第2單元第9課《循線而走-地面?zhèn)鞲衅骱蜋C(jī)器人的循線行走》教學(xué)設(shè)計(jì) 2023-2024學(xué)年清華大學(xué)版（2012）初中信息技術(shù)九年級(jí)下冊(cè)

第2單元第9課《循線而走--地面?zhèn)鞲衅骱蜋C(jī)器人的循線行走》教學(xué)設(shè)計(jì)2023—2024學(xué)年清華大學(xué)版（2012）初中信息技術(shù)九年級(jí)下冊(cè)授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容為初中信息技術(shù)九年級(jí)下冊(cè)第2單元第9課《循線而走--地面?zhèn)鞲衅骱蜋C(jī)器人的循線行走》。該課程主要圍繞地面?zhèn)鞲衅骱蜋C(jī)器人的循線行走技術(shù)進(jìn)行講解，包括地面?zhèn)鞲衅鞯脑?、結(jié)構(gòu)以及如何實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的循線行走。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：

1.地面?zhèn)鞲衅鳎簩W(xué)生已經(jīng)了解了一些傳感器的基本概念和原理，如溫度傳感器、濕度傳感器等。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以進(jìn)一步了解地面?zhèn)鞲衅鞯脑砗蛻?yīng)用。

2.機(jī)器人循線行走：學(xué)生在小學(xué)階段已經(jīng)接觸過一些簡(jiǎn)單的機(jī)器人制作和編程，但對(duì)于循線行走的原理和方法可能還不夠了解。本節(jié)課將結(jié)合學(xué)生的已有知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)循線行走的原理和編程方法。

3.編程：學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)了一些基本的編程語(yǔ)言和編程思想，本節(jié)課將在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步教授學(xué)生如何編寫機(jī)器人循線行走的程序。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要圍繞技術(shù)意識(shí)、工程思維和信息意識(shí)三個(gè)方面展開。

1.技術(shù)意識(shí)：通過學(xué)習(xí)地面?zhèn)鞲衅鞯脑砗徒Y(jié)構(gòu)，使學(xué)生了解傳感器在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)意識(shí)和科技興趣。同時(shí)，通過學(xué)習(xí)機(jī)器人的循線行走技術(shù)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)并了解機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，提高學(xué)生的技術(shù)意識(shí)。

2.工程思維：在教學(xué)過程中，學(xué)生將學(xué)習(xí)如何設(shè)計(jì)和制作一個(gè)簡(jiǎn)單的循線機(jī)器人，通過實(shí)踐操作，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維能力和動(dòng)手能力。同時(shí)，學(xué)生將學(xué)習(xí)如何編寫循線行走的程序，通過編程實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和解決問題的能力。

3.信息意識(shí)：本節(jié)課將教授學(xué)生如何利用傳感器和編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的循線行走，使學(xué)生了解并掌握信息技術(shù)在實(shí)際生活中的應(yīng)用。同時(shí)，通過學(xué)習(xí)傳感器和編程的基本原理，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用和重要性，提高學(xué)生的信息意識(shí)。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

（1）地面?zhèn)鞲衅鞯脑砼c結(jié)構(gòu)

本節(jié)課的核心內(nèi)容是地面?zhèn)鞲衅鞯脑砼c結(jié)構(gòu)。傳感器是一種能夠?qū)⑼獠凯h(huán)境中的物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的裝置。地面?zhèn)鞲衅魇菣C(jī)器人循線行走的關(guān)鍵部件之一，它能夠檢測(cè)地面上的黑線并產(chǎn)生電信號(hào)，從而使機(jī)器人能夠沿著黑線行走。在本節(jié)課中，我們將重點(diǎn)講解地面?zhèn)鞲衅鞯脑砗徒Y(jié)構(gòu)，使學(xué)生能夠理解傳感器的工作原理和組成部分。

（2）機(jī)器人的循線行走原理

機(jī)器人的循線行走原理是本節(jié)課的另一個(gè)重點(diǎn)。循線行走是機(jī)器人根據(jù)地面?zhèn)鞲衅鳈z測(cè)到的黑線信息，通過控制程序和電機(jī)，實(shí)現(xiàn)沿著黑線行走的一種運(yùn)動(dòng)方式。在本節(jié)課中，我們將重點(diǎn)講解循線行走的原理，使學(xué)生能夠理解機(jī)器人是如何根據(jù)傳感器的信息來實(shí)現(xiàn)循線行走的。

（3）循線行走程序的編寫

循線行走程序的編寫是本節(jié)課的第三個(gè)重點(diǎn)。通過編寫循線行走程序，學(xué)生可以控制機(jī)器人實(shí)現(xiàn)循線行走。在本節(jié)課中，我們將重點(diǎn)講解循線行走程序的編寫方法，使學(xué)生能夠掌握編寫循線行走程序的基本技巧。

2.教學(xué)難點(diǎn)

（1）地面?zhèn)鞲衅鞯脑砼c結(jié)構(gòu)

地面?zhèn)鞲衅鞯脑砼c結(jié)構(gòu)是本節(jié)課的一個(gè)難點(diǎn)。傳感器的工作原理較為復(fù)雜，學(xué)生可能難以理解傳感器的轉(zhuǎn)換過程和組成部分。因此，在本節(jié)課中，我們將通過實(shí)物展示和示例講解，幫助學(xué)生理解地面?zhèn)鞲衅鞯脑砗徒Y(jié)構(gòu)。

（2）機(jī)器人的循線行走原理

機(jī)器人的循線行走原理是本節(jié)課的另一個(gè)難點(diǎn)。循線行走的實(shí)現(xiàn)涉及多個(gè)傳感器和控制程序，學(xué)生可能難以理解和掌握循線行走的實(shí)現(xiàn)過程。因此，在本節(jié)課中，我們將通過示例講解和編程實(shí)踐，幫助學(xué)生理解循線行走的原理和實(shí)現(xiàn)過程。

（3）循線行走程序的編寫

循線行走程序的編寫是本節(jié)課的第三個(gè)難點(diǎn)。編寫循線行走程序需要掌握一定的編程知識(shí)和技巧，學(xué)生可能難以理解和掌握編程方法和技巧。因此，在本節(jié)課中，我們將通過示例講解和編程實(shí)踐，幫助學(xué)生理解循線行走程序的編寫方法和技巧。教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法

（1）講授法：教師通過講解地面?zhèn)鞲衅鞯脑砗徒Y(jié)構(gòu)，機(jī)器人的循線行走原理和循線行走程序的編寫方法，使學(xué)生能夠理解和掌握相關(guān)知識(shí)。

（2）討論法：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，讓學(xué)生分享自己的理解和問題，通過互動(dòng)交流，激發(fā)學(xué)生的思維和興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

（3）實(shí)驗(yàn)法：安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作，讓學(xué)生親自動(dòng)手制作循線機(jī)器人，通過實(shí)踐操作，加深學(xué)生對(duì)地面?zhèn)鞲衅骱脱€行走程序的理解和掌握。

2.教學(xué)手段

（1）多媒體教學(xué)：利用多媒體設(shè)備，展示地面?zhèn)鞲衅鞯膶?shí)物圖片和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以及機(jī)器人的循線行走視頻，幫助學(xué)生直觀地理解和掌握相關(guān)知識(shí)。

（2）編程軟件：利用編程軟件，讓學(xué)生親自動(dòng)手編寫循線行走程序，通過實(shí)踐操作，加深學(xué)生對(duì)循線行走程序編寫方法和技巧的理解和掌握。

（3）教學(xué)軟件：利用教學(xué)軟件，進(jìn)行地面?zhèn)鞲衅骱脱€行走原理的模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過模擬實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解和掌握。教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對(duì)循線行走機(jī)器人的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場(chǎng)提問：“你們知道循線行走機(jī)器人是什么嗎？它與我們的生活有什么關(guān)系？”

展示一些關(guān)于循線行走機(jī)器人的圖片或視頻片段，讓學(xué)生初步感受循線行走機(jī)器人的魅力或特點(diǎn)。

簡(jiǎn)短介紹循線行走機(jī)器人的基本概念和重要性，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.循線行走機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解循線行走機(jī)器人的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解循線行走機(jī)器人的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)。

詳細(xì)介紹循線行走機(jī)器人的組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

3.循線行走機(jī)器人案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解循線行走機(jī)器人的特性和重要性。

過程：

選擇幾個(gè)典型的循線行走機(jī)器人案例進(jìn)行分析。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解循線行走機(jī)器人的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對(duì)實(shí)際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用循線行走機(jī)器人解決實(shí)際問題。

小組討論：讓學(xué)生分組討論循線行走機(jī)器人的未來發(fā)展或改進(jìn)方向，并提出創(chuàng)新性的想法或建議。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與循線行走機(jī)器人相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對(duì)循線行走機(jī)器人的認(rèn)識(shí)和理解。

過程：

各組代表依次上臺(tái)展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行提問和點(diǎn)評(píng)，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)循線行走機(jī)器人的重要性和意義。

過程：

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括循線行走機(jī)器人的基本概念、組成部分、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)循線行走機(jī)器人在現(xiàn)實(shí)生活或?qū)W習(xí)中的價(jià)值和作用，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用循線行走機(jī)器人。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于循線行走機(jī)器人的短文或報(bào)告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.學(xué)生能夠理解地面?zhèn)鞲衅鞯脑砗徒Y(jié)構(gòu)，以及它們?cè)跈C(jī)器人循線行走中的作用。學(xué)生將能夠描述傳感器的工作原理，包括其如何將物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。學(xué)生將能夠識(shí)別傳感器的組成部分，并了解它們的功能和作用。

2.學(xué)生將能夠理解機(jī)器人的循線行走原理，包括機(jī)器人如何根據(jù)傳感器的信息來控制其運(yùn)動(dòng)。學(xué)生將能夠描述循線行走的基本過程，包括如何檢測(cè)地面上的黑線、如何根據(jù)檢測(cè)到的信息來控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)等。

3.學(xué)生將能夠編寫簡(jiǎn)單的循線行走程序，以控制機(jī)器人沿著黑線行走。學(xué)生將能夠理解和應(yīng)用編程語(yǔ)言的基本語(yǔ)法和結(jié)構(gòu)，以編寫能夠?qū)崿F(xiàn)循線行走的程序。學(xué)生將能夠分析和調(diào)試程序，以解決可能出現(xiàn)的問題。

4.學(xué)生將能夠分析具體的循線行走機(jī)器人案例，并理解它們的特點(diǎn)和重要性。學(xué)生將能夠識(shí)別案例中的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用，并能夠?qū)⑵渑c實(shí)際生活中的應(yīng)用聯(lián)系起來。

5.學(xué)生將能夠進(jìn)行小組討論，并提出關(guān)于循線行走機(jī)器人的創(chuàng)新性想法或建議。學(xué)生將能夠與小組成員合作，共同探討循線行走機(jī)器人的未來發(fā)展或改進(jìn)方向，并提出具體的方案或建議。

6.學(xué)生將能夠展示他們的學(xué)習(xí)成果，并能夠清晰地表達(dá)他們的觀點(diǎn)和思考。學(xué)生將能夠回答其他學(xué)生和教師的提問，并能夠接受他們的反饋和建議。

7.學(xué)生將能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中，例如設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的循線行走機(jī)器人，或者解決實(shí)際生活中的問題。學(xué)生將能夠?qū)⒕幊讨R(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題的解決，并能夠編寫出能夠?qū)崿F(xiàn)特定功能的程序。課后拓展1.拓展內(nèi)容

（1）閱讀材料：

-《傳感器技術(shù)原理與應(yīng)用》（作者：張三）

-《機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》（作者：李四）

-《循線行走機(jī)器人設(shè)計(jì)與制作》（作者：王五）

（2）視頻資源：

-“地面?zhèn)鞲衅鞴ぷ髟怼币曨l

-“循線行走機(jī)器人案例分析”視頻

-“編程語(yǔ)言入門”視頻

2.拓展要求

（1）閱讀要求：

-閱讀上述推薦閱讀材料，了解地面?zhèn)鞲衅鳌C(jī)器人技術(shù)和循線行走機(jī)器人的相關(guān)知識(shí)。

-完成閱讀材料的筆記和總結(jié)，并在下次課堂上進(jìn)行分享。

（2）視頻要求：

-觀看上述推薦視頻，了解地面?zhèn)鞲衅鞯墓ぷ髟怼⒀€行走機(jī)器人的案例分析和編程語(yǔ)言的基礎(chǔ)知識(shí)。

-完成視頻觀看筆記，并在下次課堂上進(jìn)行分享。

（3）實(shí)踐要求：

-利用課后時(shí)間，嘗試設(shè)計(jì)和制作一個(gè)簡(jiǎn)單的循線行走機(jī)器人，或者編寫一個(gè)循線行走程序。

-在設(shè)計(jì)和制作過程中，遇到問題可以隨時(shí)向教師請(qǐng)教，教師會(huì)提供必要的指導(dǎo)和幫助。

（4）思考要求：

-思考循線行走機(jī)器人在實(shí)際生活中的應(yīng)用和未來發(fā)展方向。

-提出自己的想法或建議，并準(zhǔn)備在下次的課堂上進(jìn)行分享。反思改進(jìn)措施（1）實(shí)踐操作：通過讓學(xué)生親自動(dòng)手制作循線行走機(jī)器人，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力和創(chuàng)新思維。

（2）小組合作：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論和合作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通能力。

（3）問題導(dǎo)向：鼓勵(lì)學(xué)生提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考和解決問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。

2.存在主要問題

（1）教學(xué)內(nèi)容：部分學(xué)生對(duì)于地面?zhèn)鞲衅骱脱€行走程序的理解和掌握存在困難，需要進(jìn)一步細(xì)化講解和提供更多的實(shí)例。

（2）教學(xué)方法：部分學(xué)生對(duì)傳統(tǒng)的講授法不感興趣，需要采用更多的互動(dòng)式教學(xué)方法，如討論法、實(shí)驗(yàn)法等，提高學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)效果。

（3）教學(xué)評(píng)價(jià)：