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江西省中小学生素质科技课堂-《高级绘图机器人》教学设计

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设计思路

本节课以《高级绘图机器人》为主题，紧密围绕初中信息技术课程标准，结合课本《机器人与编程》相关内容，旨在通过实际操作和小组合作，培养学生创新思维和实践能力。课程设计注重理论与实践相结合，引导学生通过学习高级绘图机器人的原理和应用，提升学生的编程技能和科学素养。

核心素养目标

1.培养学生的信息意识，使其能够理解信息技术的价值，并学会利用高级绘图机器人进行信息处理。

2.增强学生的计算思维，通过编程实践提升逻辑推理和问题解决能力。

3.提升学生的创新精神和实践能力，鼓励学生在设计绘图机器人项目时发挥创意，并动手实践。

4.强化学生的合作意识，通过小组合作完成任务，学会沟通与协作。

教学难点与重点

1.教学重点，

①理解高级绘图机器人的工作原理，包括传感器、控制模块和执行机构的功能。

②掌握使用编程语言编写控制绘图机器人运动的代码，实现基本的绘图指令。

③能够根据设计需求，调整和优化机器人路径，确保绘图精度和效率。

2.教学难点，

①理解复杂编程逻辑，将实际绘图需求转化为机器人的动作指令。

②在编程过程中解决算法设计问题，如路径规划、避障等。

③小组合作中协调分工，确保每个成员都能参与并贡献自己的力量。

④处理实际操作中可能出现的故障和问题，如传感器失灵、程序错误等。

教学资源准备

1.教材：确保每位学生都有《机器人与编程》教材，包含高级绘图机器人相关章节。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源，用于辅助讲解和演示。

3.实验器材：准备高级绘图机器人套件，包括传感器、控制模块、执行机构等，确保器材完整且安全。

4.教室布置：设置分组讨论区，提供实验操作台，确保学生有足够的空间进行实践操作。

教学过程

1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：通过展示机器人绘图的作品图片或视频，提问学生“你们想知道这些作品是如何创造出来的吗？”

-回顾旧知：简要回顾学生已掌握的编程基础和机器人基本操作知识。

2.新课呈现（约20分钟）

-讲解新知：介绍高级绘图机器人的组成部分，包括传感器、控制模块、执行机构等。

-举例说明：以一个简单的直线绘制为例，展示如何通过编程控制机器人绘图。

-互动探究：提出问题，如“如何让机器人绘制圆形？”引导学生进行思考和讨论。

3.实践操作（约40分钟）

-学生活动：将学生分成小组，每组分配一套高级绘图机器人套件。

-指导学生根据教材步骤进行搭建，并调试机器人。

-教师指导：在学生操作过程中，巡视并解答学生疑问，确保每个学生都能顺利搭建机器人。

4.编程实践（约50分钟）

-学生活动：根据所学知识，编写控制机器人绘制指定图形的代码。

-教师指导：在编程过程中，给予学生必要的帮助和指导，如代码调试、算法优化等。

-互动交流：鼓励学生分享自己的编程经验，共同解决编程中的问题。

5.结果展示与评价（约20分钟）

-学生活动：展示自己编写的程序和绘制的图形，小组之间进行互相评价。

-教师评价：根据学生的操作和作品，给予正面反馈和改进建议。

6.总结反思（约10分钟）

-回顾本节课的学习内容，强调重点和难点。

-引导学生反思自己在学习过程中的收获和不足。

-提出课后思考题，鼓励学生在课后继续探索和学习。

7.课后作业（约15分钟）

-布置课后作业，要求学生独立完成一个简单的绘图任务，并尝试优化算法。

-布置阅读材料，推荐相关书籍或网络资源，供学生深入学习。

注意：以上时间分配仅供参考，实际教学过程中可根据学生掌握情况进行调整。

教学资源拓展

1.拓展资源：

-机器人编程软件介绍：介绍多种编程软件，如Scratch、Blockly、Python等，这些软件适合不同年龄段和编程水平的学生，能够帮助他们更好地理解和应用编程知识。

-机器人历史与发展：提供关于机器人发展史的资料，包括早期机器人、现代机器人的应用领域等，让学生了解机器人技术的演变过程。

-机器人竞赛案例：分享国内外机器人竞赛的优秀案例，激发学生的学习兴趣，了解竞赛规则和评分标准。

-机器人相关书籍推荐：推荐一些关于机器人编程、机器人原理等方面的书籍，供学生课后阅读和学习。

2.拓展建议：

-学生可以通过在线平台学习编程语言，如Code.org、KhanAcademy等，这些平台提供丰富的编程教程和练习题。

-鼓励学生参加机器人相关的课外活动，如科技社团、机器人兴趣小组等，与其他同学交流学习经验。

-组织学生参观机器人展览或科技馆，实地了解机器人的应用和原理。

-建议学生阅读《机器人与自动化》、《机器人技术与应用》等杂志，了解必威体育精装版的机