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九年级下册信息技术教学设计
课题 第1节《确定项目 规划机器人方案》 单元 三单元 学科 信息技术 年级 九年级
学习目标 知识与技能：1．能根据生活中的实际问题，确定机器人研究项目；2．通过小组合作，能规划出合理的机器人方案。过程与方法：通过探索交流，能根据生活中的实际问题，确定机器人研究项目；通过小组合作，能规划出合理的机器人方案。情感、态度与价值观：拓展学生知识面，提高学生生活实践应用能力和信息素养，使学生乐于使用信息技术解决生活中的问题。培养学生的计算机思维和自主探究、小组合作能力。培养孩子们的动手操作能力。提升信息素养和创新能力。设计、规划机器人。
重点 能根据生活中的实际问题，确定机器人研究项目
难点 能规划出合理的机器人方案。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
教学设计教学设计教学设计 一、单元导入在科技馆里，我们看到凝聚人类智慧结晶的机器人在未来城市的方方面面发挥着巨大的作用，它们是我们末来生活的好朋友。在本单元的学习中，我们将以小组为单位，以未来城市绿化为主题采用项目式学习流程，制作一个用于城市绿化的机器人。随着对科技馆〝未来城市〞主题厅的深入参观，欢欢组又一次被一组“奇怪” 的建筑吸引了，展现在眼前的是各种美丽的“未来城市”。这些全球设计师们的创想——未来城市模型，让同学们赞叹不已。人类对生态和环境保护日渐重视，在未来城市的建设中也不例外。未来城市中的绿地，像衣服一样“披”在建鏡物的外面，提供了更多的绿化面积。看到这些美丽叉环保的建鏡，大家尽情畅想着人类未来的“绿色”生活，但又不禁生出疑问：这些绿植长在摩天大楼外，如果植物上堆积了灰尘该如何清理呢？人类又将如何按需要对绿植进行养护呢？大家再一次积极地讨论起来：有的说肯定是由绿化机器人来完成这个任务的，有的认为可以用无人机，有的认为可以做“空中喷泉”…………同学们虽各抒己见，形成了一个共识：未来，形色各异的机器人将成为这项繁杂而危险工作的主力军。这时欢欢提出：能否制作一个机器人用于我们现在生活的城市绿化呢？二、新课导入和未来城市一样，现代城市中，人们为了改善环境或维特生态平衡，也做了很多绿化，常见的有道路绿化、园林景观、公园绿地、小区绿化等。这此绿化区城的大量工作是否可以由机器人来完成呢？三、新知讲解（一）、研讨问题，确定项目功能不同的绿化，其养护方式不同。欢欢组决定研究一下这几类常见的绿化在养护中有何不同的需求，再根据需求，制作不同类型的机器人，帮助人们完成绿化养护等工作。为此，有同学设计了以下表格，以便分析研讨。请讨论并完善表格内容。经过研讨，大家发现这些绿化养护所面临的问题各不相同，需要不同类型的机器人来完成这些工作。比如注重剪枝的园林景观，需要机械臂帮助完成或高大或矮小的植株的修剪；通常有着大面积草坪的公园绿地需要机器人随时探测土壤湿度、天气温度等从而进行自动浇灌……欢欢组对道路绿化最感兴趣，他们发现，目前道路绿化带的日常养护和浇灌基本是靠人工作业，于是决定以此作为小组的研究项目，制作机器人来帮助人们完成相关工作。（二）、组建团队，合理分工选择一个最感兴趣的绿化主题作为研究项目，组建小组，共同研究、制作绿化机器人。制作机器人时需要考虑它的控制系统、传感系统和执行系统。这就需要以小组为单位完成搭建结构，安装传感器、控制器，接线，编程等工作。为了科学、合理地分工，提高制作效率，可以采用如表3-1-2所示的“成员分工表”做好小组分工记录。（三）、认真研讨，规划方案城市绿化中，根据绿化场所和功能需求的不同，会面临不同的问题。比如以上城市道路绿化带，它们都位于交通要道，养护面临如下问题：1.绿化带中的植物需要人工浇灌，浇灌量随意，浇灌时间基本固定，很难及时随温度和湿度进行调整，故而影响植物生长。2.人工开车洒水，洒水车行进速度通常较缓慢，减缓了该车道车辆行进的速度，影响道路通畅。3.绿化带中的植物上粉尘积累较多时，会影响光合作用，需要科学安排清洗次数。4.绿化带的浇灌和道路的抑尘采用不同的作业车，效率不高。5.绿化带位于交通要道，绿化养护工人作业时，有很大的安全隐患。据此，欢欢组决定制作一种智能浇灌抑尘机器人来解决以上问题。除了道路绿化．同学们也可以洗择城市绿化的其他方面作为研齐项目，小组讨论一下你们选定的项日，在现实中还面临什么问题，并做好记录。欢欢组制作了城市道路绿化带灌溉和道路抑尘项目的设计方案，包括设计思想及草图、机械结构、所需材料（含传感器）等。设计思想：1.制作智能浇灌抑尘机器人，将其置于绿化带和道路之间。2.当传感器探测到绿化带中的植物需要洗水时，在面向绿化带的一侧实现自动灌溉。3.当传感器检测到灰尘浓度大，超过规定值时，在面向道路的一侧安装的高压喷头会喷出水雾抑尘，面向绿植一侧的高压喷头会冲洗植物。4.履带带动喷头移动。设计草图如图3-1-5所示请同学们根据自己组的项目，画出设计草图。要制作智能浇灌抑尘机器人，欢欢组选择了以下器材：Arduino控制器1块，温度传感器1个，土壤湿度传感器1个，PM2.5粉坐传感器（GP2Y1014AU） 1个，步进电机2个，履带，杜邦线……与环境相关的传感器还有很多，表3-1-5是一些常见的传感器，可供大家的项目选用。根据设计方案和草图，请同学们讨论一下你们小组需要的器材有哪些。制定好小组的项日方案后，在下一节中我们就可以动手制作自己的机器人啦。四、拓展阅读道路绿化带与信息技术五、课堂小结今天你有哪些收获？遇到了哪些困难？是怎么解决的？还有哪些困惑？五、作业布置
预习下一课《实践操作 实施机器人项目》。 了解了解思考交流讨论小组合作交流实践了解了解交流表达操作练习阅读交流表达预习下一课 创设趣味的学习情境，更能激发学生的兴趣；了解本单元学习任务了解本节课学习任务培养表达能力，确定项目组建团队认真研讨，规划方案增加知识面培养动脑思考能力，培养思维设计草图增加知识面培养表达能力培养自主学习能力
板书 第1节 确定项目 规划机器人方案1、研讨问题，确定项目2、组件团队，合理分工3、认真研讨，规划方案
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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确定项目
规划机器人方案
在科技馆里，我们看到凝聚人类智慧结晶的机器人在未来城市的方方面面发挥着巨大的作用，它们是我们末来生活的好朋友。
在本单元的学习中，我们将以小组为单位，以未来城市绿化为主题采用项目式学习流程，制作一个用于城市绿化的机器人。
随着对科技馆〝未来城市〞主题厅的深入参观，欢欢组又一次被一组“奇怪” 的建筑吸引了，展现在眼前的是各种美丽的“未来城市”。这些全球设计师们的创想——未来城市模型，让同学们赞叹不已。
人类对生态和环境保护日渐重视，在未来城市的建设中也不例外。未来城市中的绿地，像衣服一样“披”在建鏡物的外面，提供了更多的绿化面积。看到这些美丽叉环保的建鏡，大家尽情畅想着人类未来的“绿色”生活，但又不禁生出疑问：这些绿植长在摩天大楼外，如果植物上堆积了灰尘该如何清理呢？人类又将如何按需要对绿植进行养护呢？
未来，形色各异的机器人将成为这项繁杂而危险工作的主力军。能否制作一个机器人用于我们现在生活的城市绿化呢？
和未来城市一样，现代城市中，人们为了改善环境或维特生态平衡，也做了很多绿化，常见的有道路绿化、园林景观、公园绿地、小区绿化等。这此绿化区城的大量工作是否可以由机器人来完成呢？
研讨问题
确定项目
01
PART
功能不同的绿化，其养护方式不同。欢欢组决定研究一下这几类常见的绿化在养护中有何不同的需求，再根据需求，制作不同类型的机器人，帮助人们完成绿化养护等工作。为此，有同学设计了以下表格，以便分析研讨。请讨论并完善表格内容。
02
01
03
经过研讨，大家发现这些绿化养护所面临的问题各不相同，需要不同类型的机器人来完成这些工作。
比如注重剪枝的园林景观，需要机械臂帮助完成或高大或矮小的植株的修剪；通常有着大面积草坪的公园绿地需要机器人随时探测土壤湿度、天气温度等从而进行自动浇灌……
欢欢组对道路绿化最感兴趣，他们发现，目前道路绿化带的日常养护和浇灌基本是靠人工作业，于是决定以此作为小组的研究项目，制作机器人来帮助人们完成相关工作。
一、研讨问题，确定项目
组建团队
合理分工
02
PART
合
理
分
工
选择一个最感兴趣的绿化主题作为研究项目，组建小组，共同研究、制作绿化机器人。
组建团队
二、组建团队，合理分工
制作机器人时需要考虑它的控制系统、传感系统和执行系统。这就需要以小组为单位完成搭建结构，安装传感器、控制器，接线，编程等工作。为了科学、合理地分工，提高制作效率，可以采用如表3-1-2所示的“成员分工表”做好小组分工记录。
认真研讨
规划方案
03
PART
城市绿化中，根据绿化场所和功能需求的不同，会面临不同的问题。
1.绿化带中的植物需要人工浇灌，浇灌量随意，浇灌时间基本固定，很难及时随温度和湿度进行调整，故而影响植物生长。2.人工开车洒水，洒水车行进速度通常较缓慢，减缓了该车道车辆行进的速度，影响道路通畅。3.绿化带中的植物上粉尘积累较多时，会影响光合作用，需要科学安排清洗次数。4.绿化带的浇灌和道路的抑尘采用不同的作业车，效率不高。5.绿化带位于交通要道，绿化养护工人作业时，有很大的安全隐患。比如以上城市道路绿化带，它们都位于交通要道，养护面临如下问题： 据此，欢欢组决定制作一种智能浇灌抑尘机器人来解决以上问题。
除了道路绿化．同学们也可以洗择城市绿化的其他方面作为研齐项目，小组讨论一下你们选定的项日，在现实中还面临什么问题，并做好记录。
设计思想
草图
机械结构
所需材料
欢欢组制作了城市道路绿化带灌溉和道路抑尘项目的设计方案，包括设计思想及草图、机械结构、所需材料（含传感器）等。
二、认真研讨，规划方案
1.制作智能浇灌抑尘机器人，将其置于绿化带和道路之间。
2.当传感器探测到绿化带中的植物需要洗水时，在面向绿化带的一侧实现自动灌溉。
3.当传感器检测到灰尘浓度大，超过规定值时，在面向道路的一侧安装的高压喷头会喷出水雾抑尘，面向绿植一侧的高压喷头会冲洗植物。
4.履带带动喷头移动。
01
02
03
04
设计思想
设计思想：
设计草图如图3-1-5所示。
请同学们根据自己组的项目，画出设计草图。
要制作智能浇灌抑尘机器人，欢欢组选择了以下器材：Arduino控制器1块，温度传感器1个，土壤湿度传感器1个，PM2.5粉坐传感器（GP2Y1014AU） 1个，步进电机2个，履带，杜邦线……
与环境相关的传感器还有很多，表3-1-5是一些常见的传感器，可供大家的项目选用。
根据设计方案和草图，请同学们讨论一下你们小组需要的器材有哪些。
制定好小组的项日方案后，在下一节中我们就可以动手制作自己的机器人啦。
下课啦！
