机器人编程课 第3课.《探索者》活动教学设计.docx

机器人编程课第3课.《探索者》活动教学设计

授课内容

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授课地点

授课时间

教学内容

本节课为机器人编程课第3课，《探索者》活动教学设计，教材章节为《探索者》机器人编程基础。教学内容主要包括以下几个方面：

1.认识《探索者》机器人的基本结构及其功能模块。

2.学习《探索者》机器人编程软件的基本操作和界面布局。

3.掌握使用《探索者》机器人编程软件进行简单程序的编写和调试。

4.学习使用传感器进行环境感知，实现机器人自动避障和跟踪等功能。

5.通过实践操作，培养团队协作能力和解决问题的能力。

核心素养目标

1.培养学生的信息素养，使其能够熟练使用机器人编程软件，理解并运用编程逻辑。

2.增强学生的逻辑思维和创新能力，通过编写程序解决问题，培养其算法思维。

3.提升学生的动手实践能力，通过组装和调试机器人，锻炼其操作技能和解决实际问题的能力。

4.培养学生的团队协作和沟通能力，在小组活动中有效分工，共同完成任务。

学习者分析

1.学生已经掌握了哪些相关知识：

-学生已经了解了机器人基本概念和简单编程逻辑。

-学生具备基础的电脑操作能力，能够使用鼠标和键盘进行基本操作。

-学生在之前的课程中接触过简单的传感器应用。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

-学生对机器人编程表现出浓厚的兴趣，喜欢动手实践。

-学生具备一定的逻辑思维能力和问题解决能力。

-学生偏好互动式和合作式的学习方式，乐于在团队中分享和交流。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

-编程逻辑的复杂性可能导致学生在理解和应用时感到困难。

-传感器调试和编程接口的熟悉度较低，可能会在操作时遇到问题。

-在团队合作中，学生可能因为沟通不畅或分工不明确而影响任务完成效果。

教学资源准备

1.教材：提前发放《探索者》机器人编程教材，确保每位学生都有学习资料。

2.辅助材料：准备相关的编程示例视频、程序代码模板和操作指南。

3.实验器材：《探索者》机器人套件、传感器、编程控制板、连接线等，并检查其完整性和安全性。

4.教室布置：划分实验操作区，设置小组讨论区，确保学生可以舒适地操作机器人和开展讨论。

教学过程设计

1.导入环节（用时5分钟）

-教师通过展示一段《探索者》机器人完成的任务视频，引发学生对机器人编程的兴趣。

-提出问题：“你们知道这个机器人是如何完成任务的吗？它背后有什么秘密？”

-学生思考并回答，教师引导学生认识到编程在机器人控制中的重要性。

2.讲授新课（用时20分钟）

-教师介绍《探索者》机器人的基本结构和功能模块，引导学生了解各部分的作用。

-展示编程软件界面，讲解基本操作和编程逻辑，如顺序结构、循环结构和条件判断。

-通过实例讲解传感器的基本原理和应用，如红外传感器、超声波传感器等。

-教师演示如何编写一个简单的机器人避障程序，并解释程序中的关键代码。

3.巩固练习（用时10分钟）

-学生分组，每组使用一台《探索者》机器人，尝试编写并运行一个简单的避障程序。

-教师巡回指导，解答学生在编写程序过程中遇到的问题。

-学生展示作品，教师给予评价和反馈。

4.师生互动环节（用时5分钟）

-教师提出问题：“在编写程序时，哪些部分觉得比较困难？如何解决的？”

-学生分享自己的经验，教师总结并给出建议。

-教师引导学生思考如何优化程序，提高机器人避障的效率和准确性。

5.课堂总结（用时2分钟）

-教师回顾本节课的主要内容，强调编程逻辑和传感器应用的重要性。

-鼓励学生在课后继续探索机器人编程，提高自己的编程能力。

6.作业布置（用时3分钟）

-布置课后作业：编写一个机器人跟踪光线源的程序，并调试成功。

-提醒学生按时完成作业，下节课分享自己的成果。

整个教学过程注重学生的参与和互动，通过实践操作和讨论，培养学生的编程能力和解决问题的能力。同时，教师关注学生的个体差异，给予个性化的指导，提高教学效果。

教学资源拓展

1.拓展资源：

-介绍机器人编程在现实生活中的应用案例，如自动驾驶汽车、智能家居控制系统等。

-探讨不同类型的传感器在机器人编程中的应用，例如视觉传感器、声音传感器等。

-分析机器人编程中的算法优化，如遗传算法、神经网络在机器人路径规划中的应用。

-讨论机器人编程中的安全问题，如防止机器人误操作、数据加密等。

-介绍国内外机器人编程竞赛项目，如RoboCup、FIRSTRobotics等。

-分享一些经典的机器人编程案例，如扫地机器人、无人机编程等。

2.拓展建议：

-鼓励学生阅读相关的技术书籍和杂志，以了解更多关于机器人编程的理论和实践知识。

-推荐学生参加机器人编程相关的线上课程和研讨会，以提升自己的技能和视野。