全國(guó)粵教版信息技術(shù)七年級(jí)下冊(cè)第二章第七節(jié)《制作循跡機(jī)器人》教學(xué)設(shè)計(jì)001

全國(guó)粵教版信息技術(shù)七年級(jí)下冊(cè)第二章第七節(jié)《制作循跡機(jī)器人》教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具設(shè)計(jì)思路本節(jié)課設(shè)計(jì)思路緊密結(jié)合粵教版信息技術(shù)七年級(jí)下冊(cè)第二章第七節(jié)《制作循跡機(jī)器人》內(nèi)容，以實(shí)際操作為主，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)組裝、編程和調(diào)試，體驗(yàn)信息技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。課程設(shè)置循序漸進(jìn)，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析培養(yǎng)學(xué)生信息意識(shí)，提高對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用能力；發(fā)展計(jì)算思維，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)循跡機(jī)器人，提升邏輯推理和問(wèn)題解決能力；增強(qiáng)實(shí)踐創(chuàng)新精神，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)踐中探索和改進(jìn)，激發(fā)科技興趣；同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生合作交流能力，在小組合作中學(xué)會(huì)分享和協(xié)作。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：循跡機(jī)器人組裝與編程。

難點(diǎn)：編程邏輯的理解和調(diào)試技巧。

解決方法：

1.重點(diǎn)：通過(guò)實(shí)物展示和分解步驟，引導(dǎo)學(xué)生逐步完成組裝，確保每個(gè)學(xué)生都能理解組裝過(guò)程。

2.難點(diǎn)：利用案例分析和示范編程，幫助學(xué)生理解編程邏輯，并設(shè)立問(wèn)題解決環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)調(diào)試技巧。

突破策略：

-小組合作：鼓勵(lì)學(xué)生分組討論，共同解決問(wèn)題。

-分層次教學(xué)：針對(duì)不同理解能力的學(xué)生，提供不同難度的編程任務(wù)。

-反饋與修正：及時(shí)給予學(xué)生反饋，指導(dǎo)他們修正錯(cuò)誤，提高編程準(zhǔn)確性。教學(xué)資源-軟硬件資源：循跡機(jī)器人套件、電腦、編程軟件（如Scratch或Python編程環(huán)境）

-課程平臺(tái)：學(xué)校內(nèi)部教學(xué)平臺(tái)或在線學(xué)習(xí)平臺(tái)

-信息化資源：機(jī)器人組裝與編程的視頻教程、相關(guān)教學(xué)案例庫(kù)

-教學(xué)手段：實(shí)物展示、多媒體教學(xué)、互動(dòng)式編程軟件操作教學(xué)過(guò)程一、導(dǎo)入新課

1.老師提問(wèn)：同學(xué)們，你們?cè)谏钪杏袥](méi)有遇到過(guò)需要自動(dòng)導(dǎo)航的場(chǎng)景？比如，我們的小汽車能不能自己找到停車場(chǎng)呢？今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)如何制作一個(gè)循跡機(jī)器人，讓它能夠沿著預(yù)設(shè)的路線行走。

2.學(xué)生回答問(wèn)題，老師總結(jié)：今天我們將學(xué)習(xí)制作循跡機(jī)器人，通過(guò)編程讓它自動(dòng)識(shí)別路線，實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航。

二、新課講授

1.老師展示循跡機(jī)器人套件，介紹其組成部分，如傳感器、電機(jī)、控制板等。

2.學(xué)生觀察循跡機(jī)器人套件，了解各部分功能。

3.老師講解循跡機(jī)器人工作原理，包括傳感器如何檢測(cè)地面顏色、控制板如何處理傳感器信號(hào)、電機(jī)如何驅(qū)動(dòng)循跡機(jī)器人行走等。

4.學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)講，理解循跡機(jī)器人工作原理。

5.老師演示循跡機(jī)器人組裝過(guò)程，包括連接傳感器、電機(jī)、控制板等。

6.學(xué)生跟隨老師一起組裝循跡機(jī)器人。

7.老師介紹編程軟件，如Scratch或Python，講解如何使用編程語(yǔ)言編寫循跡機(jī)器人的程序。

8.學(xué)生學(xué)習(xí)編程軟件的基本操作。

9.老師講解循跡機(jī)器人編程邏輯，包括設(shè)置傳感器檢測(cè)顏色、控制電機(jī)轉(zhuǎn)速等。

10.學(xué)生跟隨老師學(xué)習(xí)編程邏輯。

11.老師演示如何調(diào)試循跡機(jī)器人程序，包括調(diào)整傳感器靈敏度、電機(jī)轉(zhuǎn)速等。

12.學(xué)生觀察老師調(diào)試過(guò)程，學(xué)習(xí)調(diào)試技巧。

三、課堂實(shí)踐

1.學(xué)生分組，每組完成循跡機(jī)器人組裝和編程任務(wù)。

2.學(xué)生在組裝過(guò)程中遇到問(wèn)題，相互討論、請(qǐng)教老師。

3.學(xué)生編寫程序，實(shí)現(xiàn)循跡機(jī)器人沿著預(yù)設(shè)路線行走。

4.學(xué)生調(diào)試程序，確保循跡機(jī)器人穩(wěn)定運(yùn)行。

四、成果展示

1.學(xué)生展示自己的循跡機(jī)器人，介紹其功能和特點(diǎn)。

2.學(xué)生之間互相評(píng)價(jià)，提出改進(jìn)意見(jiàn)。

3.老師總結(jié)本次課程，強(qiáng)調(diào)循跡機(jī)器人制作過(guò)程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

五、課堂小結(jié)

1.老師回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)循跡機(jī)器人制作過(guò)程中的關(guān)鍵步驟。

2.學(xué)生總結(jié)自己在組裝、編程、調(diào)試過(guò)程中的收獲和體會(huì)。

3.老師鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)探索，提高自己的編程能力。

六、課后作業(yè)

1.學(xué)生完成以下任務(wù)：

a.深入了解循跡機(jī)器人的工作原理；

b.嘗試改進(jìn)循跡機(jī)器人的性能；

c.編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的循跡機(jī)器人程序，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的導(dǎo)航功能。

2.學(xué)生將作業(yè)成果分享給同學(xué)，互相學(xué)習(xí)、交流。學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果

1.知識(shí)掌握：通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠熟練掌握循跡機(jī)器人的組裝方法，了解傳感器、電機(jī)、控制板等組成部分的功能，并能夠運(yùn)用編程軟件編寫簡(jiǎn)單的循跡機(jī)器人程序。

2.技能提升：學(xué)生在實(shí)際操作中提高了動(dòng)手能力，學(xué)會(huì)了如何根據(jù)需求調(diào)整傳感器靈敏度、電機(jī)轉(zhuǎn)速等參數(shù)，增強(qiáng)了實(shí)踐操作能力。

3.創(chuàng)新思維：學(xué)生在設(shè)計(jì)循跡機(jī)器人程序時(shí)，需要思考如何讓機(jī)器人沿著預(yù)設(shè)路線行走，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和問(wèn)題解決能力。

4.團(tuán)隊(duì)合作：學(xué)生分組合作完成組裝和編程任務(wù)，學(xué)會(huì)了在團(tuán)隊(duì)中溝通、協(xié)作，提高了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

5.信息素養(yǎng)：學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)循跡機(jī)器人，了解了信息技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，提高了信息素養(yǎng)。

6.邏輯推理：在編程過(guò)程中，學(xué)生需要根據(jù)循跡機(jī)器人的工作原理，設(shè)計(jì)合理的程序邏輯，培養(yǎng)了邏輯推理能力。

7.耐心和毅力：在調(diào)試過(guò)程中，學(xué)生可能會(huì)遇到各種問(wèn)題，需要耐心地查找原因并解決問(wèn)題，培養(yǎng)了學(xué)生的耐心和毅力。

8.安全意識(shí)：學(xué)生在操作電路板和電機(jī)時(shí)，學(xué)會(huì)了注意安全，提高了安全意識(shí)。

9.自主學(xué)習(xí)：學(xué)生在課后繼續(xù)探索循跡機(jī)器人的性能改進(jìn)和編程技巧，提高了自主學(xué)習(xí)能力。

10.情感態(tài)度：學(xué)生在制作循跡機(jī)器人的過(guò)程中，體驗(yàn)到了成就感，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了積極向上的情感態(tài)度。內(nèi)容邏輯關(guān)系①循跡機(jī)器人組裝

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：傳感器、電機(jī)、控制板的識(shí)別與連接

-關(guān)鍵詞：組裝步驟、電路連接、實(shí)物操作

②循跡機(jī)器人編程

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：編程軟件操作、編程邏輯設(shè)計(jì)

-關(guān)鍵詞：編程界面、程序編寫、邏輯判斷

③循跡機(jī)器人調(diào)試

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：程序調(diào)試、參數(shù)調(diào)整、性能優(yōu)化

-關(guān)鍵詞：調(diào)試方法、問(wèn)題排查、性能提升典型例題講解例題1：

編寫一個(gè)Scratch程序，使循跡機(jī)器人在遇到黑色區(qū)域時(shí)停止，遇到白色區(qū)域時(shí)繼續(xù)前進(jìn)。

解答：

1.創(chuàng)建一個(gè)變量名為“停止”。

2.當(dāng)傳感器檢測(cè)到黑色區(qū)域時(shí)，將“停止”變量的值設(shè)置為1。

3.當(dāng)傳感器檢測(cè)到白色區(qū)域時(shí)，將“停止”變量的值設(shè)置為0。

4.在循環(huán)中，如果“停止”變量的值為1，則使循跡機(jī)器人停止。

5.如果“停止”變量的值為0，則使循跡機(jī)器人繼續(xù)前進(jìn)。

例題2：

編寫一個(gè)Python程序，使循跡機(jī)器人在遇到障礙物時(shí)后退，遇到空地時(shí)前進(jìn)。

解答：

```python

importRPi.GPIOasGPIO

importtime

#定義GPIO引腳

TRIG=17

ECHO=27

#初始化GPIO模式

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(TRIG,GPIO.OUT)

GPIO.setup(ECHO,GPIO.IN)

defmeasure_distance():

GPIO.output(TRIG,True)

time.sleep(0.00001)

GPIO.output(TRIG,False)

whileGPIO.input(ECHO)==0:

pulse_start=time.time()

whileGPIO.input(ECHO)==1:

pulse_end=time.time()

distance=(pulse_end-pulse_start)*340/2

returndistance

whileTrue:

distance=measure_distance()

ifdistance<20:#假設(shè)障礙物距離小于20厘米

print("Backward")

#電機(jī)后退代碼

else:

print("Forward")

#電機(jī)前進(jìn)代碼

```

例題3：

編寫一個(gè)Scratch程序，使循跡機(jī)器人在遇到黑色區(qū)域時(shí)向左轉(zhuǎn)，遇到白色區(qū)域時(shí)向右轉(zhuǎn)。

解答：

1.創(chuàng)建一個(gè)變量名為“方向”。

2.當(dāng)傳感器檢測(cè)到黑色區(qū)域時(shí)，將“方向”變量的值設(shè)置為1。

3.當(dāng)傳感器檢測(cè)到白色區(qū)域時(shí)，將“方向”變量的值設(shè)置為2。

4.在循環(huán)中，如果“方向”變量的值為1，則使循跡機(jī)器人向左轉(zhuǎn)。

5.如果“方向”變量的值為2，則使循跡機(jī)器人向右轉(zhuǎn)。

例題4：

編寫一個(gè)Python程序，使循跡機(jī)器人在遇到障礙物時(shí)減速，遇到空地時(shí)加速。

解答：

```python

importRPi.GPIOasGPIO

importtime

#定義GPIO引腳

MOTOR_A_PIN1=17

MOTOR_A_PIN2=27

MOTOR_B_PIN1=22

MOTOR_B_PIN2=23

#初始化GPIO模式

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(MOTOR_A_PIN1,GPIO.OUT)

GPIO.setup(MOTOR_A_PIN2,GPIO.OUT)

GPIO.setup(MOTOR_B_PIN1,GPIO.OUT)

GPIO.setup(MOTOR_B_PIN2,GPIO.OUT)

defmove_forward(speed):

GPIO.output(MOTOR_A_PIN1,True)

GPIO.output(MOTOR_A_PIN2,False)

GPIO.output(MOTOR_B_PIN1,True)

GPIO.output(MOTOR_B_PIN2,False)

#設(shè)置電機(jī)速度

defmove_backward(speed):

GPIO.output(MOTOR_A_PIN1,False)

GPIO.output(MOTOR_A_PIN2,True)

GPIO.output(MOTOR_B_PIN1,False)

GPIO.output(MOTOR_B_PIN2,True)

#設(shè)置電機(jī)速度

#...