第三章 程序设计进阶 教学参考

第三章 智能机器人程序设计进阶
第一部分 本章教学综述
通过本章的学习，学生将接触到一些更高级的编程方法，如多分支结构、多个主程序、赋值语句及子程序等等，最后一个课时的机器人总动员更是一节编程的综合实践课，是学生编程能力与技巧的一次大检阅。21世纪教育网版权所有
经过前面章节的学习，学生已经掌握了基本的编程知识，通过对楼道感应灯、声控灯、循迹机器人等内容的学习，对机器人的硬件也有了较深入的认识。在本章中，学生没有硬件方面的操作，着重点放在程序设计知识的系统化，如上一章中的声控灯用到了直到型循环，到了本章增加了当型循环的内容，并把两个循环做了对比，使之更加系统化；“迷宫机器人”单元给学生介绍了分段调试的编程方法；“ 灭火机器人”单元培养了学生 “自上而下、逐步细化”正确的编程习惯等等。本章还注重培养学生程序设计技巧的应用，如“走迷宫机器人”中左右手定则的运用；“机器人总动员”单元中，解决唱歌等机器人在火焰区不断地执行特定动作时，运用上一章学习的变量赋值给机器人加上一个“开关”，诸如此类。 21cnjy.com
因此，在本章的学习中，要注意引导学生编程思路的形成，知识脉络要清晰。对上一章中出现的知识点，要进行回顾重温，使学生产生正迁移，如条件循环等。对于一些编程难点要重点剖析，让学生能够理解并应用，如左手定则中的三种情况等等。在从“灭火机器人”进阶到“救火英雄”程序时，要注意培养学生的分析能力，通过需求分析，让灭火机器人的循环1和循环2整合成救火程序，从而解决原程序只能灭掉一处火源的问题，学生通过这个过程，分析能力得到进一步增强，以后遇到类似情形能够产生正迁移，有助于其编程能力的提高。
一、教学目标
1．知识与技能
（1）能运用分断调试和自上而下、逐步细化的原则去设计程序。
（2）掌握左、右手定则设计走迷宫机器人的方法。
（3）学会子程序和多个主程序的应用方法。
（4）了解当型循环和直到型循环的区别和用法。
（5）能够运用变量赋值去解决程序中的一些难点问题。
2．过程与方法
（1）体会分断调试和自上而下、逐步细化的程序设计原则，养成应用该原则去设计程序的习惯。
（2）理解左、右手定则走迷宫的原理，通过自主学习、小组协作，设计出能走迷宫的机器人程序。
（3）采用任务驱动的方法，掌握学会子程序和多个主程序的应用方法，并能够运用变量赋值去解决程序中的一些难点。21·cn·jy·com
（4）通过观察、对比、探究等方法了解当型循环和直到型循环的区别和用法。
3．情感态度与价值观
（1）通过自主学习子程序和多个主程序的编写方法等课堂环节积极参与学习活动，善于动手和创新。
（2）通过小组合作学习，共同寻找机器人总动员中三个机器人的编程方法，培养合作精神和团队精神。
（3）在组间交流活动中，用自己的编程思路积极与其它同学思想碰撞，并善于思考和分析，归纳总结，体验成功。www.21-cn-jy.com
二、教材分析
1．本章的作用和地位
本章是在上一章智能机器人程序设计初步的基础上，继续学习程序设计，相比上一章，本章侧重于程序设计的需求分析，并取消了机器人硬件方面的操作，让学生专功于程序设计的学习。学生通过本章的学习，能够接触到更加复杂的程序设计知识，并初步养成较好的程序设计的习惯，有助于学生培养问题分析和编程能力，从而提高自身的信息技术意识和信息技术素养。2·1·c·n·j·y
在本章的综合活动中——机器人总动员一节更是模拟了一个场景，让学生通过需求分析，再通过自主探索和小组合作学习，最终解决问题。学生在我们的信息技术课堂中提高了问题的分析、处理、解决能力和团队合作能力。
本章主要内容介绍
本章共为四节，第一节的内容主要是学习左、右手定则走迷宫的策略，编写出机器人走迷宫的程序。第二节的内容主要是应用火焰传感器模块编写出灭火机器人程序；第三节的内容是一节活动课，通过小组活动开展一场救火比赛，学生设计的程序完成预定的任务，分值最高的为优胜。第四节是一节编程的综合实践，主要是让学生通过编写三个机器人的程序学会运用变量赋值去解决程序中的难点，并学会创建多个主程序的方法。【来源：21·世纪·教育·网】
“第一节 设计能走迷宫的机器人”的内容是让学生理解左右手定则走迷宫的策略，并通过分段调试的方法编写出机器人走迷宫的程序。
“第二节 设计灭火机器人”的内容是让学生应用子程序和火焰传感器，并应用“自上而下、逐步细化”的原则去设计灭火机器人的程序。
“第三节 活动4：救火英雄”的内容是通过小组活动，完成一个机器人灭掉多处火源的竞赛，让学生之间进行相互交流。21·世纪*教育网
“第四节 综合活动：机器人总动员”的内容是让学生应用音乐模块，并综合运用变量赋值、子程序、多个主程序等方法编写三个机器人程序。
3．重点和难点分析
教学重点：
通过分段调试的方法设计机器人走迷宫的程序。
应用“自上而下、逐步细化”的方法设计灭火机器人的程序。
通过灭火任务的分析，整合灭火机器人程序，编写救火英雄的程序。
综合应用变量赋值、子程序、多个主程序等方法编写机器人程序。
教学难点：
左、右手定则的走迷宫策略
子程序的使用
机器人总动员中变量赋值的应用
音乐模块的应用
三、教学建议
本章建议在多媒体网络教室上，教室内桌椅的排列利于小组活动的开展。
1．学情分析
在知识结构上，学生在上一章的学习中，已经接触了变量赋值和条件循环的一些应用，但是不够系统化，在编程过程中哪些地方需要用到也不太清楚，需要在本章学习不断地强化，让学生在头脑中形成一种联系，就是遇到同类的问题时懂得运用，例如变量赋值作为开关的作用等等，通过应用来提高学生的程序设计水平。21教育网
在心理特点上，由于机器人的内容新颖，科技感强，学生的学习兴趣深厚，而且本章的学习内容是以一个个任务的形式呈现，因此本章的教学进度将比较容易得到推进。www-2-1-cnjy-com
在学习方式上，他们在上一章学习的过程中已经接受了多种多样的学习方式，在自主探究上也有了一定的能力。
2．教学策略
教学上建议能结合学生的上述特点，采用灵活多样的教学方法，如：案例分析，教师可根据学生已有的学习经验创设教学情景；合作探究，教师鼓励学生进行积极的探究中，学会与同伴进行合作；实例操作，让学生自己参与到操作技巧的实练中。21*cnjy*com
本章正文内容设置了丰富的栏目，如：“问题”、“任务”、“交流”、“探究”、“实践”等，教师可以参考这些栏目，根据实际情况，灵活运用这些栏目开展教学。【出处：21教育名师】
本章以“综合活动：采集数据做研究”结束，该节旨在引导学生关注自己身边的问题，并学会用电子表格来辅助开展科学研究。教学时建议按教材的安排对该节进行独立教学，这样有利于学生更好地去发现问题，更好地了解运用电子表格来解决生活所需、工作所需、科研所需的问题。2-1-c-n-j-y
四、教学评价
本章的教学评价应侧重于学生利用电子表格开展科学研究能力的培养，有利于学生独立自主探究新技术能力的形成，并掌握从原始数据中进行统计分析的方法，树立用数据分析事物、说明问题的科学意识和态度。因此可从独立自主探究新知能力、统计分析处理数据的能力、用数据或图表说明问题的能力等多方面给予过程评价和终结性评价。【来源：21cnj*y.co*m】
五、课时建议
章
节
课时
第三章 程序设计进阶
第一节 设计能走迷宫的机器人
1
第二节 设计灭火机器人
1
第三节 救火英雄
1
第四节 综合活动：机器人总动员
1
六、练习说明
“本章检查站”的参考答案：
查漏补缺
左手定则、右手定则
当型、直到型，直到型
火焰传感器，轨迹识别传感器
实践鉴别
D
A
C
D
音乐播放模块中的音乐编辑画面如下图，它播放出的是下面那个音乐（D）
（A）5565|7－| (B) 77|5655| (C) 7－|5655| (D)5565|7－|