川教版信息技术教学设计 年级下.docx
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川教版信息技术教学设计年级下
教学课题第一课走进机器人的世界（1课时）
教学目标
知识与技能
知道什么是机器人，了解机器人的发展情况，对即将要学习的机器人有一个感性的认识。
过程与方法让学生自己动手通过上网查询机器人的定义，以及机器人的发展概况。
再通过讨论把自己的所见所闻讲述出来，教师归纳总结。
再以丰富的视频资料帮助学生对教学机器人建立一个感性的认识。
情感、态度、价值观让学生体会自主学习所带来的成功感，培养学生发现问题、解决问题的能力。
教学重点了解机器人的基本知识，特别是现在普遍使用的教学机器人。
教学难点如何让学生对机器人有一个生动形象的认识，从而激发学生的学习兴趣。
课前准备计算机机房、互联网、机器人器材
教学方法讲授任务驱动法
教学步骤
教师活动
学生活动
教学目的
1.播放影片剪辑
《终结者2》片段
观看影片
引起学生的注意
2.提出问题：
影片中的
主角是人还是机器人？
展开思考作答
机器人
引导学生进入主题
3.提出问题：
什么是机器人？
请同学们通过网络寻找答案
学生开始通过搜索引擎去寻找答案
让学生通过自主学习去解决问题
4.巡视整个机房，了解学生
完成情况，并对部分学生给予提示。
通过操作，学生对机器人的定义有了初步认识
让学生体会成功感
5.请部分学生讲述他所发现的关于机器人的描述
学生各自表达自己的观点
通过发言的方式让学生增强自信心
6.总结发言：
各位同学对机器人的描述都是大同小异的，应该说都是正确的，我们国家的科学家对机器人是这样理解的……
关注教材中对机器人所下的定义
让学生明白机器人实际上是一个开放性的话题
7.提出任务：
同学们接下来继续通过搜索引擎去网上下载机器人的图片，等一下拿出来大家交流一下，看看谁下的不同种类的机器人最多？
学生开始通过搜索引擎去下载图片
继续渗透自主学习
8.巡视机房掌握学生完成情况
将下载下来的图片保存在硬盘中
了解学生的操作情况，为开展下一步教学作准备
9.请同学来展示自己下载的机器人图片并提出问题：
你能给你下载的机器人进行一个简单的归类吗？
学生凭自己的想象力进行归纳
为讲解机器人的分类作一个铺垫
10.归纳总结：
其实机器人分类的方法很多，现在还没有一个统一的标准，按目前一般的方式可分为……（结合课本对这些分类作简单解释）
关注教材中对机器人的分类
让学生对机器人有一个框架上的认识
11.结合课本引入教学机器人的介绍，重点说明教学机器人在我国的发展情况，以及在现实中的具体应用，配合讲解出示目前使用比较普遍的机器人器材
学生认真听讲，并观察机器人器材实物
通过实物展示，提高学生的感性认识，为即将学习的内容提升兴趣
12.播放收集整理的关于教学机器人的使用和比赛片段，结合视频作一定的补充说明（比如近年来发生在身边的青少年智能机器人大赛等等）
观看视频
让机器人从一个抽象的概念变得较为形象，为下步学习作一个铺垫
13.出示一个已经制作好的机器人实物，结合这个机器人来讲解机器人的基本组成
通过听讲和观察，去理解机器人的组成部分
出示实物让学生能够把教师所讲的组成部分很容易和实际联系起来，加深理解
14.提出思考问题：
用自己的方式表达，你心目中未来的机器人是什么样的？
学生思考回答
培养学生的想象力
课后反思
教学课题第二课机器人的编程系统（1课时）
教学目标
知识与能力知道人与机器人是怎样进行交流的，认识纳英特和乐高机器人的编程平台过程与方法以形象生动的讲解和演示操作相结合，辅以任务驱动的方式完成授课情感、态度和价值观通过对本节知识的学习，着重培养学生的观察能力、理解能力和模仿能力。
重、难点分析
重点：
认识机器人的编程平台，知道人与机器人是如何通讯的
难点：
学生如何能够熟练的完成打开编程软件---录入指令----下载程序到机器人
课前准备网络教室、乐高纳英特编程软件、机器人核心部件（机器人的大脑）
课时安排1课时
教学方法讲授任务驱动法
教学步骤
1、课前引入
师：
人与人之间的交流主要是通过语言完成的，比如我叫大家打开电脑，你们马上就可以完成这个动作。
那么人与机器人之间的交流是怎样完成的呢？
生：
认真思考
师：
其实机器人并非人类因此它也不能听懂人类的语言，既然如此那么我们到底通过什么手段和机器人交流呢？
这是我们这节课所要学习的。
2、新课教学
师：
首先我们进行一个简单的设想，机器人首先还是一台机器，我们把它能听懂的话叫做机器语言，人要与机器人进行沟通就需要一个翻译，把人类的语言翻译为机器语言，这样机器人就能听懂我们说的话了。
那谁来充当我们的翻译呢，这就是编程软件了，我们把我们要说的话先组织好，写在编程软件里，再由它告诉机器人。
接下来我们就来具体学习怎样使用我们的翻译，让它把我们的要求告诉机器人。
师：
首先给大家介绍两个翻译家认识，一个叫做纳英特、一个叫做乐高，这是两个不同地方的翻译家，一个来自杭州、一个来自北京，但是他们要做的工作是一样的，为我们和机器人充当翻译。
首先我们来看看纳英特编程软件怎么使用？
纳英特使用步骤：
步骤一使用前首先要把这个软件装入电脑。
装好以后可以看到桌面上的nstrobot图标。
步骤二双击该图标，就可以看到纳英特积木式机器人图形化编程平台了。
步骤三下面我们随便输入一些想要给机器人说的话，比如让机器人动起来（机器人的行动主要靠马达来完成）。
1、从左边的执行器模块库中拖一个启动电机模块到程序中如图，注：
这里的拖动和我们平时拖动文件到某个地方是一样的
2、在右边的启动电机模块上双击或者点右键，点模块属性，如下图，把马达的功率设置为100。
步骤四好，接下来我们就要让翻译把这句转达给机器人了，在转达之间我们还要把机器人和我们的翻译联在一起，翻译是装在什么地方的？
对，计算机里面的。
那我们只需要把机器人和计算机连接在一起就可以了1、先把机器人通讯线的一头和电脑的一个串口连接，连接方法见下图
2、通讯线的另一端和机器人相连，见下图。
步骤五下面我们就开始让翻译把我们的指令传达给机器人
在下载前我们用1个手把机器人提起，防止马达的转动使机器人从高处摔下损坏，然后向右打开开关。
点“编译下载”，选择好与电脑连接的串口，点“下载应用程序”，如果下载失败，请检查串口是否搞错，通信线有没有连接，机器人电源有没有打开等情况。
有时候什么也没有改变，关开一下电源，重新下载，也可能会取得成功。
下载成功后把电源拨到中间，关闭机器人，然后在把电源拨到右侧打开机器人，这时你就可以看到机器人按我们的意思动起来了
任务一
下面各位同学马上把刚才学习到的体验一下吧，有什么问题请举手
师：
下面我再给大家介绍另一位翻译看看它又是怎样把我们的语言翻译给机器人的
乐高的使用步骤
步骤安装好的软件在桌面有一个快捷方式，双击该快捷方式即可进入如图所示的ROBOLAB的主菜单界面。
1、单击“管理员”按钮即可进入管理者界面
2、将红外发射器与电脑相连，做好下载前的准备（红外发射器和刚才使用的通讯线作用是一样的，负责把程序传给机器人。
3、RCX电源打开，并将RCX红外发射的地方（前面黑色部分）对准红外发射塔的红外发射部分，如下图：
3、下面我们点击“下载固件”按钮，将固件下载到机器人里面。
为什么需要下载固件？
就象我们使用计算机首先要装操作系统一样，固件也可以想象成是机器人大脑的操作系统。
有了它，机器人才可以识别翻译传达来的信息。
为什么刚才使用的纳英特不需要固件？
纳英特的固件实际上在出厂前已经固化在机器人的大脑里了，所以不需要再次安装。
课后反思
[教学课题]第三课制作能行走的机器人
教学目标：
1.知识目标：
学习使用ROBOLAB软件编制程序，会搭建具体的机器人
2.能力目标：
通过实践培养学生的观察能力、动手能力、创造能力，具体要达到：
①能够使用乐高编程软件；练习用电脑控制机器人，启动机器人；
②学会简单的搭建技术
3.情感目标：
培养学生对待知识的科学态度和辩证唯物主义观点。
培养学生探索机器人的兴趣和科学精神。
培养良好的生活习惯、与人的沟通与合作、对他人的尊重、面对困难的毅志力与自信心的树立及时间的合理分配和利用。
教学重点难点：
重点：
编程软件的使用。
难点：
编写程序的逻辑思想。
教学方法：
以学生直接体验为主，并辅以教师启发、引导。
教学准备：
乐高机器人套装、电脑、网络教室。
教学方法讲授任务驱动法
教学过程：
1、引入：
通过前面的学习，我们已经知道了怎样跟机器人交流。
今天，我们具体搭建一个机器人，让它按我们的要求工作。
2、新课：
首先我们还是要再次熟悉一下今天我们要使用的翻译家“乐高编程软件”。
步骤一介绍基本图标功能
从电脑桌面双击其快捷方式，即可进入robolab的编程主界面。
（图一）
主界面上有三个菜单项：
管理员、编程者级别和研究者级别，以及三个按钮：
帮助、退出和说明。
点击编程者级别菜单项进入其界面（图二），它的界面菜单分为导航者与发明家两大级别，每一级下有三个小项：
水平、主题和程序。
一般编程分为三个步骤：
1.根据模型从功能板上选择所需的图标
2.在编程窗口里合理布置图标，并进行连线
3.程序的下载
a.当功能和工具模块不在编程窗口显示时，可通过点击菜单栏里的Windows,分别选取showtoolspalette（显示工具面板）和showfunctionspalette（显示功能面板）来使它们出现
b.工具模块中主要用到的几个说明：
1--操纵工具（operatingtool）:
2--定位工具（postioningtool）:
可选取、移动物件3--标示工具（labelingtool）:
编辑注解或文字输入4--连线工具（wiringtool）:
连接图示区内各结点5--弹出工具（objectpopup）6--滚动工具（scrollingtool）7—断点工具（setclearbreakpoint）8—探针工具（probedata）9—颜色工具（getcolor）10-着色工具（setcolor）注：
图标的选取一般选用定位工具；连线使用连线工具
c.图标的抓取及连线说明:
把光标移到功能模块上,选取所需的图标点击一下，然后把鼠标移到适合的位置再点击一下鼠标，则完成了图标的抓取过程；把鼠标移到工具模块上，在连线图标点一下，便可进行连线。
当把鼠标移到将要进行连线的图标上，图标会不停的闪烁并出现黄色的端口提示，在所要进行连线的端口点一下，然后移到另一端口再点下，即可完成连线过程，连线正确为一条粉红色的粗线，不正确为黑色的细虚线。
步骤二：
搭建一个任务机器人
现在我们以一个简单的例子来说明：
目的：
制作一辆直线竞速车，要跑得顺、跑得好，车子不能一跑就散了。
1.我们用两个马达控制车轮
2.左图中使用了一个L型的积木，它的作用是什么？
3.小车轱辘擦边如何解决？
4.想想图中各部分结构的作用？
步骤三、演示图标对机器人的控制
下面我们给机器人编写一个往返跑的程序
注意观察两个程序有什么不同？
答：
刚才我们说过连线正确为一条粉红色的粗线，不正确为黑色的细虚线。
因此，只有第二个程序能够正确执行。
3.课堂体验：
让他们从具体的搭建过程中感受力学知识；从控制马达的转动中体验电学知识；从电脑控制机器人运作体验信息技术知识。
并在动手做的过程中观察、体验、思考：
我学会了什么？
我怎样才能做得更好？
这与我们的生活有什么联系？
六、布置课后探索思考：
（1）我们能为这个机器人设计更多、更好的动作吗？
（2）今天学的机器人同我们自己家的电器有什么关系？
课后反思
教学课题第四课让机器人送餐
教学目标
知识目标：
了解马达的运转带动齿轮及机器的运转原理。
知道通过马达控制机器人运动的基本原理。
能力目标：
通过实践培养学生的观察能力、动手能力、创造能力，具体要达到：
通过编辑程序控制机器人前进、转向等动作。
学会按需组装简单机器人，例如：
齿轮连接、马达的连接等；观察机器人的运作原理，思考是否能改进，使它运作得更好一些。
情感目标：
培养良好的生活习惯、与人的沟通与合作、对他人的尊重、面对困难的毅志力与自信心的树立及时间的合理分配和利用。
培养学生对待知识的科学态度和辩证唯物主义观点。
培养学生探索机器人的兴趣和科学精神。
教学重点、难点
重点：
正确完成通过编辑程序控制机器人前进、后退、转向、上下移动等动作。
难点：
用电脑编辑控制程序，控制机器人完成任务规定动作；按需组装好能完成规定任务的机器人；控制好机器人完成任务的动作距离。
教学方法：
以学生直接实践体验为主，辅以教师演示、启发、引导。
教学准备：
纳英特机器人套装若干套，乐高机器人套装若干套，电脑，积木、导线等若干工具。
教学方法讲授任务驱动法
教学过程：
教学环节
教师活动
学生活动
复习旧知识
前两次课我们学习过“让机器人动起来”、“能行走的机器人”，现在我们来回忆一下机器人怎样前进的。
板书：
Motor0,50
Motor1,50
Sleep2
问题一：
请一位同学来说说上面这段代码是什么意思。
问题二：
如果是乐高机器人又是怎么样实现上面的功能。
学生回顾旧知识，回答：
三行代码分别是让0号马达按转速50正转；1号马达按转速50正转；两个马达转动的时间为2秒。
导入新任务
情景演示：
一个机器人按正方形的路径进行；一个机器人进行“送餐”表演。
今天我们不光要让机器人前进，我们还要让它按照我们的设定的程序前进。
学生观察、思考，激发学生兴趣
新
课
一、教纳英特机器人走正方形
要让纳英特机器人完成走正方形，实际上就是让机器人重复完成四次“前进→转弯”的动作。
我们先来看看，机器人是怎样实现“前进→转弯”的：
首先启动电机，让机器人以一定的速度向前一段路程，再以左轮（或右轮）为中心转动90°，最后停止。
这样就走完了正方形的一个边。
BASIC程序设计可参考教材图4-1。
二、让乐高机器人去送餐
任务分析：
机器人运动的同时，还需要有一只机械手托起餐盘。
另外，机器人必须准确地到达目的，并能准确地将餐盘放在餐桌上，后退回出发点时不可以将餐盘打翻。
由于餐桌上的空位不在出发区的正前方，机器人必须做转弯运动。
解决策略：
用两个马达驱动机器人的运动，一个马达控制机械手，完成送餐任务。
机器人行进路线和动作行为：
前进——右转——前进——放餐盘——后退——左转——后退。
用时间控制机器人前进、转弯、后退的距离。
学生观察、分析机器人是如何通过程序实现“转变”。
学生分析总任务、解决策略，思考如何在程序设计里实现左右转、后退、放餐盘等具体动作
指导实验
动手体验
第一个任务：
让机器人走正方形
这个任务由纳英特机器人机器人来完成，刚才我们讲了正方形一个边的程序，想一想：
要让机器人走正方形，该如何修改程序？
如果要让机器人与运动员一样绕正方形场地跑三圈，又该如何修改程序？
参与程序如图4-2所示。
用通讯下载线将机器人与计算机连接，打开下载运行开关；单击编译下载按钮，编译下载程序，试运行，观察机器人运动情况，修改程序。
第二个任务：
让机器人送餐
要完成这个任务，首先要搭建可以实现送餐的机器人，图4-5A是马达驱动机器人运动的参考搭建，这里采用的是齿轮传动，主动轮24齿，从动轮40齿。
完成这个任务有两种方法。
方法1、时间控制法。
乐高机器人送餐重点要解决几个关键动作：
前进——右转——前进——放餐盘——后退——左转——后退，这几个动作的控制距离还要通过同学们实践反复调试。
调试时机器人如果没能按你的要求动作，请仔细检查机器人的连线是否正确，如果马达的转动方向不是你希望的，可以改变导线的连接方向。
方法2、角度传感器控制法。
角度传感器的RCX和乐高轴的连接方式可以参考图4-7。
当马达工作时，带动乐高轴转动，套在轴上的角度传感器开始记数。
同时，由于角度传感器与RCX的输入端口相连，计数器的值随时反馈给RCX，以便机器人做出判断和决策。
在程序设计时，要清楚角度传感器的计数器与它的初始位置有关。
当初始化角度传感器时，它的计数值被设置为0，为确保数据的准确，角度传感器在重新计数前，最好对其清零。
这个程序也要完成前进——右转——前进——放餐盘——后退——左转——后退几个动作，程序基本和方法一相同，只是在控制机器人转动时使用的程序不一样。
同学们参考图4-2进行程序设计与修改实现机器人跑正方形三圈
根据图4-6程序的提示进行设计程序，重点是反复调试，直到完成相应任务为止。
根据图4-7程序的提示进行设计程序，重点是反复调试，直到完成相应任务为止。
评价激励，成果分享
让每个小组发表见解，大家参与评价、分享。
对实验成功的学生给予表扬，并鼓励改进实验的方法；对实验失败的学生要帮助分析原因，重树他们的自信心；
不论成功还是失败，每个小组都会发现一些问题，以及对这些问题的分析和议论，或是对实验有创意的想法和设计。
学生发表见解畅谈实验过程中的感想。
布置课后探索思考
1、图4-6所示的程序中，机器人是怎样实现右转的？
请补充机器人送餐后，返回出发区的程序。
2、同样是指挥机器人前进和转弯，纳英特机器人和乐高机器人在编程思想和方式上，有哪些地方相同，哪些地方不同？
3、对机器人来说，角度传感器是输入信息还是输出信息？
它是怎样工作的？
使用角度传感器控制机器人运动的距离与电池的电量有关吗？
为什么？
课后反思
[教学课题]第五课计算机程序与QBASIC语言
教学目标
1.知识目标：
了解计算机语言、计算机程序的基础知识。
了解BASIC语言的基本运用规则。
了解BASIC的函数和变量。
2.能力目标：
能准确运用QBASIC语句的格式
能编辑简单的QBASIC程序。
3.情感目标：
培养良好的生活习惯、与人的沟通与合作、对他人的尊重、面对困难的毅志力与自信心的树立及时间的合理分配和利用。
培养学生信息素养，培养学生的程序员基本道德操守。
培养学生编写程序的兴趣。
教学重点、难点
重点：
计算机语言的基础知识。
编写简单QBASIC程序语句。
难点：
正确理解程序语言QABSIC的常量、变量与函数的定义与作用；正确理解程序语言QBASIC的变量的数据类型；如何编写QBASIC的循环语句。
教学方法
教师讲解、演示、启发；学生上机实践体验；教师个别辅导。
教学过程
第一板块计算机程序与计算机语言介绍。
1.计算机程序
在上节课“教机器人走正方形”的任务中，我们知道，让机器人执行程序后就能完成“前进——转弯”的动作。
如果让计算机执行图5-1所示的程序2，它就能沿着正方形轨迹运动。
电脑每做的一次动作，一个步骤，都是按照以经用计算机语言编好的程序来执行的，程序是计算机要执行的指令的集合，而程序全部都是用我们所掌握的语言来编写的。
所以人们要控制计算机一定要通过计算机语言向计算机发出命令。
把解决问题的方法、步骤，用计算机能听懂的语言，编成一条条指挥计算机动作的指令集，就叫做计算机程序，简称程序。
如果由机器人的“大脑”执行一段程序，它就能完成相应的任务。
2.计算机语言
计算机语言通常是一个能完整、准确和规则地表达人们的意图,并用以指挥或控制计算机工作的“符号系统”。
①机器语言机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。
它是计算机的设计者通过计算机的硬件结构赋予计算机的操作功能。
机器语言具有灵活、直接执行和速度快等特点。
机器语言编出的程序全是些0和1的指令代码,直观性差,还容易出错。
现在,除了计算机生产厂家的专业人员外,绝大多数程序员已经不再去学习机器语言了。
②汇编语言为了克服机器语言难读、难编、难记和易出错的缺点,人们就用与代码指令实际含义相近的英文缩写词、字母和数字等符号来取代指令代码（如用ADD表示运算符号“＋”的机器代码）,于是就产生了汇编语言。
所以说,汇编语言是一种用助记符表示的仍然面向机器的计算机语言。
汇编语言亦称符号语言。
汇编语言由
③高级语言
不论是机器语言还是汇编语言都是面向硬件的具体操作的，语言对机器的过分依赖，要求使用者必须对硬件结构及其工作原理都十分熟悉，这对非计算机专业人员是难以做到的,对于计算机的推广应用是不利的。
计算机事业的发展,促使人们去寻求一些与人类自然语言相接近且能为计算机所接受的语意确定、规则明确、自然直观和通用易学的计算机语言。
这种与自然语言相近并为计算机所接受和执行的计算机语言称高级语言。
高级语言是面向用户的语言。
无论何种机型的计算机,只要配备上相应的高级语言的编译或解释程序,则用该高级语言编写的程序就可以通用。
随着计算机硬件的发展，近年来又出现了图形化编程语言，它具有直观易学的特点。
如ROBOLAB语言就是一种图形化编程语言。
我们必须清楚，计算机本身是不能直接识别高级语言的，必须将高级语言的程序翻译成计算机能识别的机器指令，计算机才能执行。
这个翻译的工作是由“编译系统”软件来完成的。
不同类型的计算机上使用的翻译软件也不尽相同。
3.程序结构
程序结构
顺序程序结构循环程序结构分支程序结构等。
执行程序1，机器人先前进2秒，然后再左转0.6秒，最后停止。
机器人从程序开始依次执行命令，直到程序结束，这样的程序结构叫顺序程序结构；而程序2，我们用了fori=1to4step1……nextI语句，使机器人执行了四次“前进、左转”命令，这样的程序结构叫循环程序结构，以后我们还会学到条件循环和无条件循环程序结构以及分支程序结构等。
第二板块QBASIC语言简介。
所有计算机语言中，高级程序语言是适合人们学习的编程工具，高级语言有：
C语言、BIASC语言、FOXBASE、JAVA等，在众多的高级语言中，QBASIC语言是比较适用青少年学生学习和使用的高级语言，它具有简单、适用、易学的优点。
是比尔•盖茨发明的。
1.QBASIC程序的组成
①一个QBASIC程序由若干行组成，程序按照语句排列顺序执行。
每一行称为一个语句行，一行中可以包含一个语句，也可以包含多个语句，若一行中包含多个语句，语句间应用“：
”分开。
注意由于纳英特机器人的微电脑比我们使用的普通电脑处理能力差，在它的QBASIC子系统中规定，一行中只能有一个语句。
②每个语句都以一个语句定义符开始，如程序中的stop、dimfor等都是语句定义符。
语句定义符用来标识语句的性质，告诉QBASIC执行什么样的功能，语句定义符后面一般还跟有语句体，表示语句执行的对象。
如dimiasint说明变量i是一个整数型变量
③一个QBASIC程序一般以“END”语句结束。
程序执行到“END”语句时即停止执行。
一个程序中可以有多个“END”语句，在程序执行时遇到任何第一个“END”语句都会停止执行。
如果程序中只有一个“END”，“END”语句应放在整个程序的最后。
但在纳英特机器人QBASIC子系统中，没有END命令，我们用STOP来停止机器人动作。
一个程序可以只包括主程序，也可以包括一个主程序及若干个子程序或函数。
2.QBASIC常量、变量、函数介绍
板书：
整数：
-32767到32767之间的整数；单精度浮点数：
可以精确到小数点后7位；双精度浮点数：
可以精确掉小数点后15位；字符串：
是一个不超过32767个字符的序列。
函数相当于数理化中的计算公式。
在QBASIC中，开发人员把一些常用的算法编成一个个标准程序放在解释程序中，称为标准函数。
我们编写程序时，只要按约定写出函数名及它的自变量就可以随时调用了。
如图5-1程序中的motor，sleep就是函数名，而其后的数字则是自变量的值。
如
motor0,50表示0号马达以50转速前进；
motor0,-50表示0号马达以50转速反转；
sleep2.0表示延时2秒。
本节注意点：
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