第12课 我控制的机器人 教学设计 (1)

第12课《我控制的机器人》
一、教材分析
本课是安徽省教育科学研究所编著《小学信息技术》教材第八册“我的机器人朋友”单元的第12课内容，供小学六年级学生第二学期使用。本单元编写的主要意图在于利用机器人仿真程序模拟机器人的运动过程来引导学生探索机器人的简单编程，本课是初步让学生设计和调试流程图编制的简单控制程序，从中来感受利用程序来解决问题的一般过程，体会到用程序来控制机器人的乐趣，从而提高学生利用信息技术解决实际问题的能力。
二、学情分析
本课教学对象是小学六年级学生，已经具有初步逻辑思维能力和对事物的判断分析能力，
通过单元前几课的学习，学生对机器人和仿真软件有了一定的了解，初步掌握了编程与调试的基本步骤。因此本课适合学生开展以探究为特色的研究和学习。21世纪教育网版权所有
让机器人研究左右电机差与圆形大小之间的关系，是一个需要付出努力的过程，在控制机器人走一个完整圆形和八字舞的调试过程中，更需要学生付出极大的耐心来多次尝试。学生可能需要借助较为直观的帮助演示才能理解。www.21-cn-jy.com
本课教学把学生放在安装了机器人编程仿真软件的网络教室环境中进行，以便让学生能开展探索和直观性研究活动。老师创设和培育一些合作探究的课堂环境来帮助和引导学生发现规律、应用规律，能够方便学生更快地解决问题。2·1·c·n·j·y
三、教学目标
知识与技能：
1、了解“启动电机”模块使机器人转弯的原理。
2、掌握利用“启动电机”、“延时等待”、“停止电机”模块控制机器人行 进。
3、了解“永远循环”的含义，并学会使用“永远循环”结构。
过程与方法：
1、在合作中探索出机器人转弯与电机设置的基本规律。
2、在“观察、猜测、验证、反复调试”的实验方法中，研究机器人的行进问 题。
情感态度价值观：
1、让学生了解机器人是按照人类的意愿而设计制造出来的，正确理解机器人 的发展与人类的关系，了解现代机器人的发展趋势。【来源：21·世纪·教育·网】
2、在编程过程中培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力，努力培养创新精神。
四、重点难点
教学重点：
让学生熟练使用“启动电机”、“延时等待”、“停止电机”模块控制机器人 行进。
教学难点：
各模块的设置与机器人行进方向之间的关系。
五、教学策略与手段
面对实物机器人的缺乏，教师选择使用了机器人仿真软件，使得每名学生都有了一个“机器人”。为了还能使学生们都能掌握控制机器人运动的方法，教师创设了一系列能促进学生手脑并用的有梯度的探究小活动，帮助学生发现规律，研究规律、利用规律。这些探究活动中，有需要学生细心观察的，有需要学生独立思考的、有需要同桌互相合作的、也有需要学生反复调试的，将自主合作探究的学习方式融入了课堂教学之中。这种教学组织形式有利于教学重难点的突破，也更加容易促成教学目标的达成。21教育网
六、课前准备
1．学生的学习准备
广茂达SVJC1.5(1026)仿真软件
2．教师的教学准备
SMART?NOTEBOOK教学课件、广茂达SVJC1.5(1026)仿真软件、极域电子教室软 件
3．教学环境的设计与布置
适合学生两人小组合作的多媒体网络教室、大屏幕投影
七、教学过程
教学环节
一、创设情境
1?今天老师给大家带了个可爱的机器人。播放《机器人总动员》中主人翁学跳舞视频片段。
观看电影片段。
激发学生对机器人的兴趣。
2? 教师介绍主人公瓦力，展示瓦力机器人的档案资料。
老师提问：“瓦力的性格怎么样？”
指名一学生读瓦力的性格：“善于动手，勇于探究，敢于创造。”
巧妙通过机器人瓦力来对学 生提出本节课的学习要求。
3?瓦立对学生提出本课的学习要求:善于动手，勇于探究，敢于创新。
学生齐读要求。
加深学生对机器人品格的认识，同时也是本课对学生提出探究性学习的要求，激励学生主动学习。
4? 今天我来和瓦力一起来学习如何让机器人跳舞。
揭示课题
尽快明确本课的主题。
教学环节
二、观察发现
1教师播放瓦力学跳舞--“旋转”的视频片段。
教师问：“机器人做的是什么舞蹈动作？”
学生观看。
学生：“原地旋转。”
从前面课堂导入视频中抽取 “原地旋转”的舞蹈，让学生更仔细地聚焦在“旋转”上。
2? 教师播放“能力风暴机器人实物原地旋转”视频。
教师讲解机器人跳舞需要用到“启动电机”模块。并板书：启 学生观察。
用能力风暴机器人，激发起学生的兴趣，获得“启动”的感觉。
教学环节
二、观察发现
3教师组织学生进行第一个实验――“尝试利用启动电机来进行实验，研究一下机器人是如何旋转的。”
教师提供两组实验数据，并要求“仅用‘启动电机’模块进行实验”。
学生打开“能力风暴”软件，进行独立探索，发现规律。
两组数据每个人都要进行实验。
大胆放手让学生使用仿真机器人软件独立研究“启动电机”模块与机器人行进方向的关系，避免了枯燥的说教模式。21·世纪*教育网
4教师指名两名学生汇报实验结果并填充在表格中。
教师引导全班学生总结规律。
板书规律。
两学生先后汇报两组数据的实验现象。
生１：第一组顺时针旋转
生２：第二组逆时针旋转。
再由学生总结出“左电机大于右电机，顺时针旋转，反之逆时 针。”
让学生先动手根据数据做实验，再观察直观的现象。这样能够帮助认识和总结出规律。
5教师：“原来机器人是按照人类的指令工作的。”
初步感知。
初步进行正确价值观的渗透。
6? 教师：“机器人不仅能原地自转，还能够够边走边转，走出一段曲线。”
教师播放一段机器人走出圆弧的视频。
学生观察其运行的轨迹。
“原地转”到“边走边转”。
7? 教师出示机器人底部图片，讲解左轮由左电机控制，右轮由右电机控制，当两轮子转速不一样的时候，机器人就会转弯。www-2-1-cnjy-com
教师再次总结“左电机大于右电机，顺时针旋转，反之逆时针”的规律。
学生观察图片，理解“当机器人两个轮子速度不一样时，机器人就会转弯”的道理。
帮助学生更加直观的理解机器人转弯的工作原理。
8? 教师：“为了使机器人更听话，不想让它一直不停的运动，让它停下来，要组合使用’停止电机’模块。”21·cn·jy·com
教师板书：停止电机
观察教师在“仿真机器人”软件里的演示。
引出“停止电机”模块。
9? 瓦力请同学们研究一下设置不同的电机数据，观察它们各自旋转出去的角度。教师给出四组实验数据，并提出实验要求――组合使用“启动电机“模块和“停止电机“模块。
学生分成四大组，分别在仿真软件里尝试实验。
每组研究其中一组数据，并观察现象，记录数据，找出规律。
提供数据让学生来发现和验证规律。
10? 指导分组汇报实验结果并填写在课件中。
各组推选一名学生进行数据汇报。
分组活动有利于学生在小组内的合作探究和增加课堂的容量。
11? 教师让学生猜想“角度与速度差有怎样的关系呢？”
教师引导学生归纳“角度”和“速度差”两行数据的规律，并得出结论。
学生分析实验数据，得出科学的结论。
生1：速度差越小，角度越小；速度差越大，角度越大。
生2：“速度差越大，转弯度数越大。”
让学生通过实验主动发现了规律。
教学环节
二、观察发现
教师板书：??
12? 教师通过软件播放机器人的动作。请问：“机器人在干什么？”
教师：“机器人走出的圆弧如果我们把控制好，让其走一个合适的时间，会不会刚好走出一个圆呢？”
学生观察后回答：“转圈”。
学生：“是”
让学生主动进行知识建构，自然地从“转出圆弧”过度到“转出圆圈”。
13? 教师讲解在启动电机和停止电机之间增加一个延时功能。
板书：延时等待
教师：“我们不仅可以控制机器人的方向，还能精准地控制机器人行走的时间。机器人非常愿意按照人类的意愿而工作。”21cnjy.com
学生一边听讲，一边仔细观察现象。
让学生很自然地认识到延时的必要性。
再次渗透机器人和人类的关系。
14? 教师提出问题：给定左右电机的速度（100和70）设置延长时间，让机器人刚好走一圈。
教师让学生汇报调试结果。
学生在仿真软件里反复设置延长的时间，观察机器人行走的结果，直到刚好走一个整圆。
生齐答：4秒
培养学生在调试刚好走出一个整圆过程中的耐心。
15教师在大屏幕上转播一个学生的设置延长4秒的操作过程，并演示仿真结果。
学生观察。
向全班学生展示延长时间的正确设置过程和结果。
16? 瓦力提出要求：“你能再调试，让我也走出大小不同的圆形？”
教师鼓励学生勇与创新、勇于尝试。
学生思考新任务。
促使学生主动去寻找几组能走一圈的参数设置，为后面精确地走八字舞做好准备。
17? 教师在教室内巡视，辅导需要帮助的学生。
学生独立探究调试，编写程序。
让学生能主动地探究电机数据与转弯半径的关系。
18? 指导各人汇报并在课件中填写实验成果。
教师表扬：同学们找出了许多圆形的舞步。
学生汇报探究实验的结果。
从课堂上随机获取实验的数据，体现规律的普遍性。
19? 教师：“瓦力有个猜想：如果速度差相同，我转的圆圈大小也相同吗？”
教师：“这么难的问题应该怎么去解决呢？”
学生齐答：实验
帮助学生建构起“大胆猜想－探究实验－获得结论”的学习和认知过程。
20?教师带来了一些可以用来对比实验的数据。
学生提议同座位两同学通过合作的方式进行对比实验。
一台电脑上只能同时演示一个实验的结果，所以促使同桌间合作来完成两组数据的对比实验。
21? 教师又向学生推荐了另外一种研究方法――提示学生可以自己来寻找一些数据，来验证瓦力的
学生选择另外一种方法进行实验研究。
让学生明白解决问题的方法就是实验。