小学信息技术第三册 学生机器人行走1选修教学实录 苏科版

小学信息技术第三册学生机器人行走1选修教学实录苏科版学校授课教师课时授课班级授课地点教具设计意图本节课以“学生机器人行走1”为主题，通过苏科版信息技术教材第三册的相关内容，引导学生了解机器人行走的基本原理，培养学生的动手实践能力和创新思维。通过实际操作，让学生体验编程的乐趣，激发学生对信息技术的兴趣。核心素养目标分析培养学生信息意识，理解机器人行走程序设计的基本概念；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，鼓励学生在实践中探索，设计出不同行走方式的机器人；同时，强化信息伦理意识，教育学生尊重知识产权，合理使用技术资源。教学难点与重点1.教学重点，

①理解机器人行走程序的基本逻辑和流程；

②掌握编程语言中的指令和函数，能够根据需求设计机器人行走程序；

③通过实践操作，实现机器人按照预设路径行走。

2.教学难点，

①掌握编程思维的转换，将实际行走需求转化为编程逻辑；

②解决编程中遇到的问题，如代码错误、运行异常等；

③在有限的时间内，设计出既符合要求又具有创意的机器人行走程序；

④协调团队协作，共同完成更复杂的机器人行走任务。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过讲解机器人行走程序的基本原理和编程语言，帮助学生建立初步的概念。

2.实验法：引导学生动手实践，通过编程软件进行机器人行走程序的编写和调试，加深理解。

3.讨论法：鼓励学生之间交流编程心得，共同解决编程过程中遇到的问题。

教学手段：

1.多媒体设备：利用PPT展示机器人行走程序的关键步骤和代码示例，提高教学直观性。

2.教学软件：使用编程软件，让学生在虚拟环境中进行机器人行走程序的编写和测试。

3.互动平台：利用在线学习平台，提供课后练习和讨论空间，增强学生学习的持续性和互动性。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求，如让学生预习机器人行走程序的基本概念和编程语言的基本指令。

设计预习问题：围绕机器人行走程序的设计，设计一系列具有启发性和探究性的问题，如“如何通过编程控制机器人行走的速度和方向？”

监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果，如通过预习报告了解学生预习的覆盖面和深度。

学生活动：

自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解机器人行走程序的基础知识。

思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问，如思考不同编程语句对机器人行走的影响。

方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

帮助学生提前了解机器人行走程序的设计原理，为课堂学习做好准备。

培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示一个简单的机器人行走视频，引出XX课题，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解编程控制机器人行走的代码逻辑，结合实例帮助学生理解，如讲解循环和条件语句在机器人行走程序中的应用。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生探讨如何编写能够让机器人沿直线行走的程序。

学生活动：

听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题，如编程语句的正确性和效率。

参与课堂活动：积极参与小组讨论，共同编写和调试机器人行走程序。

方法/手段/资源：

讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解编程控制机器人行走的代码逻辑。

实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握编程技能。

合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

帮助学生深入理解编程控制机器人行走的知识点，掌握编程技能。

通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：布置编写一个机器人能够根据指令完成特定动作的课后作业，如让机器人完成一个圆形路径的行走。

提供拓展资源：提供编程教程和机器人平台的相关视频教程，供学生进一步学习。

学生活动：

完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

拓展学习：利用老师提供的拓展资源，学习更高级的编程技巧。

方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

巩固学生在课堂上学到的编程知识和技能。

通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。教学资源拓展1.拓展资源：

-机器人编程语言简介：介绍常用的机器人编程语言，如Scratch、Python、Arduino等，以及它们的特点和适用场景。

-机器人行走原理：探讨机器人行走的基本原理，包括机械结构、传感器、控制器和驱动器等组成部分。

-机器人编程案例：分享一些经典的机器人编程案例，如循线机器人、避障机器人、舞蹈机器人等，展示编程在实际应用中的效果。

-机器人竞赛与活动：介绍国内外机器人竞赛和活动，如RoboCup、VEX机器人竞赛等，激发学生对机器人编程的兴趣。

-机器人教育平台：推荐一些机器人教育平台，如Makeblock、Dobot等，提供丰富的教学资源和实践项目。

2.拓展建议：

-针对Scratch编程语言，可以引导学生学习如何使用Scratch编写简单的机器人行走程序，如控制机器人前进、后退、转弯等。

-在Python编程语言方面，可以让学生尝试使用Python编写一个简单的机器人行走程序，如使用GPIO库控制机器人行走的电机。

-通过Arduino编程语言，学生可以学习如何使用Arduino控制机器人行走的机械结构，如使用Servo库控制舵机。

-组织学生参加机器人竞赛和活动，提高他们的实践能力和团队协作能力。

-鼓励学生利用机器人教育平台，学习更多关于机器人编程的知识和技能。

-引导学生关注机器人行业的最新动态，了解机器人技术的发展趋势。

-鼓励学生进行创新实践，设计出具有独特功能的机器人。

-组织学生参观机器人展览和工厂，了解机器人产业的实际应用。

-鼓励学生参加机器人相关的志愿者活动，为社会贡献自己的力量。课堂1.课堂评价

课堂评价是教学过程中不可或缺的一环，它有助于教师了解学生的学习情况，及时发现问题并进行解决。以下是本节课的课堂评价方式：

（1）提问评价：在课堂教学中，教师可以通过提问的方式检验学生对机器人行走程序的理解程度。例如，教师可以提出以下问题：

-机器人行走程序的基本结构是怎样的？

-在编写机器人行走程序时，需要注意哪些问题？

-如何调试机器人行走程序，使其正常运行？

（2）观察评价：教师应关注学生在课堂上的表现，如参与度、合作能力、动手能力等。观察评价可以帮助教师了解学生的个性特点和学习风格，为个性化教学提供依据。

（3）测试评价：在课堂教学中，教师可以设计一些简单的测试题，如判断题、选择题、填空题等，以检验学生对机器人行走程序知识的掌握程度。测试评价可以客观反映学生的学习成果，为后续教学提供参考。

2.作业评价

作业是巩固课堂所学知识的重要手段，教师应对学生的作业进行认真批改和点评，及时反馈学生的学习效果。

（1）作业批改：教师应认真阅读学生的作业，检查其完成情况、正确性以及创新性。对于错误，教师应耐心指出并给予指导，帮助学生改正。

（2）作业点评：教师应在作业批改过程中，给予学生针对性的点评。以下是一些点评要点：

-对学生完成作业的认真程度给予肯定，鼓励学生继续保持。

-对学生作业中的亮点进行表扬，激发学生的学习兴趣。

-对学生作业中的不足提出改进意见，引导学生反思和提升。

-对于有创新性的作业，教师应给予高度评价，鼓励学生继续探索。

（3）作业反馈：教师应及时将作业反馈给学生，让他们了解自己的学习成果和不足。反馈方式可以包括：

-面对面交流：教师可以针对学生的具体问题进行解答和指导。

-书面反馈：教师可以将作业反馈写成书面形式，贴在班级公告栏或发给学生。

-在线交流：利用在线平台，教师可以与学生进行实时交流，解答学生的疑问。内容逻辑关系1.机器人行走程序设计的基本原理

①机器人行走程序的组成部分：控制器、传感器、执行器等。

②行走程序的流程图设计：开始、初始化、执行动作、结束等步骤。

③编程语言的指令和函数：如何使用循环、条件语句等。

2.机器人行走程序的编写

①选择合适的编程语言：如Scratch、Python、Arduino等。

②编写程序的基本结构：变量定义、条件判断、循环控制等。

③代码调试和优化：处理程序错误、提高程序效率。

3.机器人行走程序的实际应用

①设计机器人行走的具体任务：如循线、避障、路径规划等。

②实现任务的关键技术：传感器数据读取、电机控制等。

③测试和优化：调整程序，确保机器人能够完成行走任务。典型例题讲解1.例题一：

编写一个Scratch程序，让机器人沿着一条直线行走，行走速度为每秒1厘米。

答案：

```scratch

当绿旗被点击

移动100

如果碰到颜色是蓝色的物体

停止所有

```

2.例题二：

编写一个Python程序，使用Arduino控制机器人行走的电机，使机器人按照以下路径行走：向右转90度，前进10厘米，向左转90度，前进10厘米，重复此过程5次。

答案：

```python

importRPi.GPIOasGPIO

importtime

#设置GPIO引脚

ENA=12

IN1=13

IN2=15

IN3=16

IN4=18

#设置电机控制引脚

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(ENA,GPIO.OUT)

GPIO.setup(IN1,GPIO.OUT)

GPIO.setup(IN2,GPIO.OUT)

GPIO.setup(IN3,GPIO.OUT)

GPIO.setup(IN4,GPIO.OUT)

#定义前进和后退函数

defforward():

GPIO.output(ENA,GPIO.HIGH)

GPIO.output(IN1,GPIO.LOW)

GPIO.output(IN2,GPIO.HIGH)

GPIO.output(IN3,GPIO.HIGH)

GPIO.output(IN4,GPIO.LOW)

defbackward():

GPIO.output(ENA,GPIO.HIGH)

GPIO.output(IN1,GPIO.HIGH)

GPIO.output(IN2,GPIO.LOW)

GPIO.output(IN3,GPIO.LOW)

GPIO.output(IN4,GPIO.HIGH)

#定义转右和转左函数

defturn_right():

GPIO.output(ENA,GPIO.HIGH)

GPIO.output(IN1,GPIO.LOW)

GPIO.output(IN2,GPIO.HIGH)

GPIO.output(IN3,GPIO.LOW)

GPIO.output(IN4,GPIO.HIGH)

defturn_left():

GPIO.output(ENA,GPIO.HIGH)

GPIO.output(IN1,GPIO.HIGH)

GPIO.output(IN2,GPIO.LOW)

GPIO.output(IN3,GPIO.HIGH)

GPIO.output(IN4,GPIO.LOW)

#执行路径行走

foriinrange(5):

forward()

time.sleep(1)

turn_right()

time.sleep(1)

forward()

time.sleep(1)

turn_left()

time.sleep(1)

#清理GPIO

GPIO.cleanup()

```

3.例题三：

编写一个Scratch程序，让机器人能够检测到地面上的障碍物，并在遇到障碍物时停止行走。

答案：

```scratch

当绿旗被点击

重复执行

如果碰到颜色是红色的物体

停止所有

```

4.例题四：

编写一个Python程序，使用Arduino控制机器人行走的电机，实现机器