中图版七年级下册信息技术 5.2体验虚拟机器人 教学设计

中图版七年级下册信息技术5.2体验虚拟机器人教学设计课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容中图版七年级下册信息技术第五章《机器人设计与制作》5.2节“体验虚拟机器人”，本节课将带领学生了解虚拟机器人的基本概念与功能，掌握使用虚拟机器人软件进行简单编程与控制的方法。内容包括：

1.虚拟机器人的概念及其在实际生活中的应用；

2.熟悉虚拟机器人软件的操作界面与功能；

3.学习虚拟机器人的基本控制命令与编程方法；

4.通过实例演示，体验虚拟机器人的运行过程；

5.组织学生进行小组合作，完成虚拟机器人的编程与调试任务。二、核心素养目标分析本节课的核心素养目标旨在培养学生的信息素养、创新思维及团队协作能力。通过体验虚拟机器人教学，使学生能够：

1.提高信息素养，掌握虚拟机器人基本概念，理解其在现实生活中的应用；

2.培养创新思维，学会运用虚拟机器人软件进行编程与控制，探索解决问题的方法；

3.加强团队协作，通过小组合作完成虚拟机器人编程与调试任务，提高沟通与协作能力。三、学习者分析1.学生已经掌握了计算机基本操作、简单的编程逻辑以及机器人相关知识，为本节课学习虚拟机器人奠定了基础。

2.学生对新鲜事物充满好奇，具有较高的学习兴趣，具备一定的逻辑思维能力，但在实际操作和问题解决方面能力有待提高。此外，学生的学习风格多样，有的擅长自主学习，有的则更依赖合作交流。

3.在学习虚拟机器人过程中，学生可能遇到的困难和挑战包括：对虚拟机器人软件的操作不熟悉，编程过程中遇到问题解决困难，以及小组合作中沟通不畅、分工不合理等问题。因此，在教学过程中，教师需关注学生个体差异，提供针对性的指导和支持。四、教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过讲解虚拟机器人的基本概念和操作方法，为学生奠定理论基础；

2.讨论法：组织学生就虚拟机器人编程中的问题进行讨论，激发学生的思考与创新能力；

3.实验法：指导学生运用虚拟机器人软件进行实践操作，提高学生的动手能力。

教学手段：

1.多媒体设备：利用投影、电脑等设备展示虚拟机器人软件操作界面和实例，增强学生的直观感受；

2.教学软件：运用虚拟机器人教学软件，让学生在课堂上实时操作，提高教学互动性；

3.网络资源：提供相关网络学习资源，鼓励学生课下自主学习，拓宽知识面。五、教学实施过程1.课前自主探索

-教师活动：

发布预习任务：通过学校在线平台，发布关于虚拟机器人基本概念和操作的预习资料，明确预习目标和要求。

设计预习问题：围绕虚拟机器人的应用，设计问题引导学生思考如何通过编程控制机器人。

监控预习进度：通过平台数据跟踪学生预习情况，确保学生掌握基础知识。

-学生活动：

自主阅读预习资料：学生按照要求自主学习预习资料，了解虚拟机器人的基础。

思考预习问题：学生对预习问题进行独立思考，记录疑问和想法。

提交预习成果：学生将笔记、问题等预习成果提交至平台。

-教学方法/手段/资源：

自主学习法：培养学生自主学习能力和独立思考能力。

信息技术手段：利用在线平台，实现资源共享和进度监控。

-作用与目的：

帮助学生提前接触课程内容，为课堂学习打下基础。

培养学生的自主学习和探究能力。

2.课中强化技能

-教师活动：

导入新课：通过一个实际虚拟机器人操作的案例视频，引出本课主题。

讲解知识点：详细讲解虚拟机器人的编程方法和控制技巧，结合实际操作演示。

组织课堂活动：设计小组合作编程任务，让学生在实践中掌握虚拟机器人的操作。

解答疑问：及时解答学生在实践过程中遇到的问题。

-学生活动：

听讲并思考：认真听讲，思考编程逻辑和操作技巧。

参与课堂活动：在小组中积极参与编程任务，实际操作虚拟机器人。

提问与讨论：对于遇到的问题，勇敢提问并与同学讨论。

-教学方法/手段/资源：

讲授法：帮助学生理解虚拟机器人的编程知识。

实践活动法：通过实际操作，让学生掌握虚拟机器人编程技能。

合作学习法：培养团队合作和沟通能力。

-作用与目的：

加深学生对虚拟机器人编程的理解，提高实际操作技能。

通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

增强学生的团队合作意识和沟通技巧。

3.课后拓展应用

-教师活动：

布置作业：根据课堂学习内容，布置相关编程任务，巩固学习成果。

提供拓展资源：推荐相关的学习网站和视频教程，供学生课后深入学习。

反馈作业情况：及时批改作业，给予学生个性化的反馈和指导。

-学生活动：

完成作业：认真完成编程任务，巩固课堂所学。

拓展学习：利用拓展资源，进一步学习虚拟机器人相关知识。

反思总结：对自己的学习过程进行反思，总结经验教训，提出改进措施。

-教学方法/手段/资源：

自主学习法：鼓励学生自主完成作业和拓展学习。

反思总结法：引导学生进行自我评价和改进。

-作用与目的：

巩固学生对虚拟机器人编程的理解和技能。

拓宽学生的知识视野，提高自我学习和反思的能力。

帮助学生形成持续学习的习惯，促进个人成长。六、拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-《虚拟现实技术在教育领域的应用》：介绍虚拟现实技术在教育中的应用现状与前景，特别是虚拟机器人教学的优势。

-《编程思维培养指南》：探讨编程对青少年思维能力培养的重要性，分析编程教学的方法和策略。

-《人工智能与机器人》：概述人工智能技术的发展，以及机器人在各个领域的应用案例。

2.课后自主学习和探究：

-研究虚拟机器人软件的其他功能：鼓励学生深入了解虚拟机器人软件的其他功能，如模拟传感器、自动避障等，并尝试在编程中实现。

-探索编程语言的多样性：引导学生了解不同的编程语言（如Python、C++等）在虚拟机器人编程中的应用，比较它们的优缺点。

-调查机器人竞赛活动：了解国内外各类机器人竞赛，如FLL、WRO等，分析竞赛项目的要求和评价标准，激发学生的竞技兴趣。七、典型例题讲解例题1：编写一个程序，让虚拟机器人向前走直线10厘米。

解答：

```cpp

//假设每行代码代表机器人前进1厘米

for(inti=0;i<10;i++){

moveForward();

}

```

例题2：编写一个程序，让虚拟机器人从当前位置向右转90度。

解答：

```cpp

turnRight();

```

例题3：编写一个程序，让虚拟机器人绕一个正方形路径行走。

解答：

```cpp

//假设每行代码代表机器人前进1厘米，并已定义转向函数

for(inti=0;i<4;i++){

for(intj=0;j<4;j++){

moveForward();

}

turnRight();

}

```

例题4：编写一个程序，让虚拟机器人检测前方是否有障碍物，如果有，则转向避开。

解答：

```cpp

if(isObstacleAhead()){

turnRight();

moveForward();

}else{

moveForward();

}

```

例题5：编写一个程序，让虚拟机器人按照设定的路径（如Z字形）行走。

解答：

```cpp

//假设每行代码代表机器人前进1厘米，并已定义转向函数

for(inti=0;i<5;i++){

if(i%2==0){

moveForward();

turnRight();

}else{

moveForward();

turnLeft();

}

}

```

1.代码结构：强调程序的结构性和层次感，使学生能够清晰理解程序执行流程。

2.函数定义：引导学生学习并理解虚拟机器人软件中提供的函数及其作用，如前进、转向等。

3.条件判断：讲解如何利用条件语句实现虚拟机器人的智能决策，如避障、路径选择等。

4.循环控制：解释循环语句在虚拟机器人编程中的应用，如行走固定距离、重复执行任务等。

5.路径规划：教授学生如何设计复杂的路径，并利用编程实现，如Z字形、正方形等。八、课堂-通过提问：在课堂上提问学生关于虚拟机器人编程的基础知识和操作方法，以检查学生对课堂内容的理解和掌握程度。

-观察：观察学生在小组讨论和实际操作中的表现，了解他们的团队协作能力和动手能力。

-测试：设计一些简单的编程题目，让学生现场编写和调试，以评估他们的编程技能和问题解决能力。

2.作业评价：

-批改作业：认真批改学生的课后作业，检查他们对虚拟机器人编程知识的掌握程度和编程技能。

-点评作业：对学生的作业进行点评，指出他们的优点和需要改进的地方，并提供具体的建议和指导。

-反馈学习效果：及时反馈学生的学习效果，鼓励他们继续努力，提高他们的学习动力和自信心。

3.教学效果评价：

-评估学习目标：通过课堂表现、作业质量和测试结果，评估学生对虚拟机器人编程知识的学习目标是否达到。

-学生自我评价：鼓励学生进行自我评价，反思自己的学习过程和成果，并提出改进建议。

-教学改进：根据学生的学习情况和反馈，及时调整教学方法和手段，以更好地满足学生的学习需求和提高教学效果。板书设计①重点知识点：

-虚拟机器人基本概念

-虚拟机器人编程方法

-常用控制命令：前进、转向等

-循环语句与条件判断

②关键词：

-虚拟现实

-编程

-控制命令

-循环

-判断

③知识结构：

-虚拟机器人编程框架

-初始化

-循环执行

-结束

-程序示例：

-直线行走

-转向避障

-复杂路径规划

板书设计将采用图形结合文字的形式，通过流程图展示编程框架，用代码示例展示具体编程方法，使得学生能够直观地理解编程结构和逻辑。同时，使用不同颜色和字体突出关键词和重要知识点，增强视觉效果，提高学生的学习兴趣和记忆效率。反思改进措施（一）教学特色创新

1.结合虚拟现实技术，创新性地引入虚拟机器人编程教学，提高学生的学习兴趣和动手能力。

2.采用小组合作学习方式，鼓励学生相互讨论、交流，培养团队协作意识和沟通能力。

（二）存在主要问题

1.在教学过程中，部分学生对虚拟机器人编程知识点的理解不够深入，需要加强个别辅导。

2.教