿真软件 搭建出一个走迷宫的机器人 3 能编写出完成迷宫任务的程序 4 能描述左手法则的内容 二 过程与方法 1 用实践探究的方法学会调整参数 2 用互动合作的方法来完成虚拟机器人走的任务 三 情感态度价值 1 培养学生对虚拟机器人的学习兴趣 增强学生的竞赛能力和信心 二 教学重点 二 教学重点 1 走迷宫中的左手法则 三 教学难点 三 教学难点 1 在仿真平台中 能够根据任务调节机器人及其程序中的参数 四 教学准备 四 教学准备 NST3D 仿真平台 机房版 及客户端 投影仪 五 教学对象 五 教学对象 17 小学 中学学生 六 教学时长 六 教学时长 1 小时 七 教学过程 七 教学过程 教学环节教师行为学生行为教学时 长 备注 导入 1 演示并讲解本课中要完成 的任务 引起学生的兴趣 2 要求学生描述完成机器人 巡逻任务的主要步骤 3 提出新的任务要求 让虚 拟机器人从启始位置出发向 前走 进入迷宫 再最短的 时间内从起点到达终点 4 下发迷宫任务地图 1 观看教师演 示 2 回答教师提 问 3 思考完成新 任的方法 5 分钟 新任务探究 1 详细介绍机器人走迷宫的 左手法则 2 要求学生运用新学的左手 法则原理结合分支和循环算 法结构和红外避障传感器的 使用方法尝试完成刚才的任 务 教师在学生操作的过程 中不断巡视 个别辅导学生 1 学生听讲并 尝试完成任务 20 分钟 学生演示 1 教师要求一位完成了的学 生演示他的程序并对自己设 计程序的思路做说明 对学 生的回答作点评和总结 1 学生观看同 学的演示 听 教师讲解 10 分钟 竞赛对抗 1 教师下发新的迷宫场景地 图 要求学生尝试完成 2 教师收集学生编译的程序 放在同一平台上测试 看以 最快的速度到达终点 3 将班级学生分成四至五组 讨论刚才自己完成任务的方 法 找到最佳方法 再一次 在测试平台上比赛 4 将学生分成二至三组 再 次讨论完成任务的方法 在 测试平台上进行决赛 5 冠军组学生代表总结经验 1 学生分组对 抗 2 学生总结发 言 20 分钟 教师总结总结发言1 学生听讲5 分钟 18 八 教后总结 八 教后总结 第八课第八课 神奇的指南针神奇的指南针 一 教学目标 一 教学目标 一 知识与技能 1 能描述指南针传感器的主要工作原理 2 能描述右手法则的主要内容 2 能描述机器人指南针传感器完成迷宫任务的主要步骤 3 能编写出完成迷宫任务的程序 二 过程与方法 1 用实践探究的方法学会调整参数 2 用互动合作的方法来完成虚拟机器人走的任务 三 情感态度价值 1 培养学生对虚拟机器人的学习兴趣 增强学生的竞赛能力和信心 二 教学重点 二 教学重点 1 指南针传感器的工作原理 三 教学难点 三 教学难点 1 机器人旋转角度的设定 2 在仿真平台中 能够根据任务调节机器人及其程序中的参数 四 教学准备 四 教学准备 19 NST3D 仿真平台 机房版 及客户端 投影仪 五 教学对象 五 教学对象 小学 中学学生 六 教学时长 六 教学时长 1 小时 七 教学过程 七 教学过程 教学环节教师行为学生行为教学时 长 备注 导入 1 演示并讲解本课中要完成 的任务 引起学生的兴趣 2 要求学生描述完成机器人 走迷宫任务的主要步骤 3 要求学生描述左手法则的 内容 4 提出新的任务要求 让虚 拟机器人从启始位置出发向 前走 进入迷宫 再最短的 时间内从起点到达终点 5 下发迷宫任务地图 1 观看教师演 示 2 回答教师提 问 3 思考完成新 任的方法 5 分钟 新任务探究 1 要求学生尝试根据左手法 则推导出右手法则 请学生 回答 教师点评总结 2 要求学生运用新学的右手 法则原理结合分支和循环算 法结构和红外避障传感器的 使用方法尝试完成刚才的任 务 教师在学生操作的过程 中不断巡视 个别辅导学生 1 学生推导并 回答教师提问 2 学生听教师 总结 尝试完 成任务 10 分钟 学生演示 1 教师要求一位完成了的学 生演示他的程序并对自己设 计程序的思路做说明 对学 生的回答作点评和总结 1 学生观看同 学的演示 听 教师讲解 5 分钟 新任务探究 1 详细介绍的指南针的工作 原理及使用方法 2 介绍角度的概念 小学生 3 要求学生运用新学指南针 的使用方法结合分支和循环 算法结构和红外避障传感器 的使用方法尝试完成刚才用 右手法则已经完成过的任务 教师在学生操作的过程中不 1 学生听讲并 尝试完成任务 15 分钟 20 断巡视 个别辅导学生 竞赛对抗 1 教师下发新的迷宫场景地 图 要求学生尝试完成 2 教师收集学生编译的程序 放在同一平台上测试 看以 最快的速度到达终点 3 将班级学生分成四至五组 讨论刚才自己完成任务的方 法 找到最佳方法 再一次 在测试平台上比赛 4 将学生分成二至三组 再 次讨论完成任务的方法 在 测试平台上进行决赛 5 冠军组学生代表总结经验 1 学生分组对 抗 2 学生总结发 言 20 分钟 教师总结总结发言1 学生听讲5 分钟 八 教后总结 八 教后总结 第二单元第二单元 虚拟机器人走轨迹虚拟机器人走轨迹 一 教学背景 一 教学背景 开展虚拟机器人课程是为了提高中小学生的空间想象 逻辑思维 团队合 作等多项综合能力 实体智能机器人既要学生学习程序编译 又要学习实体机 器人的搭建 初次接触实体智能机器人的学生就感到入门难 同时实体智能机 器人有很高的设备维护费用 使这个活动的投入经费高 虚拟机器人只要学生 学习程序编译 降低了初学的难度 也不存在设备维护问题 经费的投入也大 大降低 当学生完成了虚拟机器人的学习后 再将他们编译的程序输入相应的 实体演示机器人中 让机器人完成和虚拟环境中一样的任务 进一步的增加学 生对智能机器人的了解和兴趣 使得广大爱好机器人活动的青少年都能通过这 样一个平台互相学习 竞争和交流 二 课程标准 二 课程标准 纳英特虚拟机器人课程为学生兴趣课 没有统一的课程标准及教才 学生 上课使用校本课程 上课形式为兴趣班或社团课程 三 单元教学目标三 单元教学目标 21 一 知识与技能 1 能描述灰度传感器的工作原理 2 熟练运用机器人仿真软件 完成一个走直线的任务 3 熟练运用机器人仿真软件 完成一个走曲线的任务 4 熟练运用机器人仿真软件 完成一个走十字路口的任务 5 能结合虚拟机器人走迷宫的方法完成轨迹 迷宫的综合任务 二 过程与方法 1 用实践探究的方法学会调整参数 2 用互动合作的方法来完成虚拟机器人的各项任务 3 经历实践 分析 归纳 掌握走轨迹的各种图形化编程的方法 三 情感态度价值观 1 培养学生对机器人的学习兴趣 为进一步学习智能机器人打下良好 基础 四 单元教学重点 四 单元教学重点 1 虚拟环境中灰度传感器的设置及调试 2 各种不同轨迹线的程序设计方法 五 单元教学难点 五 单元教学难点 1 能够根据环境任务的变化调节机器人及其程序中的参数 2 根据实际任务 确定程序中的循环变量 循环条件和循环体 3 提高学生运用 IF 语句解决实际问题的能力 六 教学准备 六 教学准备 NST3D 仿真平台 机房版 及客户端 投影仪 七 教学对象 七 教学对象 小学 中学生 八 教学时长 八 教学时长 四节课 每一小时一节课 第一课第一课 虚拟机器人走直线虚拟机器人走直线 一 教学目标 一 教学目标 22 一 知识与技能 1 能描述灰度传感器的主要工作原理 2 根据任务要求 编写出虚拟机器人走直线的程序 二 过程与方法 1 用实践探究的方法学会调整参数 2 用互动合作的方法来完成虚拟机器人走直线的任务 3 经历实践 分析 归纳 掌握虚拟机器人走直线图形化编程的方 法 三 情感态度价值观 1 旨在培养学生信息综合处理能力和创新思维 二 教学重点 二 教学重点 1 灰度传感器的工作原理及其应用 2 虚拟环境中灰度传感器的设置 三 教学难点 三 教学难点 1 能够根据环境的变化调节机器人及其程序中的参数 四 教学准备 四 教学准备 NST3D 仿真平台 机房版 及客户端 投影仪 五 教学对象 五 教学对象 小学 中学学生 六六 教学时长 教学时长 1 小时 七 教学过程 七 教学过程 教学环节教师行为学生行为教学时 长 备注 导入 1 演示并讲解本课中要完成 的任务 引起学生的兴趣 2 提出新的任务要求 机器 人在轨迹线内往返运动 3 下发虚拟机器人轨迹任务 地图 1 观看教师演 示 2 思考完成新 任的方法 5 分钟 新任务探究 1 详细介绍的灰度传感器的 工作原理及使用方法 2 要求学生运用新学的灰度 传感器的使用方法尝试完成 刚才的任务 教师在学生操 作的过程中不断巡视 个别 1 学生听讲并 尝试完成任务 20 分钟 23 辅导学生 学生演示 1 教师要求一位完成了的学 生演示他的程序并对自己设 计程序的思路做说明 对学 生的回答作点评和总结 1 学生观看同 学的演示 听 教师讲解 10 分钟 竞赛对抗 1 教师下发虚拟机器人走直 线场景地图 要求学生尝试 完成 2 教师收集学生编译的程序 放在同一平台上测试 看最 快的到达终点 3 将班级学生分成四至五组 讨论刚才自己完成任务的方 法 找到最佳方法 再一次 在测试平台上比赛 4 将学生分成二至三组 再 次讨论完成任务的方法 在 测试平台上进行决赛 5 冠军组学生代表总结经验 1 学生分组对 抗 2 学生总结发 言 20 分钟 教师总结总结发言1 学生听讲5 分钟 八 教后总结 八 教后总结 第二课第二课 虚拟机器人走曲线虚拟机器人走曲线 一 教学目标 一 教学目标 一 知识与技能 1 能描述利用灰度传感器进行带弧度转弯的方法 2 根据任务要求 编写出虚拟机器人走曲线的程序 二 过程与方法 1 用实践探究的方法学会调整参数 2 用互动合作的方法来完成虚拟机器人走曲线的任务 3 经历实践 分析 归纳 掌握虚拟机器人走曲线图形化编程的方 法 三 情感态度价值观 24 1 旨在培养学生信息综合处理能力和创新思维 二 教学重点 二 教学重点 1 虚拟机器人走曲线的方法 2 虚拟环境中灰度传感器的设置 三 教学难点 三 教学难点 1 能够根据环境的变化调节机器人及其程序中的参数 四 教学准备 四 教学准备 NST3D 仿真平台 机房版 及客户端 投影仪 五 教学对象 五 教学对象 小学 中学学生 六六 教学时长 教学时长 1 小时 七 教学过程 七 教学过程 教学环节教师行为学生行为教学时 长 备注 导入 1 演示并讲解本课中要完成 的任务 引起学生的兴趣 2 提出新的任务要求 机器 人沿带弧度的曲线前进 3 下发虚拟机器人轨迹任务 地图 1 观看教师演 示 2 思考完成新 任的方法 5 分钟 新任务探究 1 详细介绍利用灰度传感器 进行带弧度转弯的方法 2 要求学生运用新学的灰度 传感器进行带弧度转弯的方 法完成刚才的任务 教师在 学生操作的过程中不断巡视 个别辅导学生 1 学生听讲并 尝试完成任务 20 分钟 学生演示 1 教师要求一位完成了的学 生演示他的程序并对自己设 计程序的思路做说明 对学 生的回答作点评和总结 1 学生观看同 学的演示 听 教师讲解 10 分钟 竞赛对抗 1 教师下发虚拟机器人走曲 线的场景地图 要求学生尝 试完成 2 教师收集学生编译的程序 放在同一平台上测试 看最 快的到达终点 3 将班级学生分成四至五组 讨论刚才自己完成任务的方 1 学生分组对 抗 2 学生总结发 言 20 分钟 25 法 找到最佳方法 再一次 在测试平台上比赛 4 将学生分成二至三组 再 次讨论完成任务的方法 在 测试平台上进行决赛 5 冠军组学生代表总结经验 教师总结总结发言1 学生听讲5 分钟 八 教后总结 八 教后总结 第三课第三课 虚拟机器人走十字路口虚拟机器人走十字路口 一 教学目标 一 教学目标 一 知识与技能 1 能描述利用灰度传感器在十字路口转弯的方法 2 根据任务要求 编写出虚拟机器人走十字路口的程序 二 过程与方法 1 用实践探究的方法学会调整参数 2 用互动合作的方法来完成虚拟机器人走十字路口的任务 3 经历实践 分析 归纳 掌握虚拟机器人走十字路口图形化编程 的方法 三 情感态度价值观 1 旨在培养学生信息综合处理能力和创新思维 26 二 教学重点 二 教学重点 1 虚拟机器人走十字路口的方法 2 虚拟环境中灰度传感器的设置 三 教学难点 三 教学难点 1 能够根据环境的变化调节机器人及其程序中的参数 四 教学准备 四 教学准备 NST3D 仿真平台 机房版 及客户端 投影仪 五 教学对象 五 教学对象 小学 中学学生 六六 教学时长 教学时长 1 小时 七 教学过程 七 教学过程 教学环节教师行为学生行为教学时 长 备注 导入 1 演示并讲解本课中要完成 的任务 引起学生的兴趣 2 提出新的任务要求 机器 人到达十字路口后向指定方 向前进 3 下发虚拟机器人轨迹任务 地图 1 观看教师演 示 2 思考完成新 任的方法 5 分钟 新任务探究 1 详细介绍利用灰度传感器 在十字路口转弯的方法 2 要求学生运用新学的灰度 传感器在十字路口转弯的方 法完成刚才的任务 教师在 学生操作的过程中不断巡视 个别辅导学生 1 学生听讲并 尝试完成任务 20 分钟 学生演示 1 教师要求一位完成了的学 生演示他的程序并对自己设 计程序的思路做说明 对学 生的回答作点评和总结 1 学生观看同 学的演示 听 教师讲解 10 分钟 竞赛对抗 1 教师下发虚拟机器人走十 字路口的场景地图 要求学 生尝试完成 2 教师收集学生编译的程序 放在同一平台上测试 看最 快的到达终点 3 将班级学生分成四至五组 讨论刚才自己完成任务的方 法 找到最佳方法 再一次 1 学生分组对 抗 2 学生总结发 言 20 分钟 27 在测试平台上比赛 4 将学生分成二至三组 再 次讨论完成任务的方法 在 测试平台上进行决赛 5 冠军组学生代表总结经验 教师总结总结发言1 学生听讲5 分钟 八 教后总结 八 教后总结 第四课第四课 虚拟机器人走轨迹虚拟机器人走轨迹 迷宫迷宫 一 教学目标 一 教学目标 一 知识与技能 1 能描述子程序的建立方法 2 能利用灰度传感器在轨迹和迷宫场景的结合处实现程序转换 3 根据任务要求 编写出虚拟机器人走轨迹 迷宫的程序 二 过程与方法 1 用实践探究的方法学会调整参数 2 用互动合作的方法来完成虚拟机器人走轨迹 迷宫的任务 3 经历实践 分析 归纳 掌握虚拟机器人走轨迹 迷宫图形化编 程的方法 三 情感态度价值观 28 1 旨在培养学生信息综合处理能力和创新思维 二 教学重点 二 教学重点 1 子程序的建立方法 三 教学难点 三 教学难点 1 利用灰度传感器在轨迹和迷宫场景的结合处实现程序转换 2 能够根据环境的变化调节机器人及其程序中的参数 四 教学准备 四 教学准备 NST3D 仿真平台 机房版 及客户端 投影仪 五 教学对象 五 教学对象 小学 中学学生 六六 教学时长 教学时长 1 小时 七 教学过程 七 教学过程 教学环节教师行为学生行为教学时 长 备注 导入 1 演示并讲解本课中要完成 的任务 引起学生的兴趣 2 要求学生描述虚拟机器人 走轨迹线的几种方法 3 要求学生描述虚拟机器人 用指南针和红外避障传感器 走迷宫的方法 4 提出新的任务要求 机器 人沿轨迹线前进 进入迷宫 场地 争取以最快的速度到 达终点 5 下发虚拟机器人轨迹 迷 宫任务地图 1 观看教师演 示 2 学生回答教 师提问 3 思考完成新 任的方法 5 分钟 新任务探究 1 详细介绍子程序建立的方 法 2 要求学生运用新学的灰子 程序建立的方法分别建立走 轨迹及走迷宫两个独立的子 程序 3 教师在学生操作的过程中 不断巡视 个别辅导学生 1 学生听讲并 尝试完成任务 15 分钟 学生演示 1 教师要求一位完成了的学 生演示他的程序并对自己设 计程序的思路做说明 对学 生的回答作点评和总结 1 学生观看同 学的演示 听 教师讲解 5 分钟 29 新任务探究 1 详细介绍利用灰度传感器 在轨迹和迷宫场景的结合处 实现程序转换地方法 2 要求学生运用程序转换地 方法将走轨迹及走迷宫两个 独立的子程序连接到主程序 3 学生尝试调整参数 完全 完成轨迹 迷宫任务 教师 在学生操作的过程中不断巡 视 个别辅导学生 1 学生听讲并 尝试完成任务 15 分钟 竞赛对抗 1 教师下发新的虚拟机器人 走轨迹和迷宫的场景地图 要求学生尝试完成 2 教师收集学生编译的程序 放在同一平台上测试 看最 快的到达终点 3 冠军学生代表总结经验 1 学生对抗 2 学生总结发 言 15 分钟 教师总结总结发言1 学生听讲5 分钟 八 教后总结 八 教后总结 第三单元第三单元 虚拟机器人灭火虚拟机器人灭火 一 教学背景 一 教学背景 开展虚拟机器人课程是为了提高中小学生的空间想象 逻辑思维 团队合 作等多项综合能力 实体智能机器人既要学生学习程序编译 又要学习实体机 器人的搭建 初次接触实体智能机器人的学生就感到入门难 同时实体智能机 器人有很高的设备维护费用 使这个活动的投入经费高 虚拟机器人只要学生 学习程序编译 降低了初学的难度 也不存在设备维护问题 经费的投入也大 大降低 当学生完成了虚拟机器人的学习后 再将他们编译的程序输入相应的 实体演示机器人中 让机器人完成和虚拟环境中一样的任务 进一步的增加学 生对智能机器人的了解和兴趣 使得广大爱好机器人活动的青少年都能通过这 30 样一个平台互相学习 竞争和交流 二 课程标准 二 课程标准 纳英特虚拟机器人课程为学生兴趣课 没有统一的课程标准及教才 学生 上课使用校本课程 上课形式为兴趣班或社团课程 三 单元教学目标三 单元教学目标 一 知识与技能 1 能描述火焰传感器的工作原理 2 熟练运用机器人仿真软件 完成一个走直线灭火的任务 3 熟练运用机器人仿真软件 完成一个沿轨迹线灭火的任务 4 熟练运用机器人仿真软件 完成一个在迷宫中灭火的任务 二 过程与方法 1 用实践探究的方法学会调整参数 2 用互动合作的方法来完成虚拟机器人的各项任务 3 经历实践 分析 归纳 掌握不同灭火任务的各种图形化编程的方 法 三 情感态度价值观 1 培养学生对机器人的学习兴趣 为进一步学习智能机器人打下良好 基础 四 单元教学重点 四 单元教学重点 1 虚拟环境中火焰传感器的设置及调试 2 各种不同灭火任务的程序设计方法 五 单元教学难点 五 单元教学难点 1 能够根据环境任务的变化调节机器人及其程序中的参数 2 根据实际任务 确定程序中的循环变量 循环条件和循环体 3 提高学生运用 IF 语句解决实际问题的能力 六 教学准备 六 教学准备 NST3D 仿真平台 机房版 及客户端 投影仪 七 教学对象 七 教学对象 小学 中学生 八 教学时长 八 教学时长 31 三节课 每一小时一节课 第一课第一课 机器人消防员机器人消防员 一 教学目标 一 教学目标 一 知识与技能 1 能描述火焰传感器的主要工作原理 3 根据任务要求 编写出虚拟机器人走直线灭火的程序 二 过程与方法 1 用实践探究的方法学会调整参数 2 用互动合作的方法来完成虚拟机器人走直线灭火的任务 3 经历实践 分析 归纳 掌握虚拟机器人走直线灭火的图形化编 程的方法 三 情感态度价值观 1 旨在培养学生信息综合处理能力和创新思维 二 教学重点 二 教学重点 1 火焰传感器的工作原理及其应用 2 虚拟环境中火焰传感器的设置 三 教学难点 三 教学难点 1 能够根据环境的变化调节机器人及其程序中的参数 四 教学准备 四 教学准备 NST3D 仿真平台 机房版 及客户端 投影仪 五 教学对象 五 教学对象 小学 中学学生 六六 教学时长 教学时长 1 小时 七 教学过程 七 教学过程 教学环节教师行为学生行为教学时 长 备注 导入 1 演示并讲解本课中要完成 的任务 引起学生的兴趣 2 提出新的任务要求 让虚 拟机器人从启始位置出发向 1 观看教师演 示 2 思考完成新 任务所需的条 5 分钟 32 前走 遇到火焰自动停止并 吹灭火焰 3 下发灭火任务地图 件 新任务探究 1 详细介绍火焰传感器的工 作原理及使用方法 2 要求学生运用新学的火焰 传感器的使用方法尝试完成 刚才的任务 教师在学生操 作的过程中不断巡视 个别 辅导学生 1 学生听讲并 尝试完成任务 15 分钟 学生演示 1 教师要求一位完成了的学 生演示他的程序并对自己设 计程序的思路做说明 对学 生的回答作点评和总结 1 学生观看同 学的演示 听 教师讲解 10 分钟 竞赛对抗 1 教师下发新的灭火场景地 图 要求学生尝试完成 2 教师收集学生编译的程序 放在同一平台上测试 看谁 最快的到达终点 3 将班级学生分成四至五组 讨论刚才自己完成任务的方 法 找到最佳方法 再一次 在测试平台上比赛 4 将学生分成二至三组 再 次讨论完成任务的方法 在 测试平台上进行决赛 5 冠军组学生代表总结经验 1 学生分组对 抗 2 学生总结发 言 20 分钟 教师总结总结发言1 学生听讲10 分钟 八 教后总结 八 教后总结 第二课第二课 虚拟机器人沿轨迹线灭火虚拟机器人沿轨迹线灭火 一 教学目标 一 教学目标 一 知识与技能 1 能描述利用火焰传感器找到火焰的方法 2 根据任务要求 编写出虚拟机器人沿轨迹线灭火的程序 二 过程与方法 1 用实践探究的方法学会调整参数 33 2 用互动合作的方法来完成虚拟机器人沿轨迹灭火的任务 3 经历实践 分析 归纳 掌握虚拟机器人沿轨迹灭火图形化编程 的方法 三 情感态度价值观 1 旨在培养学生信息综合处理能力和创新思维 二 教学重点 二 教学重点 1 虚拟机器人用火焰传感器查找到火源的方法 2 将灰度传感器和火焰传感器结合使用 三 教学难点 三 教学难点 1 能够根据环境的变化调节机器人及其程序中的参数 四 教学准备 四 教学准备 NST3D 仿真平台 机房版 及客户端 投影仪 五 教学对象 五 教学对象 小学 中学学生 六六 教学时长 教学时长 1 小时 七 教学过程 七 教学过程 教学环节教师行为学生行为教学时 长 备注 导入 1 演示并讲解本课中要完成 的任务 引起学生的兴趣 2 提出新的任务要求 机器 人沿轨迹线前进 到达十字 路口然后判断火焰在那一侧 向火焰所在位置前进将火吹 灭 3 下发虚拟机器人沿轨迹灭 火任务地图 4 要求学生描述虚拟机器人 走十字路口的方法 1 观看教师演 示 2 思考完成新 任的方法 3 回答教师提 问 10 分钟 新任务探究 1 详细介绍利用火焰传感器 查找火源的方法 2 要求学生运用新学的火焰 传感器查找火源的方法完成 刚才的任务 教师在学生操 作的过程中不断巡视 个别 辅导学生 1 学生听讲并 尝试完成任务 15 分钟 学生演示 1 教师要求一位完成了的学1 学生观看同 10 分钟 34 生演示他的程序并对自己设 计程序的思路做说明 对学 生的回答作点评和总结 学的演示 听 教师讲解 竞赛对抗 1 教师下发新拟机器人沿轨 迹灭火任务场景地图 要求 学生尝试完成 2 教师收集学生编译的程序 放在同一平台上测试 看最 快的到达终点 3 将班级学生分成四至五组 讨论刚才自己完成任务的方 法 找到最佳方法 再一次 在测试平台上比赛 4 将学生分成二至三组 再 次讨论完成任务的方法 在 测试平台上进行决赛 5 冠军组学生代表总结经验 1 学生分组对 抗 2 学生总结发 言 20 分钟 教师总结总结发言1 学生听讲5 分钟 八 教后总结 八 教后总结 第三课第三课 虚拟机器人迷宫灭火虚拟机器人迷宫灭火 一 教学目标 一 教学目标 一 知识与技能 1 根据任务要求 编写出虚拟机器人迷宫灭火的程序 二 过程与方法 1 用实践探究的方法学会调整参数 2 用互动合作的方法来完成虚拟机器人沿轨迹灭火的任务 35 3 经历实践 分析 归纳 掌握虚拟机器人迷宫灭火图形化编程的 方法 三 情感态度价值观 1 旨在培养学生信息综合处理能力和创新思维 二 教学重点 二 教学重点 1 虚拟机器人用火