《灵活避开障碍物》教学设计
一、教学内容分析
1.本节的主要内容及在本章中的地位
本节内容选自广东教育出版社出版的广州市信息技术教科书《信息技术》(初中第二册)第三章第3节“灵活避开障碍物”中的第二部分“机器人避障行进”。主要内容是能选择合适的传感器,为机器人模型添加传感器,编程控制机器人避障行进。
本节是本章学习中的一个难点,既要回顾程序的条件结构和循环结构,又要注意端口和车速。需要学生熟练在“模型和编程”与“仿真”两个程序间切换,测试完善程序。
2.教学重点、难点:
教学重点:
对比触碰传感器和超声波传感器的使用条件,知道超声波传感器的使用方法,学会编写机器人避障程序。
教学难点:
条件、循环结构,学生的自学能力和探索精神的培养。
3.课时安排:1课时
二、教学对象分析
学生通过本章前面的学习已经掌握了模型的搭建,程序的编写过程,知道如何在仿真环境下验证程序,并能够控制机器人前进、后退、转向,为学习本节内容打下了一定的基础。但仍有部分学生对此一知半解,只能跟着老师做。这节课希望可以让学生有一个自己动手探索的过程,使学生对虚拟机器人程序更熟悉。此外,中学生希望得到自我表现的机会,喜欢在他人面前充分显示自己的优势与特长,以获得他人对自己的赞扬。因此,在教学中要适当给学生表现的机会,对学生进行鼓励。
三、教学目标
1.知识与技能
(1)了解机器人传感器知识。
(2)掌握超声波传感器的使用方法。
(3)学会编写程序控制机器人避开障碍。
2.过程与方法
通过分析——实践——总结等环节,让学生能够正确选择传感器,学会编写机器人避障程序。
3.情感态度价值观
培养学生对机器人的兴趣,培养学生关心科技、热爱科学、勇于探索的精神。
四、教学策略
本节以学生体验机器人避障行进,采用讲授法与“任务驱动”、视频指导相结合的方式展开,教师引导学生自主实践。
五、教学媒体与教学资源
教学媒体:多媒体计算机教室。
教学资源:录屏文件、PPT课件、地图、校车模型、倒车程序。
六、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
常规打字训练(5’) 巡视 打字练习
导入 (3’) 【导入】运行“倒车”程序,想想如何避免撞车?
【引导】避免碰撞的几种方式:向前开、停车、绕开障碍物。
【引出课题】那么,如何实现呢?这节课,我们就来指挥模拟校车“灵活避开障碍物”。
思考并回答问题。 引导学生通过多种途径解决遇到的问题,激发学生学习编程的兴趣。
认识传感器 (2’) 【提问】机器人是通过什么途径来感知外部环境的?
【介绍】触碰传感器和超声波传感器的特点。
回答
问题
认真听讲,初步认识2种传感器。 再次体验机器人的构造,让学生对机器人有一个整体的认识。
构建机器人(5’) 接下来,我们来完善校车。
【布置】为校车加“眼睛”。
【巡视、观察、辅导】巡视学生的操作过程,留意学生常犯的错误,并做辅导。
学生选择合适的传感器,添加到适当的位置,保存模型。 加深学生对传感器的认识,并使学生掌握传感器的添加方法。
编写程序(23’) 【提问】怎样才能使超声波传感器发挥作用?
【归纳步骤】编写“传感器”程序的步骤:
流程循环;
传感器超声波传感器选择端口;
流程条件判断选择变量、设定比较类型和比较值
【布置】任务一:当校车差不多要撞到障碍时,由倒车状态转为前进状态,以避免碰撞。思考:前进程序应该写在什么地方?
【巡视、观察、辅导】巡视学生的操作过程,留意学生常犯的错误,并做辅导。
【反馈】对最快完成编程的学生进行表扬、奖励。
【布置】任务二:修改任务一的程序,当校车差不多要撞到障碍时,及时停下,以避免碰撞。思考:如何才能让校车停下?
【巡视、观察、辅导】巡视学生的操作过程,留意学生常犯的错误,并做辅导。
请一位学生上台对任务二进行演示操作,并请同学们观察操作步骤。
学有余力的学生任务
【布置】
提高任务:当校车差不多要撞到障碍时,绕开障碍物,以避免碰撞,最好可以回到原倒车路线上。
【巡视、观察、引导】巡视学生的操作过程,鼓励学生积极探索,引导学生完善程序以达到目标。
学生通过教材及视频自主学习,完成任务一并思考问题。
听反馈。
完成任务二
一位学生演示操作,其他学生观看演示并思考。
学有余力的同学自主探索停车程序和“绕障碍”程序 学生自主学习,有利于提高学生的自学能力。
对学生进行表扬及奖励符合初中生的年龄特征,有利于提高学生的学习积极性。
学生能够正确使用循环和分支结构,强化编程基础训练。
任务二的操作需要学生能能举一反三想出发动机功率为0时,车子将停下或使用动作里的“停机”,并能通过仿真的环境,不断摸索出倒车速度与比较值的关系。
抓住中学生好表现的心理特点,给学生适当的表现机会。
分层任务,不但能让学有余力的学生有更高的目标,也避免打击能力较差学生的积极性
课堂 小结
(2’) 机器人的眼睛——超声波传感器。
传感器程序结构图。
回顾本节课所学的知识。 对本节课的知识进行梳理。