第12課 智闖迷宮-機(jī)器人走迷宮的行走規(guī)則 說(shuō)課稿-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12課智闖迷宮——機(jī)器人走迷宮的行走規(guī)則說(shuō)課稿-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)一、設(shè)計(jì)思路

本節(jié)課以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力為核心，結(jié)合九年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知水平，通過(guò)“智闖迷宮——機(jī)器人走迷宮的行走規(guī)則”這一主題，引導(dǎo)學(xué)生深入理解機(jī)器人編程的基本原理。首先，通過(guò)生動(dòng)的情景導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；其次，講解機(jī)器人走迷宮的基本規(guī)則，讓學(xué)生掌握編程邏輯；接著，通過(guò)小組合作，讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，設(shè)計(jì)并編寫(xiě)機(jī)器人走迷宮的程序；最后，進(jìn)行作品展示和評(píng)價(jià)，總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)成果，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)

1.信息意識(shí)：培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取、處理和應(yīng)用信息的能力，通過(guò)分析機(jī)器人走迷宮的規(guī)則，提升學(xué)生面對(duì)復(fù)雜問(wèn)題時(shí)的信息敏感度和處理能力。

2.計(jì)算思維：發(fā)展學(xué)生的邏輯思維和問(wèn)題解決能力，使其能夠運(yùn)用計(jì)算思維設(shè)計(jì)機(jī)器人走迷宮的算法，理解程序設(shè)計(jì)的基本原理。

3.創(chuàng)新與合作：激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，通過(guò)小組合作完成迷宮編程任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和分享交流的素養(yǎng)。

4.信息倫理與安全：教育學(xué)生在使用信息技術(shù)時(shí)遵循倫理道德，尊重知識(shí)產(chǎn)權(quán)，關(guān)注信息安全和隱私保護(hù)。三、學(xué)習(xí)者分析

1.學(xué)生已經(jīng)掌握了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)操作、簡(jiǎn)單的編程語(yǔ)言和邏輯思維能力，能夠理解變量、循環(huán)和條件語(yǔ)句等基本編程概念。

2.九年級(jí)的學(xué)生對(duì)新鮮事物充滿好奇心，對(duì)于動(dòng)手實(shí)踐和解決實(shí)際問(wèn)題的學(xué)習(xí)方式有較高的興趣。他們?cè)谶壿嬎季S和抽象思維方面有一定的發(fā)展，但學(xué)習(xí)風(fēng)格多樣，有的學(xué)生擅長(zhǎng)獨(dú)立思考，有的則更傾向于合作學(xué)習(xí)。

3.學(xué)生在理解機(jī)器人走迷宮的算法時(shí)可能會(huì)遇到邏輯思維上的困難，對(duì)于編程中的調(diào)試和錯(cuò)誤處理可能感到挑戰(zhàn)。此外，由于是下冊(cè)內(nèi)容，學(xué)生可能需要更多時(shí)間來(lái)消化和吸收較為復(fù)雜的編程知識(shí)和技能。在合作學(xué)習(xí)過(guò)程中，如何協(xié)調(diào)不同學(xué)生的意見(jiàn)和步伐，也是一個(gè)潛在的挑戰(zhàn)。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備

1.教材：提前為學(xué)生準(zhǔn)備《初中信息技術(shù)九年級(jí)下冊(cè)》教材，確保每人一本，以便于學(xué)生跟隨課程進(jìn)度學(xué)習(xí)。

2.輔助材料：搜集與機(jī)器人走迷宮相關(guān)的教學(xué)視頻、程序示例代碼和迷宮設(shè)計(jì)圖案，以多媒體形式輔助教學(xué)。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備計(jì)算機(jī)設(shè)備、編程軟件及必要的機(jī)器人模型，確保所有設(shè)備功能正常，滿足教學(xué)需求。

4.教室布置：將教室分為講解區(qū)和實(shí)驗(yàn)區(qū)，講解區(qū)用于授課和討論，實(shí)驗(yàn)區(qū)用于學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，保證教學(xué)活動(dòng)有序進(jìn)行。五、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

-開(kāi)場(chǎng)：利用一段機(jī)器人走迷宮的視頻吸引學(xué)生的注意力，讓學(xué)生觀察機(jī)器人如何根據(jù)規(guī)則在迷宮中移動(dòng)。

-提問(wèn)：同學(xué)們，你們知道機(jī)器人是如何在迷宮中找到出口的嗎？它遵循了哪些規(guī)則？

-討論：邀請(qǐng)學(xué)生分享他們對(duì)機(jī)器人走迷宮的理解，引導(dǎo)學(xué)生思考迷宮與編程之間的關(guān)系。

2.講授新課（15分鐘）

-講解迷宮規(guī)則：詳細(xì)講解機(jī)器人走迷宮的基本規(guī)則，包括方向控制、轉(zhuǎn)彎邏輯、碰撞檢測(cè)等。

-程序設(shè)計(jì)原理：介紹機(jī)器人走迷宮的編程邏輯，包括變量、循環(huán)、條件語(yǔ)句等基本編程概念。

-示例演示：通過(guò)實(shí)際代碼示例，展示如何編寫(xiě)機(jī)器人走迷宮的簡(jiǎn)單程序，并解釋關(guān)鍵代碼的作用。

3.鞏固練習(xí)（10分鐘）

-小組合作：學(xué)生分成小組，每組根據(jù)教材中的案例，嘗試編寫(xiě)機(jī)器人走迷宮的程序。

-指導(dǎo)與反饋：教師在各組間巡回指導(dǎo)，提供編程思路和技巧，幫助學(xué)生解決編程過(guò)程中遇到的問(wèn)題。

-作品展示：各小組展示自己的編程成果，教師給予評(píng)價(jià)和反饋。

4.師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（10分鐘）

-問(wèn)題解答：針對(duì)學(xué)生在編程過(guò)程中遇到的問(wèn)題，教師引導(dǎo)學(xué)生相互討論，共同尋找解決方案。

-課堂提問(wèn)：教師提出一些深入的問(wèn)題，如“如何優(yōu)化程序以提高機(jī)器人走迷宮的效率？”等，鼓勵(lì)學(xué)生思考和回答。

-創(chuàng)新設(shè)計(jì)：鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)意，設(shè)計(jì)更加復(fù)雜的迷宮或優(yōu)化現(xiàn)有程序，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

5.總結(jié)與拓展（5分鐘）

-總結(jié)：教師總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)機(jī)器人走迷宮的核心編程邏輯。

-拓展：布置課后作業(yè)，要求學(xué)生嘗試設(shè)計(jì)更具挑戰(zhàn)性的迷宮，并編寫(xiě)相應(yīng)的程序，以拓展所學(xué)知識(shí)。

6.課堂結(jié)束語(yǔ)（1分鐘）

-教師鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)探索編程的樂(lè)趣，提醒下節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，并宣布下課。六、教學(xué)資源拓展

1.拓展資源

-機(jī)器人編程語(yǔ)言介紹：拓展介紹Python、C++等在機(jī)器人編程中常用的編程語(yǔ)言的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景，讓學(xué)生了解不同編程語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)和局限性。

-機(jī)器人傳感器應(yīng)用：講解機(jī)器人中常用的傳感器，如紅外傳感器、超聲波傳感器等，以及它們?cè)跈C(jī)器人走迷宮過(guò)程中的作用和原理。

-機(jī)器人控制系統(tǒng)：介紹機(jī)器人控制系統(tǒng)的基本概念，包括開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制等，讓學(xué)生理解控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則。

-人工智能在機(jī)器人中的應(yīng)用：探討如何將人工智能技術(shù)應(yīng)用于機(jī)器人編程，如使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法優(yōu)化機(jī)器人走迷宮的路徑規(guī)劃。

2.拓展建議

-編程實(shí)踐：鼓勵(lì)學(xué)生利用課后時(shí)間，嘗試使用不同的編程語(yǔ)言編寫(xiě)機(jī)器人走迷宮程序，比較不同語(yǔ)言在實(shí)現(xiàn)相同功能時(shí)的差異。

-創(chuàng)意設(shè)計(jì)：引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)具有創(chuàng)新元素的迷宮，如多層迷宮、動(dòng)態(tài)迷宮等，挑戰(zhàn)更高難度的編程任務(wù)。

-競(jìng)賽參與：建議學(xué)生參加機(jī)器人編程相關(guān)的競(jìng)賽，如機(jī)器人足球賽、迷宮挑戰(zhàn)賽等，通過(guò)競(jìng)賽鍛煉自己的編程能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。

-閱讀資料：推薦學(xué)生閱讀關(guān)于機(jī)器人編程和人工智能的書(shū)籍、雜志和在線文章，以拓寬知識(shí)面。

-實(shí)驗(yàn)室參觀：組織學(xué)生參觀學(xué)?；虍?dāng)?shù)氐臋C(jī)器人實(shí)驗(yàn)室，了解機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用和研究進(jìn)展。

-學(xué)術(shù)交流：鼓勵(lì)學(xué)生參加學(xué)術(shù)講座、研討會(huì)等活動(dòng)，與其他對(duì)機(jī)器人編程感興趣的同學(xué)交流心得，共同進(jìn)步。

-技術(shù)分享：定期舉辦技術(shù)分享會(huì)，讓學(xué)生分享自己在機(jī)器人編程學(xué)習(xí)過(guò)程中的心得體會(huì)和成果，促進(jìn)知識(shí)和技能的傳播。七、內(nèi)容邏輯關(guān)系

①機(jī)器人走迷宮的基本規(guī)則

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：迷宮的結(jié)構(gòu)、機(jī)器人的移動(dòng)方向、轉(zhuǎn)彎邏輯、碰撞檢測(cè)

-重點(diǎn)詞語(yǔ)：入口、出口、路徑、方向、坐標(biāo)、碰撞

-重點(diǎn)句子：機(jī)器人每次移動(dòng)只能按預(yù)設(shè)方向前進(jìn)一格，遇到障礙物時(shí)需要根據(jù)規(guī)則轉(zhuǎn)彎。

②機(jī)器人編程邏輯

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：變量定義、循環(huán)結(jié)構(gòu)、條件語(yǔ)句、函數(shù)調(diào)用

-重點(diǎn)詞語(yǔ)：變量、循環(huán)、條件、函數(shù)、參數(shù)、返回值

-重點(diǎn)句子：通過(guò)循環(huán)和條件語(yǔ)句控制機(jī)器人的移動(dòng)，確保其能夠在迷宮中正確尋找到出口。

③編程實(shí)踐與問(wèn)題解決

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：程序調(diào)試、錯(cuò)誤處理、算法優(yōu)化、程序測(cè)試

-重點(diǎn)詞語(yǔ)：調(diào)試、錯(cuò)誤、優(yōu)化、測(cè)試、效率、路徑規(guī)劃

-重點(diǎn)句子：在編程實(shí)踐中，通過(guò)調(diào)試和優(yōu)化，提高機(jī)器人走迷宮的效率和準(zhǔn)確性。八、教學(xué)反思與總結(jié)

這節(jié)課從導(dǎo)入環(huán)節(jié)開(kāi)始，我就注意激發(fā)學(xué)生的興趣，通過(guò)生動(dòng)的視頻讓學(xué)生直觀感受到機(jī)器人走迷宮的魅力。在講授新課環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生們對(duì)于基本編程概念的理解還是有所欠缺，因此在講解時(shí)我盡量用生動(dòng)的例子和簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言來(lái)幫助學(xué)生理解。我注意到，當(dāng)涉及到具體的代碼編寫(xiě)時(shí)，一些學(xué)生顯得有些迷茫，這讓我意識(shí)到在鞏固練習(xí)環(huán)節(jié)需要更多地關(guān)注個(gè)體差異，給予不同層次的學(xué)生適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。

在教學(xué)反思方面，我認(rèn)為以下幾個(gè)方面的得失值得總結(jié)：

-教學(xué)方法：我嘗試采用了情境導(dǎo)入、案例教學(xué)和小組合作等教學(xué)方法，這些方法有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。但是我也發(fā)現(xiàn)，在小組合作環(huán)節(jié)，部分學(xué)生參與度不高，這可能是因?yàn)槲覍?duì)小組分配和任務(wù)設(shè)置的考慮不夠細(xì)致。

-教學(xué)策略：我在課堂上鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)和分享，這有助于活躍課堂氛圍和促進(jìn)生生互動(dòng)。然而，我也發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生在公開(kāi)場(chǎng)合表達(dá)自己的觀點(diǎn)時(shí)還不夠自信，這提示我在今后的教學(xué)中需要更多地培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力和自信心。

-教學(xué)管理：在課堂管理方面，我盡量維持秩序，保證每個(gè)學(xué)生都能集中注意力。但我也發(fā)現(xiàn)，在學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)，課堂紀(jì)律有些放松，今后需要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的監(jiān)督和引導(dǎo)。

在教學(xué)總結(jié)方面，我認(rèn)為本節(jié)課達(dá)到了以下效果：

-知識(shí)掌握：學(xué)生們基本掌握了機(jī)器人走迷宮的基本規(guī)則和編程邏輯，能夠在我的指導(dǎo)下完成簡(jiǎn)單的編程任務(wù)。

-技能提升：通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐，學(xué)生的編程能力和問(wèn)題解決能力得到了鍛煉和提高。

-情感態(tài)度：學(xué)生對(duì)機(jī)器人編程的興趣得到了提升，他們對(duì)于未來(lái)的學(xué)習(xí)