机器人灭火――迷宫灭火教学设计

1、第 13 课 机器人灭火 迷宫灭火七中育才学校三圣分校 李欢一、教材分析教学内容是川教科所版信息技术九年级下的第 13 课，教授的内容是迷宫灭火。在前面第 8 课，学习了走迷宫程序； 在第 12 课，学习了灭火程序；而本节课则是结合这两课学习内容， 让机器人从开始位置出发，若发现火焰，则启动灭火程序，灭火，若没有发现火焰，则继续 探寻迷宫， 寻找火焰。本节课内容较多， 包括了巩固走迷宫程序与灭火程序，设计流程图和 机器人搭建，程序编写与调试，所以，建议用 2 课时完成。机器人实物组建、光值火源值的 测定本节课由教师直接提供，在第2 课时再由学生自行完成。二、学生分析教学对象是九年级的学生，有一

2、定的信息技术能力，逻辑性、 好奇心也比较强。前面学习了 机器人的相关知识，对今天的学习起到很好的铺垫。但是， 每周只有一节信息技术课， 课后学生也没有时间进行复习， 导致部分学生对前面的知 识有遗忘， 而且学生个体差异也比较大， 有些学习困难的学生对机器人走迷宫程序和灭火程 序理解得不够深入， 针对这些情况， 这堂课需要先进行巩固训练， 加深他们对模块化编程的 理解，通过教师引导，从而顺理成章整合走迷宫与寻火源的程序，编写出迷宫灭火程序。三、教学目标 知识与技能：1、巩固走迷宫与寻火源的程序；2、理解迷宫灭火的流程图，并自行设计；3、理解迷宫灭火机器人的搭建方案，并能进行组装；4、编写迷宫灭火

3、方案。过程与方法：1、巩固走迷宫和寻火焰的程序，为迷宫灭火做铺垫；2、通过学生自然语言描述，设计出模块流程图；3、能够用 IF 语句整合走迷宫和寻火焰程序，编写出迷宫灭火程序。情感与价值观：1、进一步激发学生学习机器人的热情；2、通过成果展示，提升学生编程能力的成就感。四、教学重难点重点：1、巩固走迷宫与寻火源的程序；2、设计迷宫灭火模块化流程图；3、设计迷宫灭火机器人搭建方案；4、编写迷宫灭火程序。难点：1、模拟机器人行动方式，并转化为流程图；2、如何用 IF 语句整合走迷宫和寻火焰的程序。五、教学安排教法：讲授法、分组讨论、探索法环境：硬件：网络计算机、迷宫灭火机器人软件：操作系统、 BA

4、SIC 程序课时：二课时六、教学过程环节教师活动学生活动设计意图引入播放消防官兵灭火视频。教师：我们的消防战士非常勇敢，冲进每个房 间救人、灭火，用生命来保护我们。作为小发明家”的你们，能不能设计一款机器人，来协助 他们进行灭火任务呢？PPT展示场地图。教师：这是一套房子，里面有4个房间，它不小心着火了，用你所学知识，能让机器人去灭 火吗？（场地中火源位置不断变换）观看、思考情景创设，用问 题为难学生，思 考不能完成任 务的原因，引出 走迷宫、寻火源 等关键词。知识 回顾教师：在前面，我们分别解决了机器人走迷宫 以及机器人寻找火焰的问题，首先，我们来回 忆一下这两个流程图怎么样设计。学生分小组

5、完成，奇数小组设计走迷宫流程图， 偶数小组设计寻火焰流程图，再分别请2位学生在黑板上画出流程图，教师点评正确性。教师：流程图出来了，编写程序也就容易了。 那么同学们在自己电脑上写出这两个程序。交叉完成程序编写：奇数小组编写寻火焰程序， 偶数小组编写走迷宫程序。1、奇数小组设 计走迷宫流程 图，偶数小组设 计寻火焰流程 图；2、奇数小组编 写寻火焰程序， 偶数小组编写 走迷宫程序。巩固走迷宫和 寻火焰的流程 图与程序的知 识，为迷宫火火 做铺垫。采用交叉练习 的方式，控制时 间、并达巩固效 果。迷宫 灭火 的流 程图教师：我们今天的主题是机器人灭火，首先， 这个机器人的行动方式是怎样的？哪位冋学

6、上 来给大家模拟一下机器人会怎样行动？（黑板上勾勒出场地以及房间，随机标注火源 位置，让学生手持实物机器人，黑板上模拟机 器人的行动，并用语言描述出来。）（引导学生回忆左手定则和判断火源的准则） 教师：通过刚才同学的演示与讲解，结合刚刚 复习的走迷宫与寻火源，你们能够设计出迷宫 灭火的流程图了吗？ 小组讨论，设计出流程图，并参照教材，对比、 完善设计图。1、学生在黑板 上用实物机器 人设想、模拟机 器人行动方式；2、小组讨论， 设计出流程图。通过学生自己 的语言，描述出 机器人行动方 式，引出左手疋 则、判断火源的 准则，从而理出 流程图的设计 思路。迷宫 灭火 机器 人的 搭建教师：流程图我

7、们设计好了，我们还差一样最 关键的东西一一机器人。前面我们学习了迷宫 机器人以及灭火机器人的搭建，那么同学们能 不能举一反三，你觉得该怎么样来设计这个机 器人？（学生小组讨论，谈谈机器人设计方案，包括 需要哪些部件，分别什么作用，怎么搭建等） 阅读书上P89迷宫灭火机器人的搭建，对比刚 刚自行设计的方案，充分理解机器人搭建意图 及其对应的端口号分别代表的传感器，然后请 学生以实物为例讲解每个部件的作用。1、小组讨论机 器人的搭建方 案2、在3D仿真 模拟系统上模 拟机器人的搭 建3、阅读教材， 对比书上的方 案和自己方案 的异同通过小组的讨 论，结合前面的 知识设计出机 器人的搭建方 案，并参

8、考书上 的方案进行对 比，深刻理解每 个部件的作用。本节课出于时 间考虑，仅在模 拟系统上搭建，（以实物机器人结合 PPT图片展示的机器人， 讲解每个部件的用途）4、学生以实物 讲解机器人每 个部件的用途下节课则需学 生完成模拟搭 建和实物搭建。灭火 程序教师：前期准备工作我们已经做好了，我们还 差取后步编与程序，让机器人运作起来。流程图我们可以看出来，迷宫灭火就是整合走 迷宫与灭火的程序，你们觉得怎样才能将它们 联系起来呢？（引导学生，加入IF语句，即可整合两个程序） 教师：非常好，你们已经知道了思路，那你们 能自己编写出程序吗？ 学生分组，按以下要求讨论并尝试编程： 1小组讨论探究，自行完

9、成程序编写；2、 给定地面警戒线（白线）的光值为30,蜡烛 的火焰值为37;3、将程序导入到机器人中，运行机器人，检测 程序；4、根据机器人运行情况，修改并完善程序。学生分组讨论， 根据要求，结合 流程图以及搭 建方案，编写程 序，并导入到机 器人中，完成迷 宫火火任务通过实际的程 序编写，加深学 生对于模块化 程序编写的理 解。因为时间问题， 本节课由教师 直接测出并给 出光值与火焰 值，下节课再由 学生自己完成 值的测定。拓展选学程序尚未设计完的小组继续进行程序设计，完 成且合格的小组，选学结构化程序设计，探索、思考以下问题：1为什么要进行结构化程序设计？2、主程序和子程序有什么区别？3、子程序的格式是什么？如何调用子程序？完成设计的学 生阅读选学材 料，探索并思考本环节为拓展 选学，对于学习 较快的学生给 予更咼要求，激 发兴趣展示请成功完成任务的学生，上台进行现场表演