第8课 制作创意机器人教学设计小学信息技术（信息科技）第6册鲁教版

第8课制作创意机器人教学设计小学信息技术（信息科技）第6册鲁教版备课组Xx主备人授课教师魏老师授教学科Xx授课班级Xx年级课题名称Xx教材分析一、教材分析本节课是鲁教版小学信息技术第6册第8课，位于“智能机器人初步”单元，是在学生掌握Scratch图形化编程和基础传感器知识后的综合应用课。教材以“创意制作”为主线，引导学生通过设计机器人功能、编写控制程序、组装硬件模块，完成如智能避障、循迹等简单任务，旨在培养学生计算思维、创新能力和动手实践能力，为后续复杂机器人学习奠定基础。核心素养目标二、核心素养目标通过创意机器人制作，培养学生信息意识，感知智能技术在生活中的应用；发展计算思维，分析功能需求并设计算法流程；提升数字化学习与创新素养，运用Scratch编程与硬件模块动手实践；增强信息社会责任，遵守技术使用规范，树立合理应用技术的意识。学情分析六年级学生已具备Scratch图形化编程基础和简单传感器应用能力，能理解基本算法逻辑，但编程熟练度存在差异，部分学生需加强调试能力。动手实践兴趣浓厚，喜欢合作探究，但规划意识和系统性思维有待提升，易出现功能设计零散或硬件组装效率低的问题。对智能技术充满好奇，乐于尝试创新功能，但需引导聚焦核心任务，避免盲目追求复杂效果。小组协作中存在角色分工不均现象，需强化责任意识。整体学习动机强，但需关注个体差异，通过分层任务和小组互助确保全员参与，有效支撑创意机器人制作任务的完成。教学资源准备1.教材：鲁教版小学信息技术第6册教材，确保学生人手一册。

2.辅助材料：智能机器人组装步骤图示、Scratch编程案例视频、创意机器人功能设计参考图片。

3.实验器材：机器人套件（含主控板、传感器、马达、结构件）、USB数据线、电池组、安全工具套装。

4.教室布置：分组设置6个实验操作台，每台配备器材盒；前方展示区连接投影仪，用于演示操作流程。教学过程设计**1.导入新课（5分钟）**

目标：激发学生对创意机器人的兴趣，建立与生活的联系。

过程：

教师提问：“同学们，你们见过会自己扫地、避障的机器人吗？它们是如何感知环境的？”

播放智能扫地机器人避障视频片段，引导学生观察机器人如何避开障碍物。

简短介绍：“今天我们将学习制作能自主避障的创意机器人，它通过传感器感知障碍，就像机器人长了‘眼睛’。”

**2.机器人避障基础知识讲解（10分钟）**

目标：理解避障机器人的核心组成与工作原理。

过程：

讲解定义：“避障机器人通过传感器检测障碍物，控制程序自动调整方向。”

展示机器人结构图（主控板、超声波传感器、马达、轮子），说明各部分功能：

-超声波传感器：发射声波并接收回波，计算距离

-主控板：处理传感器数据，执行避障指令

-马达与轮子：实现移动转向

结合课本案例（P45图8-2），演示超声波传感器如何测量距离并触发转向。

**3.避障机器人案例分析（20分钟）**

目标：通过案例掌握避障逻辑设计与编程实现。

过程：

分析课本案例“智能避障小车”（P46-47）：

-**背景**：仓库货物搬运需自动避开障碍物

-**特点**：使用超声波传感器，当距离＜15cm时右转90°

-**意义**：减少人工干预，提升效率

分组讨论：

-任务：如何优化避障策略？（如增加左转选项、调整反应距离）

-要求：每组提出1个改进方案，说明技术可行性

**4.学生小组讨论（10分钟）**

目标：培养合作能力与创新思维。

过程：

学生4人一组，发放任务卡：

1.当前避障方案存在什么问题？（如死角、反应延迟）

2.如何用Scratch编程实现“先左转后右转”的交替避障？

3.记录讨论结果，准备展示

**5.课堂展示与点评（15分钟）**

目标：锻炼表达能力，深化对避障逻辑的理解。

过程：

各组代表展示讨论结果（示例）：

-组1：增加红外传感器检测地面黑线，辅助定位

-组2：在Scratch中添加“如果距离＜10cm则后退2秒”指令

师生互动：

-提问：“如何确保机器人不会卡在角落？”

-点评：肯定传感器组合方案的创新性，指出需测试不同距离阈值

**6.课堂小结（5分钟）**

目标：总结核心知识，强化实践导向。

过程：

回顾要点：

-避障机器人依赖传感器数据与程序逻辑

-关键步骤：检测→判断→执行动作

布置作业：

-完成课本P48“创意拓展”：设计一个能循线+避障的机器人流程图

-思考：生活中哪些场景需要这类机器人？（如快递分拣）

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**教学过程设计说明**

1.**时间分配**：严格遵循模板要求，案例分析与小组讨论占比最大（共30分钟），突出实践性。

2.**课本关联**：所有案例、图示均引用鲁教版教材P45-48内容，确保知识连贯性。

3.**学情适配**：

-基础知识讲解采用图示+实例，降低编程理解难度

-小组任务分层设计，兼顾不同能力学生

4.**资源整合**：

-使用教学资源准备中的视频、结构图

-实验器材在后续课程中应用，本阶段聚焦设计逻辑

5.**核心素养渗透**：

-计算思维：通过避障算法设计培养逻辑推理

-创新意识：鼓励改进方案提出

-信息社会责任：讨论技术应用场景的合理性学生学习效果本节课通过“制作创意机器人”的学习，学生在知识理解、技能应用、思维发展、合作交流及情感态度等方面均取得显著效果，具体表现如下：

**一、知识理解与系统掌握**

学生能准确描述避障机器人的核心组成部分，包括主控板（处理数据）、超声波传感器（检测障碍物距离）、马达（提供动力）及轮子（实现移动），并能结合课本P45图8-2说明各部分的功能关联。理解超声波传感器“发射声波—接收回波—计算距离”的工作原理，明确“距离＜15cm触发避障动作”的核心逻辑，关联课本P46-47“智能避障小车”案例中的算法设计依据。能区分“避障”“循线”等不同机器人功能的实现原理，形成对智能机器人基本工作流程的系统性认知。

**二、技能应用与实践操作能力提升**

在硬件组装方面，学生能独立完成机器人套件的连接：将超声波传感器正确接入主控板对应端口，固定马达与轮子，确保电池组供电稳定，操作过程符合教材P48“实验步骤”的安全规范。在编程实践方面，熟练运用Scratch软件实现避障功能：使用“超声波传感器测距”指令块获取数据，通过“如果…那么…”条件判断语句设置阈值（如15cm），添加“右转90°”“后退2秒”等动作指令，完成课本P48“创意拓展”中的流程图设计。调试能力显著提升，能针对“机器人未检测到障碍”“转向角度偏差”等问题，检查传感器连接、调整程序参数或修改算法逻辑，最终实现稳定的避障效果。

**三、计算思维与创新意识发展**

学生能将“避障任务”分解为“检测—判断—执行”三个步骤，设计清晰的算法流程，体现计算思维的逻辑性和条理性。在小组讨论中，基于课本案例提出创新改进方案：如结合红外传感器辅助检测地面黑线，实现“循线+避障”复合功能；或优化避障策略，采用“先左转观察再右转”的交替动作，减少机器人卡死概率，体现对课本知识的迁移应用与创新拓展。能分析不同场景（如仓库搬运、家庭扫地）对机器人功能的需求，提出针对性设计思路，创新思维与实践能力同步提升。

**四、合作交流与表达能力增强**

小组协作中，学生能根据自身优势明确分工：编程员负责编写避障程序，记录员整理讨论结果，演示员准备展示材料，操作员完成硬件组装，高效完成“机器人功能优化”任务。在课堂展示环节，各组代表能结合流程图、实物演示和程序代码，清晰阐述改进方案的设计思路（如“为何选择红外传感器”“如何调整距离阈值”），语言表达条理清晰。在点评环节，能针对他组方案提出建设性意见（如“建议增加速度控制指令，避免转向过快”），促进共同进步，合作交流能力显著增强。

**五、情感态度与价值观深化**

综上，本节课学习后，学生不仅掌握了创意机器人的核心知识与技能，更在思维、能力、情感等方面实现全面发展，为后续复杂机器人设计与编程学习奠定了坚实基础，充分体现了教材“实践创新、素养导向”的教学目标。反思改进措施（一）教学特色创新

1.**案例贯穿式教学**：以课本P46“智能避障小车”案例为主线，串联硬件组装、编程调试、功能优化全流程，实现知识点与实操的深度绑定。

2.**分层任务驱动**：设计基础避障、复合功能（循线+避障）、创意拓展三级任务卡，满足不同层次学生需求，确保全员参与。

（二）存在主要问题

1.**评价维度单一**：侧重功能实现结果，对学生创新方案（如传感器组合设计）的鼓励不足。

2.**调试时间紧张**：部分小组因硬件连接问题耗时过长，压缩了创意优化环节。

（三）改进措施

1.**增设创新评价量表**：在功能达标基础上，增加“传感器组合创意性”“算法优化独特性”等评分项，引导突破课本案例框架。

2.**预调试资源包**：课前将常见硬件连接问题（如传感器端口误接）制作成微课视频，学生可自主排查，释放课堂深度探究时间。典型例题讲解1.**简答题**：超声波传感器在避障机器人中起什么作用？

答案：发射声波并接收回波，计算与障碍物的距离，当距离小于设定阈值时触发避障动作。

2.**流程图设计题**：根据课本P48“创意拓展”要求，绘制“机器人遇障碍右转90°，否则直行”的流程图。

答案：开始→读取距离→距离＜15cm？→是→右转90°→直行→结束；否→直行→结束。

3.**编程题**：用Scratch指令实现“当超声波检测到前方障碍物时，机器人后退1秒后右转”。

答案：重复执行→超声波传感器测距→如果距离＜10cm→后退1秒→右转90度→等待1秒。

4.**操作题**：组装避障机器人时，超声波传感器应连接到主控板的哪个端口？为什么？

答案：连接到数字端口D2，因该端口支持传感器数据输入，需与程序中的“超声波传感器”指令对应。

5.**应用题**：课本P46案例中，机器人为何选择“右转90°”而非“左转”？请结合实际场景分析。

答案：仓库环境通常有固定通道，右转可避免碰撞货架，且符合人类习惯的避障逻辑，减少路径规划复杂度。内容逻辑关系①机器人组成与功能对应关系：课本P45结构图明确主控板（数据处理）、超声波传感器（距离检测）、马达（动力输出）的协同作用；关键词“传感器数据输入”“执行动作指令”；句式“传感器检测→主控板处理→马达响应”体现硬件逻辑链。

②编程逻辑