2019-2020年苏科版小学信息技术《第13课 机器人的组成》教案（选修）.doc

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2019-2020年苏科版小学信息技术《第13课 机器 人的组成》教案（选修） ［教学目的与要求］ 1.学习机器人的组成。 2.能够掌握机器人组件的知识。 3.学会理解机器人“器官”与人类的相同和不同点。 4.通过交流，了解每一部分组件的主要原理和用途。 5.培养学生的信息素养。 6.感受机器人的工作特点。 7.尝试将机器人的各组件与实物对应起来。 8.观察机器人实物，体会机器人的组成特点。 ［课时安排］ 建议安排1课时。 ［教学重点与难点］ 1.重点：机器人的组成知识。 2.难点：学会将机器人实物与相应的组件联系起来。 ［教材分析与教法建议］ 1．教材的地位与作用 机器人组成是机器人部分的重要内容，本课为机器人部分的第二课，学生在之前已经初步了解了机器人的定义和发展历史，在本课中，教师应着重将机器人的实物引入课堂，让学生拥有更多的感性认识，并在此基础上形成较为完整的立体概念，为后续学习提供有利的引导。 本课的内容顺应前面知识，在教学上应保持教学内容的延续、畅通，教学环节连贯，并能够为后面课时的学习打下基础，让学生能够顺利形成一定的认知结构，促进其信息素养的提高。 2．教学方法指导 机器人的组件介绍是机器人部分的重要内容之一，在讲授使用方式的时候，可以采用范例讲解与学生自学相结合。因为本课知识点比较多，完全放手让学生自学，对于部分基础较弱的学生而言时间不够，所以必要的实例讲解可以大大提高教学效率。可以由教师演示范例，也可以鼓励学生自我尝试，利用讲授法集体授课，来提高本课的教学效果。在学习本课之前，应对学生进行必要的分组训练，保证每位学生都能有一定的学习空间和机会。 ［参考资料］ 1.机器人虽然是由多种配件构成的，但大致可分为4种。 －组织部：机器人的外型(身体，手，腿，脚，关节等)。 －传感器部：识别外部环境的部分(视觉传感器、声音传感器、嗅觉传感器、触觉传感器等)。 －控制部：判断识别到信息和抑制动作的部分(微型计算机)。 －驱动部：让机器人实际动作的部分(马达，液压装置，空压装置等)。 2.机器人的大脑：可以有很多叫法，可以叫做微控制器，微处理器，处理器或者计算器等，不过这都不要紧，通常微处理器是一块芯片，而其它的是一整套控制器，包括微处理器和一些别的元件。任何一个机器人大脑就必须要有这块芯片，不然就不能称为机器人了。 3.传感器：是机器人和现实世界之间的纽带。但就目前传感器技术而言，我们现在所能选用的传感器或者说负担的起的传感器不多。根据传感器的工作特征，可以分为光学传感器（比如红外传感器）、声音传感器（比如microphone）、力传感器（比如压敏传感器）、位置传感器（比如陀螺仪）。后面的章节中，将详细介绍这一组件。 4.机器人运动要靠程序来控制，编程语言是一种控制器能够接受的语言类型，一般有C语言、汇编语言和basic语言，通常能被较高级的控制器直接执行，因为在高级控制器里面内置了编译器能够直接把一些高级语言翻译成机器码。 ［参考教案］ 1.复习与导入 师：上节课中，我们体验到了机器人的魅力，同学们能说说你最喜欢的机器人有哪些嘛？为什么喜欢呢？ (学生发言) 师：我们生活中充满了各种机器人应用的例子，今天我们就一起来研究机器人的组成的问题。 (板书课题) 设计意图：通过对已有知识的复习，引发学生的学习热情，从而为新课的进行做好铺垫。 2. 新授一：播放相应的图片 师：打开一幅机器人的“解剖图”。 (学生观察) 师：机器人有哪些主要组成部分呢？下面，同学们可以通过看书、或与旁边同学小声讨论的方式，并参考教材中的内容来学习。(教师巡视辅导) (学生自学教材中内容，并研究) 生：回答机器人的组成。 师：归纳并总结，给机器人的组成确定概念，并鼓励学生朗读巩固。 设计意图：从已有经验出发，引发学生对熟悉实物的感觉，再在此基础上理解信息的涵义，并能够促进知识的迁移。 3. 巩固一：画线图 师：(播放机器人的结构图。)谁能为它们连连线？ (学生练习) (注意：不能看书，凭印象作为判断标准) 师：先请同学们打开教材，看看你的连线对不对。 师：同学们觉得要注意什么问题？ (学生讨论) 设计意图：帮助学生再次巩固知识，掌握机器人的组成。并鼓励学生自我尝试，自我展示。 4. 新授二：认识部件 师：机器人的内部有很多的部件，它们像我们人的器官一样，共同组合起来，完成很多种复杂的动作。 (教师打开一个机器人，请学生观察内部的组成，并范例演示) (学生观看老师的讲解) 提醒：注意分组的结合，保证每位学生都能够参与到学习过程中去。 设计意图：结合实际的生活，帮助学生更深地理解。 5. 巩固二：加深理解 师：尝试着来给机器人的“器官”命名，看看它的“学名”和你起的“小名”有哪些相似和相异的地方 (学生观看学习后讨论) 师：打开书本，看看你还希望知道哪些有趣的部件，在机器人的身体上找找它们。 设计意图：再次巩固学习的主题，帮助学生深化知识。 ６. 总结与回顾 师：今天我们讨论了机器人的组件和主要器官的组合，机器人是个复杂的个体，在复杂的器官中，最主要的就是这些部件了，当我们了解到原理以后，我们就可以跟机器人做朋友了，欢迎大家继续走进机器人的世界。 设计意图：再次帮助学生梳理扩展知识。为后续学习打下良好的基础。 附送： 2019-2020年苏科版小学信息技术《第16课 学生 机器人平台》教案（选修） ［教学目的与要求］ 1.学习“学生机器人平台”软件。 2.初步了解流程图的设置方式。 3.理解软件的概念。 4.能够运行“学生机器人平台”软件。 5.帮助学生建立软件与机器人之间的知识链接。 6.激发学生的学习热情。 7.尝试用已有的信息技术手段理解“编程”的意义。 8.尝试运行、设置编程软件。 ［课时安排］ 建议安排2 课时。 ［教学重点与难点］ 1.重点：学习“学生机器人平台”软件。 2.难点：流程图的设置方式。 ［教材分析与教法建议］ 1．教材的地位与作用 本课基于原有机器人知识的基础上，介入编程软件，让学生了解到“学生机器人平台”的重要意义。因此，本课的学习属于理论性与实践性相结合的环节。 在本课的教学中，学生接触到流程图的学习和设置，在今后的学习中起到了基础性的作用，显得尤为重要。在教师的教学中，要秉承打好基础的原则，为学生提供正确严谨的教学环节，为今后的学习提供便利。 2．教学方法指导 在学生机器人平台的学习中，教师要帮助学生学会利用资源学习、意义建构的学习、自主学习、进行非线性的跨越式学习、理解流程图利用流程图的学习。教师可以在教学中设置相应的问题，让学生带着问题思考，顺着问题学习，使得知识能够顺畅地进入学生的认知体系，为今后的实践提供保证。 ［参考资料］ 1.学生机器人编程软件一般采用流程图模式编程。流程图由基本模块来构建，基本模块包括输出执行模块、信号输入模块、流程控制模块三部分，每一个图形模块都可以完成一定的功能，只要按逻辑连接这些模块可以很快的完成一个程序的编写，通过画流程图的方式，实现对某一特定机器人的编程。从而使机器人根据周围的环境执行相应的动作，如：前进、后退、转弯、加速、减速等。流程图支持全局变量、简单表达式、复合条件判断、循环等。 软件采用了面向对象的程序设计方法，每种控件作为一个类对象，描述了此控件的类型、位置、连接属性、节点的设置属性等信息以及对各种属性改变的方法。利用这些方法，可以方便的对每个节点对象的属性更新和对象位置的移动等各种操作。 2.软件特点： （1） 图形化编程，直观、易于学习和操作。 （2）编辑、编译、程序下载到主控芯片的集成开发环境。 （3）屏蔽软硬件接口部分，降低偏向于硬件的嵌入式系统开发难度。 （4）可扩展性强。 ［参考教案］ 1.展示与导入（第一课时） 师：同学们，我们经过了四节课的学习，你们了解了哪些机器人的知识啊？能给我们介绍一下你的感受吗？ 学生：回忆自己的学习过程，并讨论自己的学习心得。 师：在上节课的讨论中，有的同学曾经提出，机器人的工作不但依赖传感器，也要依赖于计算机的编程，这样机器人才能“健康”地成长。今天就让我们来学习机器人编程。 (板书课题) 设计意图：此部分的学习难度较大，学生学习存在一定的障碍，因此在设计教学过程时，因降低部分的难度，使得学习过程顺畅。 2. 了解“学生机器人平台”软件 师：机器人的运动，不是在机器人本身所制定完成的，它必须要有强大的“后援团”，这个就是“学生机器人平台”软件 （打开相应的图片，介绍几种机器人平台） 生：了解新界面。 师：“学生机器人平台”软件和我们过去学习过的哪些软件有相似的地方呢？ （1）FrontPage中网页的编写。 （2）Word中的流程图。 师：它们有哪些相似的地方呢？ （1） 界面类似。 （2） 流程图的方式相似。 师：它们有哪些不同的地方呢？ （阅读课本，寻找答案） （教师最后引导总结，帮助学生找到其中的关键词） 设计意图：全班合作讨论的形式，可以最大程度地激发学生合作学习的热情。 3. 运行编程软件（第二课时） 师：实战开始了，我们要为学生机器人编程了，首先得让它知道我们的意图，请观察以下得流程： （学生观察教师操作并总结） （1）打开软件 教师介绍主要的界面。 （2）新建程序 和原有软件类似之处。 （3）设置系统 讲解传感器和串口的设置方法。 （4）加载图形控件 讲解图形控件的概念。 （5）设置属性 以“计算”控件为例。 （6）修改程序 移动、删除、复制、粘贴等操作 （7）编译程序 先保存程序，再编译程序。 （8）下载程序 将机器人主板的接口与计算机接口相连，下载程序，注意“写入成功”的字样。 设计意图：学生学习的难度较大，应留给学生较多时间去适应，帮助学生完成过程；老师作为过程的参与者，以辅导学生为主，不能替代学习。 ４. 尝试并交流 教师参与注意事项： （1）讲解要详细，速度可调整，可以就共性的问题全班交流，也可以放手让学生互相交流。 （2）关注学生的反应，及时调整讲课的频率，保证教学效果。 有条件时，让学生参与到实际过程中去。 设计意图：此过程开放性较强，学生能够有足够的余地发挥自己的主观能动性。 ５. 总结 师：今天我们小组合作，完成了一个程序的编写过程。部分同学还进行了展示。我们还对这些展示的作品进行了交流。大家有什么收获？ 生：讨论学习心得。 师：在烟波浩淼的信息技术中，机器人的编程是应用较多的技术之一，在今后的学习中，我们要常常接触到它。它是非常可贵的技术，它改变了我们的生活，让我们身边多了许多丰富多彩的内容，从今天起，让我们好好学习，创作出优秀的作品，来不断充实我们的生活！ 设计意图：学习过程中，旨在帮助学生完成总结性评价，在复习回顾的基础上完成对知识的整理，以便学生再次深入学习。