第十一课 机器人行走教学设计初中信息技术（信息科技）九年级浙教版（广西、宁波）

第十一课机器人行走教学设计初中信息技术（信息科技）九年级浙教版（广西、宁波）授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间课程基本信息1.课程名称：机器人行走教学设计

2.教学年级和班级：九年级信息技术班

3.授课时间：2023年3月15日星期三第2节课

4.教学时数：1课时核心素养目标分析本节课旨在培养学生的问题解决能力、创新实践能力和信息素养。通过学习机器人行走原理，学生能够理解计算机程序与机械动作的结合，提升对人工智能技术的认知。同时，通过动手实践，学生将培养团队合作精神和解决问题的能力，增强在信息技术领域的学习兴趣和应用意识。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

九年级学生已经具备基本的计算机操作能力和编程基础，了解简单的编程语言和逻辑结构。他们对计算机科学有一定的兴趣，并能够理解基本的算法和程序设计概念。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

学生对信息技术课程普遍表现出较高的兴趣，喜欢动手实践和探索。他们在学习过程中表现出较强的逻辑思维能力，能够快速掌握编程技巧。学生的学习风格多样，有的学生偏好通过视觉学习，有的则更倾向于动手操作和实验。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

部分学生在理解编程逻辑和算法时可能存在困难，特别是在处理复杂的问题时，他们可能难以找到合适的解决方案。此外，对于编程初学者来说，编写代码时可能遇到语法错误和逻辑错误，这需要学生具备耐心和细致的调试能力。另外，团队合作中的沟通和协调也可能成为学生需要克服的挑战。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过讲解机器人行走的基本原理，帮助学生建立知识框架。

2.实验法：指导学生进行机器人搭建和编程实践，增强动手能力和问题解决能力。

3.讨论法：组织学生围绕机器人行走的设计方案进行讨论，培养学生的创新思维和团队协作能力。

教学手段：

1.多媒体演示：利用PPT展示机器人行走的相关图片和视频，激发学生兴趣。

2.教学软件：使用编程软件进行实际操作演示，让学生直观理解编程过程。

3.互动教学：通过提问、小组讨论等方式，提高学生的参与度和课堂互动性。教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：展示一段关于机器人行走的视频，让学生直观感受机器人技术的魅力，提出问题：“机器人是如何实现行走的？它的行走原理是什么？”

-回顾旧知：简要回顾计算机程序的基本概念和编程语言的基础知识，引导学生思考如何将程序与机器人行走相结合。

2.新课呈现（约30分钟）

-讲解新知：

-详细讲解机器人行走的基本原理，包括传感器、电机、控制器等组成部分。

-介绍常见的行走算法，如步进式行走、曲线行走等。

-分析机器人行走过程中的关键因素，如速度、方向、平衡等。

-举例说明：

-以简单的机器人行走程序为例，展示如何使用编程语言控制机器人行走。

-分析程序中的关键代码，让学生理解程序的工作原理。

-互动探究：

-组织学生分组讨论，提出如何优化机器人行走的程序。

-引导学生通过实验验证自己的设计方案，观察机器人行走的实际效果。

3.巩固练习（约20分钟）

-学生活动：

-学生分组，根据所学知识，设计一个简单的机器人行走程序。

-学生尝试使用编程软件实现程序，并测试行走效果。

-教师指导：

-教师巡回指导，解答学生在编程过程中遇到的问题。

-引导学生分析程序中的错误，学会调试和优化代码。

-教师选取部分优秀作品进行展示，让学生互相学习和借鉴。

4.总结与反思（约5分钟）

-教师总结本节课的主要知识点，强调机器人行走的关键技术。

-引导学生反思学习过程中的收获和不足，提出改进建议。

-布置课后作业，让学生进一步巩固所学知识。

5.课后拓展（约10分钟）

-提供一些机器人行走的相关资料，让学生了解更多相关技术。

-鼓励学生思考如何将所学知识应用到实际项目中，激发创新意识。

（注：以下内容为教学过程中的详细步骤，具体时间分配可根据实际情况调整。）

一、导入（约5分钟）

1.展示机器人行走视频，提问学生：“机器人是如何实现行走的？”

2.引导学生回顾计算机程序和编程语言的基础知识。

3.提出本节课的学习目标。

二、新课呈现（约30分钟）

1.讲解机器人行走的基本原理，包括传感器、电机、控制器等组成部分。

2.介绍常见的行走算法，如步进式行走、曲线行走等。

3.分析机器人行走过程中的关键因素，如速度、方向、平衡等。

4.以简单的机器人行走程序为例，展示如何使用编程语言控制机器人行走。

5.分析程序中的关键代码，让学生理解程序的工作原理。

6.组织学生分组讨论，提出如何优化机器人行走的程序。

三、巩固练习（约20分钟）

1.学生分组，根据所学知识，设计一个简单的机器人行走程序。

2.学生尝试使用编程软件实现程序，并测试行走效果。

3.教师巡回指导，解答学生在编程过程中遇到的问题。

4.引导学生分析程序中的错误，学会调试和优化代码。

5.教师选取部分优秀作品进行展示，让学生互相学习和借鉴。

四、总结与反思（约5分钟）

1.教师总结本节课的主要知识点，强调机器人行走的关键技术。

2.引导学生反思学习过程中的收获和不足，提出改进建议。

五、课后拓展（约10分钟）

1.提供一些机器人行走的相关资料，让学生了解更多相关技术。

2.鼓励学生思考如何将所学知识应用到实际项目中，激发创新意识。教学资源拓展1.拓展资源：

-机器人行走原理的科普文章，介绍不同类型的机器人行走方式和它们的应用场景。

-机器人编程入门教程，包括基础的编程语言介绍和简单的机器人编程案例。

-机器人历史与发展资料，展示机器人技术的发展历程和未来趋势。

-机器人竞赛规则和案例，提供机器人竞赛的相关信息，激发学生的竞技兴趣。

-机器人教育平台，介绍一些专门为教育目的设计的机器人平台和工具。

2.拓展建议：

-鼓励学生阅读机器人行走原理的科普文章，加深对机器人技术原理的理解。

-建议学生尝试使用在线编程平台，如Scratch或Python，进行简单的机器人编程练习。

-推荐学生参加学校或社区组织的机器人工作坊，亲自动手搭建和编程机器人。

-建议学生关注机器人竞赛的信息，了解竞赛规则，并尝试参与竞赛项目。

-鼓励学生参与机器人教育项目，通过团队合作解决实际问题，提升综合能力。

-建议学生利用图书馆资源，查找关于机器人技术的书籍和期刊，进行深入阅读。

-推荐学生观看机器人相关的纪录片或TED演讲，了解机器人技术的最新进展和应用。

-建议学生参与线上课程，如Coursera或edX上的机器人课程，学习更高级的机器人技术。

-鼓励学生参与社区活动，如科技展览或机器人俱乐部，与其他对机器人技术感兴趣的人交流学习。

-建议学生关注机器人领域的学术会议和研讨会，了解行业动态和前沿技术。教学评价与反馈1.课堂表现：

-观察学生在课堂上的参与度，包括提问、回答问题、与同学互动等。

-评价学生的专注度和学习态度，如是否认真听讲，是否积极参与讨论。

-关注学生在课堂活动中的表现，如实验操作、编程练习等。

2.小组讨论成果展示：

-评估学生在小组讨论中的贡献，包括提出问题、分享观点、协助解决问题等。

-评价学生的团队合作能力，如沟通协调、分工合作、共同解决问题等。

-观察学生的表达能力和展示技巧，如是否清晰、有条理地阐述观点。

3.随堂测试：

-通过随堂测试评估学生对机器人行走原理的理解程度。

-评价学生对编程语言和算法的应用能力，如能否正确编写程序实现机器人行走。

-分析学生的错误类型，找出学习难点，为后续教学提供改进方向。

4.学生自评与互评：

-鼓励学生进行自我评价，反思自己在课堂上的表现和学习效果。

-组织学生进行互评，让学生相互学习，共同进步。

-引导学生关注自己的进步和不足，培养自我监控和自我调整的能力。

5.教师评价与反馈：

-针对课堂表现，给予学生具体的表扬和鼓励，如“你今天提问很棒，很有思考深度”。

-针对学生的错误，提供详细的指导和帮助，如“这个程序运行不正常，我们可以尝试这样修改”。

-针对学生的进步，给予及时的肯定和认可，如“你这次实验做得很好，进步很大”。

-针对学生的学习困难，提供个性化的辅导和资源推荐，如“如果你对某个知识点不太理解，可以看看这本书”。

-针对学生的团队合作，评价学生的协作能力和贡献，如“你们小组在讨论中非常积极，合作得很好”。

-针对学生的展示技巧，提供改进建议，如“你的表达很有条理，但可以尝试增加一些肢体语言，让听众更容易理解”。板书设计①机器人行走原理概述

-传感器类型

-电机工作原理

-控制器功能

②机器人行走算法

-步进式行走

-曲线行走

-平衡控制算法

③编程实现

-编程语言简介

-关键代码示例

-程序调试方法

④实验与练习

-实验步骤

-练习要求

-数据记录与分析

⑤教学总结

-知识点回顾

-学习重点

-下节课预告反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.创设实践性强的课堂活动：在课堂上，我们可以设计更多动手实践的项目，让学生通过实际操作来加深对机器人行走原理的理解。比如，可以让学生分组设计并搭建一个简单的机器人，然后编程让它行走，这样既能提高学生的实践能力，又能激发他们的学习兴趣。

2.引入项目式学习：通过项目式学习，学生可以围绕一个具体的问题或任务，运用所学知识进行探究和解决。例如，可以让学生研究如何改进机器人的行走路径，或者如何使机器人适应不同的地形。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生编程基础参差不齐：由于学生的编程基础不同，有的学生能够迅速掌握编程技巧，而有的学生则感到困难重重。这导致课堂上的进度不均衡，需要教师更加细致地关注每个学生的学习进度。

2.教学方法单一：目前的教学方法主要是讲授和实验，缺乏更多的互动和讨论环节。这样的教学方式可能会让学生感到枯燥，不利于培养学生的创新思维和解决问题的能力。

3.评价方式不够全面：目前的评价方式主要依赖于随堂测试和实验报告，缺乏对学生实际操作能力和创新思维的评估。

反思改进措施（三）

1.个性化辅导：针对学生编程基础参差不齐的问题，我计划在课后提供个性化辅导，帮助基础较弱的学生跟上进度。同时，对于编程能力较强的学生，可以提供更高难度的项目，以满足他们的学习需求。

2.丰富教学方法：为了提高学生的学习兴趣和参与度，我计划在课堂上引入更多的互动环节，如小组讨论、角色扮演等。此外，可以定期组织编程马拉松等活动，让学生在