2019-2020年蘇科版小學(xué)信息技術(shù)《第13課 機(jī)器人的組成》教案（選修）.doc

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2019-2020年蘇科版小學(xué)信息技術(shù)《第13課 機(jī)器 人的組成》教案（選修） ［教學(xué)目的與要求］ 1.學(xué)習(xí)機(jī)器人的組成。 2.能夠掌握機(jī)器人組件的知識(shí)。 3.學(xué)會(huì)理解機(jī)器人“器官”與人類的相同和不同點(diǎn)。 4.通過交流，了解每一部分組件的主要原理和用途。 5.培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)。 6.感受機(jī)器人的工作特點(diǎn)。 7.嘗試將機(jī)器人的各組件與實(shí)物對(duì)應(yīng)起來。 8.觀察機(jī)器人實(shí)物，體會(huì)機(jī)器人的組成特點(diǎn)。 ［課時(shí)安排］ 建議安排1課時(shí)。 ［教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)］ 1.重點(diǎn)：機(jī)器人的組成知識(shí)。 2.難點(diǎn)：學(xué)會(huì)將機(jī)器人實(shí)物與相應(yīng)的組件聯(lián)系起來。 ［教材分析與教法建議］ 1．教材的地位與作用 機(jī)器人組成是機(jī)器人部分的重要內(nèi)容，本課為機(jī)器人部分的第二課，學(xué)生在之前已經(jīng)初步了解了機(jī)器人的定義和發(fā)展歷史，在本課中，教師應(yīng)著重將機(jī)器人的實(shí)物引入課堂，讓學(xué)生擁有更多的感性認(rèn)識(shí)，并在此基礎(chǔ)上形成較為完整的立體概念，為后續(xù)學(xué)習(xí)提供有利的引導(dǎo)。 本課的內(nèi)容順應(yīng)前面知識(shí)，在教學(xué)上應(yīng)保持教學(xué)內(nèi)容的延續(xù)、暢通，教學(xué)環(huán)節(jié)連貫，并能夠?yàn)楹竺嬲n時(shí)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，讓學(xué)生能夠順利形成一定的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，促進(jìn)其信息素養(yǎng)的提高。 2．教學(xué)方法指導(dǎo) 機(jī)器人的組件介紹是機(jī)器人部分的重要內(nèi)容之一，在講授使用方式的時(shí)候，可以采用范例講解與學(xué)生自學(xué)相結(jié)合。因?yàn)楸菊n知識(shí)點(diǎn)比較多，完全放手讓學(xué)生自學(xué)，對(duì)于部分基礎(chǔ)較弱的學(xué)生而言時(shí)間不夠，所以必要的實(shí)例講解可以大大提高教學(xué)效率?？梢杂山處熝菔痉独?，也可以鼓勵(lì)學(xué)生自我嘗試，利用講授法集體授課，來提高本課的教學(xué)效果。在學(xué)習(xí)本課之前，應(yīng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行必要的分組訓(xùn)練，保證每位學(xué)生都能有一定的學(xué)習(xí)空間和機(jī)會(huì)。 ［參考資料］ 1.機(jī)器人雖然是由多種配件構(gòu)成的，但大致可分為4種。 －組織部：機(jī)器人的外型(身體，手，腿，腳，關(guān)節(jié)等)。 －傳感器部：識(shí)別外部環(huán)境的部分(視覺傳感器、聲音傳感器、嗅覺傳感器、觸覺傳感器等)。 －控制部：判斷識(shí)別到信息和抑制動(dòng)作的部分(微型計(jì)算機(jī))。 －驅(qū)動(dòng)部：讓機(jī)器人實(shí)際動(dòng)作的部分(馬達(dá)，液壓裝置，空壓裝置等)。 2.機(jī)器人的大腦：可以有很多叫法，可以叫做微控制器，微處理器，處理器或者計(jì)算器等，不過這都不要緊，通常微處理器是一塊芯片，而其它的是一整套控制器，包括微處理器和一些別的元件。任何一個(gè)機(jī)器人大腦就必須要有這塊芯片，不然就不能稱為機(jī)器人了。 3.傳感器：是機(jī)器人和現(xiàn)實(shí)世界之間的紐帶。但就目前傳感器技術(shù)而言，我們現(xiàn)在所能選用的傳感器或者說負(fù)擔(dān)的起的傳感器不多。根據(jù)傳感器的工作特征，可以分為光學(xué)傳感器（比如紅外傳感器）、聲音傳感器（比如microphone）、力傳感器（比如壓敏傳感器）、位置傳感器（比如陀螺儀）。后面的章節(jié)中，將詳細(xì)介紹這一組件。 4.機(jī)器人運(yùn)動(dòng)要靠程序來控制，編程語(yǔ)言是一種控制器能夠接受的語(yǔ)言類型，一般有C語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和basic語(yǔ)言，通常能被較高級(jí)的控制器直接執(zhí)行，因?yàn)樵诟呒?jí)控制器里面內(nèi)置了編譯器能夠直接把一些高級(jí)語(yǔ)言翻譯成機(jī)器碼。 ［參考教案］ 1.復(fù)習(xí)與導(dǎo)入 師：上節(jié)課中，我們體驗(yàn)到了機(jī)器人的魅力，同學(xué)們能說說你最喜歡的機(jī)器人有哪些嘛？為什么喜歡呢？ (學(xué)生發(fā)言) 師：我們生活中充滿了各種機(jī)器人應(yīng)用的例子，今天我們就一起來研究機(jī)器人的組成的問題。 (板書課題) 設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)已有知識(shí)的復(fù)習(xí)，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，從而為新課的進(jìn)行做好鋪墊。 2. 新授一：播放相應(yīng)的圖片 師：打開一幅機(jī)器人的“解剖圖”。 (學(xué)生觀察) 師：機(jī)器人有哪些主要組成部分呢？下面，同學(xué)們可以通過看書、或與旁邊同學(xué)小聲討論的方式，并參考教材中的內(nèi)容來學(xué)習(xí)。(教師巡視輔導(dǎo)) (學(xué)生自學(xué)教材中內(nèi)容，并研究) 生：回答機(jī)器人的組成。 師：歸納并總結(jié)，給機(jī)器人的組成確定概念，并鼓勵(lì)學(xué)生朗讀鞏固。 設(shè)計(jì)意圖：從已有經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，引發(fā)學(xué)生對(duì)熟悉實(shí)物的感覺，再在此基礎(chǔ)上理解信息的涵義，并能夠促進(jìn)知識(shí)的遷移。 3. 鞏固一：畫線圖 師：(播放機(jī)器人的結(jié)構(gòu)圖。)誰能為它們連連線？ (學(xué)生練習(xí)) (注意：不能看書，憑印象作為判斷標(biāo)準(zhǔn)) 師：先請(qǐng)同學(xué)們打開教材，看看你的連線對(duì)不對(duì)。 師：同學(xué)們覺得要注意什么問題？ (學(xué)生討論) 設(shè)計(jì)意圖：幫助學(xué)生再次鞏固知識(shí)，掌握機(jī)器人的組成。并鼓勵(lì)學(xué)生自我嘗試，自我展示。 4. 新授二：認(rèn)識(shí)部件 師：機(jī)器人的內(nèi)部有很多的部件，它們像我們?nèi)说钠鞴僖粯?，共同組合起來，完成很多種復(fù)雜的動(dòng)作。 (教師打開一個(gè)機(jī)器人，請(qǐng)學(xué)生觀察內(nèi)部的組成，并范例演示) (學(xué)生觀看老師的講解) 提醒：注意分組的結(jié)合，保證每位學(xué)生都能夠參與到學(xué)習(xí)過程中去。 設(shè)計(jì)意圖：結(jié)合實(shí)際的生活，幫助學(xué)生更深地理解。 5. 鞏固二：加深理解 師：嘗試著來給機(jī)器人的“器官”命名，看看它的“學(xué)名”和你起的“小名”有哪些相似和相異的地方 (學(xué)生觀看學(xué)習(xí)后討論) 師：打開書本，看看你還希望知道哪些有趣的部件，在機(jī)器人的身體上找找它們。 設(shè)計(jì)意圖：再次鞏固學(xué)習(xí)的主題，幫助學(xué)生深化知識(shí)。 ６. 總結(jié)與回顧 師：今天我們討論了機(jī)器人的組件和主要器官的組合，機(jī)器人是個(gè)復(fù)雜的個(gè)體，在復(fù)雜的器官中，最主要的就是這些部件了，當(dāng)我們了解到原理以后，我們就可以跟機(jī)器人做朋友了，歡迎大家繼續(xù)走進(jìn)機(jī)器人的世界。 設(shè)計(jì)意圖：再次幫助學(xué)生梳理擴(kuò)展知識(shí)。為后續(xù)學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。 附送： 2019-2020年蘇科版小學(xué)信息技術(shù)《第16課 學(xué)生 機(jī)器人平臺(tái)》教案（選修） ［教學(xué)目的與要求］ 1.學(xué)習(xí)“學(xué)生機(jī)器人平臺(tái)”軟件。 2.初步了解流程圖的設(shè)置方式。 3.理解軟件的概念。 4.能夠運(yùn)行“學(xué)生機(jī)器人平臺(tái)”軟件。 5.幫助學(xué)生建立軟件與機(jī)器人之間的知識(shí)鏈接。 6.激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。 7.嘗試用已有的信息技術(shù)手段理解“編程”的意義。 8.嘗試運(yùn)行、設(shè)置編程軟件。 ［課時(shí)安排］ 建議安排2 課時(shí)。 ［教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)］ 1.重點(diǎn)：學(xué)習(xí)“學(xué)生機(jī)器人平臺(tái)”軟件。 2.難點(diǎn)：流程圖的設(shè)置方式。 ［教材分析與教法建議］ 1．教材的地位與作用 本課基于原有機(jī)器人知識(shí)的基礎(chǔ)上，介入編程軟件，讓學(xué)生了解到“學(xué)生機(jī)器人平臺(tái)”的重要意義。因此，本課的學(xué)習(xí)屬于理論性與實(shí)踐性相結(jié)合的環(huán)節(jié)。 在本課的教學(xué)中，學(xué)生接觸到流程圖的學(xué)習(xí)和設(shè)置，在今后的學(xué)習(xí)中起到了基礎(chǔ)性的作用，顯得尤為重要。在教師的教學(xué)中，要秉承打好基礎(chǔ)的原則，為學(xué)生提供正確嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)環(huán)節(jié)，為今后的學(xué)習(xí)提供便利。 2．教學(xué)方法指導(dǎo) 在學(xué)生機(jī)器人平臺(tái)的學(xué)習(xí)中，教師要幫助學(xué)生學(xué)會(huì)利用資源學(xué)習(xí)、意義建構(gòu)的學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、進(jìn)行非線性的跨越式學(xué)習(xí)、理解流程圖利用流程圖的學(xué)習(xí)。教師可以在教學(xué)中設(shè)置相應(yīng)的問題，讓學(xué)生帶著問題思考，順著問題學(xué)習(xí)，使得知識(shí)能夠順暢地進(jìn)入學(xué)生的認(rèn)知體系，為今后的實(shí)踐提供保證。 ［參考資料］ 1.學(xué)生機(jī)器人編程軟件一般采用流程圖模式編程。流程圖由基本模塊來構(gòu)建，基本模塊包括輸出執(zhí)行模塊、信號(hào)輸入模塊、流程控制模塊三部分，每一個(gè)圖形模塊都可以完成一定的功能，只要按邏輯連接這些模塊可以很快的完成一個(gè)程序的編寫，通過畫流程圖的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)某一特定機(jī)器人的編程。從而使機(jī)器人根據(jù)周圍的環(huán)境執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，如：前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎、加速、減速等。流程圖支持全局變量、簡(jiǎn)單表達(dá)式、復(fù)合條件判斷、循環(huán)等。 軟件采用了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法，每種控件作為一個(gè)類對(duì)象，描述了此控件的類型、位置、連接屬性、節(jié)點(diǎn)的設(shè)置屬性等信息以及對(duì)各種屬性改變的方法。利用這些方法，可以方便的對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)象的屬性更新和對(duì)象位置的移動(dòng)等各種操作。 2.軟件特點(diǎn)： （1） 圖形化編程，直觀、易于學(xué)習(xí)和操作。 （2）編輯、編譯、程序下載到主控芯片的集成開發(fā)環(huán)境。 （3）屏蔽軟硬件接口部分，降低偏向于硬件的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)難度。 （4）可擴(kuò)展性強(qiáng)。 ［參考教案］ 1.展示與導(dǎo)入（第一課時(shí)） 師：同學(xué)們，我們經(jīng)過了四節(jié)課的學(xué)習(xí)，你們了解了哪些機(jī)器人的知識(shí)啊？能給我們介紹一下你的感受嗎？ 學(xué)生：回憶自己的學(xué)習(xí)過程，并討論自己的學(xué)習(xí)心得。 師：在上節(jié)課的討論中，有的同學(xué)曾經(jīng)提出，機(jī)器人的工作不但依賴傳感器，也要依賴于計(jì)算機(jī)的編程，這樣機(jī)器人才能“健康”地成長(zhǎng)。今天就讓我們來學(xué)習(xí)機(jī)器人編程。 (板書課題) 設(shè)計(jì)意圖：此部分的學(xué)習(xí)難度較大，學(xué)生學(xué)習(xí)存在一定的障礙，因此在設(shè)計(jì)教學(xué)過程時(shí)，因降低部分的難度，使得學(xué)習(xí)過程順暢。 2. 了解“學(xué)生機(jī)器人平臺(tái)”軟件 師：機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，不是在機(jī)器人本身所制定完成的，它必須要有強(qiáng)大的“后援團(tuán)”，這個(gè)就是“學(xué)生機(jī)器人平臺(tái)”軟件 （打開相應(yīng)的圖片，介紹幾種機(jī)器人平臺(tái)） 生：了解新界面。 師：“學(xué)生機(jī)器人平臺(tái)”軟件和我們過去學(xué)習(xí)過的哪些軟件有相似的地方呢？ （1）FrontPage中網(wǎng)頁(yè)的編寫。 （2）Word中的流程圖。 師：它們有哪些相似的地方呢？ （1） 界面類似。 （2） 流程圖的方式相似。 師：它們有哪些不同的地方呢？ （閱讀課本，尋找答案） （教師最后引導(dǎo)總結(jié)，幫助學(xué)生找到其中的關(guān)鍵詞） 設(shè)計(jì)意圖：全班合作討論的形式，可以最大程度地激發(fā)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的熱情。 3. 運(yùn)行編程軟件（第二課時(shí)） 師：實(shí)戰(zhàn)開始了，我們要為學(xué)生機(jī)器人編程了，首先得讓它知道我們的意圖，請(qǐng)觀察以下得流程： （學(xué)生觀察教師操作并總結(jié)） （1）打開軟件 教師介紹主要的界面。 （2）新建程序 和原有軟件類似之處。 （3）設(shè)置系統(tǒng) 講解傳感器和串口的設(shè)置方法。 （4）加載圖形控件 講解圖形控件的概念。 （5）設(shè)置屬性 以“計(jì)算”控件為例。 （6）修改程序 移動(dòng)、刪除、復(fù)制、粘貼等操作 （7）編譯程序 先保存程序，再編譯程序。 （8）下載程序 將機(jī)器人主板的接口與計(jì)算機(jī)接口相連，下載程序，注意“寫入成功”的字樣。 設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生學(xué)習(xí)的難度較大，應(yīng)留給學(xué)生較多時(shí)間去適應(yīng)，幫助學(xué)生完成過程；老師作為過程的參與者，以輔導(dǎo)學(xué)生為主，不能替代學(xué)習(xí)。 ４. 嘗試并交流 教師參與注意事項(xiàng)： （1）講解要詳細(xì)，速度可調(diào)整，可以就共性的問題全班交流，也可以放手讓學(xué)生互相交流。 （2）關(guān)注學(xué)生的反應(yīng)，及時(shí)調(diào)整講課的頻率，保證教學(xué)效果。 有條件時(shí)，讓學(xué)生參與到實(shí)際過程中去。 設(shè)計(jì)意圖：此過程開放性較強(qiáng)，學(xué)生能夠有足夠的余地發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性。 ５. 總結(jié) 師：今天我們小組合作，完成了一個(gè)程序的編寫過程。部分同學(xué)還進(jìn)行了展示。我們還對(duì)這些展示的作品進(jìn)行了交流。大家有什么收獲？ 生：討論學(xué)習(xí)心得。 師：在煙波浩淼的信息技術(shù)中，機(jī)器人的編程是應(yīng)用較多的技術(shù)之一，在今后的學(xué)習(xí)中，我們要常常接觸到它。它是非?？少F的技術(shù)，它改變了我們的生活，讓我們身邊多了許多豐富多彩的內(nèi)容，從今天起，讓我們好好學(xué)習(xí)，創(chuàng)作出優(yōu)秀的作品，來不斷充實(shí)我們的生活！ 設(shè)計(jì)意圖：學(xué)習(xí)過程中，旨在幫助學(xué)生完成總結(jié)性評(píng)價(jià)，在復(fù)習(xí)回顧的基礎(chǔ)上完成對(duì)知識(shí)的整理，以便學(xué)生再次深入學(xué)習(xí)。