● 教材分析

《機(jī)器人避障》一課是對(duì)江蘇科學(xué)技術(shù)出版社出版的《初中信息技術(shù)（九年級(jí)）》第2章《傳感器與機(jī)器人》中第1節(jié)《機(jī)器人的傳感器》的第2課時(shí)與第2節(jié)《機(jī)器人避障》內(nèi)容的整合。在初步了解機(jī)器人傳感器和初步掌握機(jī)器人簡(jiǎn)單行走的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)通過(guò)機(jī)器人前端I/O3傳感器檢測(cè)的結(jié)果來(lái)控制機(jī)器人行走的簡(jiǎn)單機(jī)器人避障程序設(shè)計(jì)。

● 學(xué)生分析

通過(guò)前幾節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)機(jī)器人的構(gòu)造有了初步的了解，能夠編寫簡(jiǎn)單程序讓機(jī)器人向前走、后退、轉(zhuǎn)彎，并初步認(rèn)識(shí)了傳感器。機(jī)器人避障是學(xué)生第一次通過(guò)傳感器控制機(jī)器人行走并執(zhí)行多個(gè)連續(xù)動(dòng)作，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)具有挑戰(zhàn)性，同時(shí)充滿著趣味性。這是學(xué)生第二次使用機(jī)器人軟件編寫程序，第一次讓機(jī)器人行走的成功經(jīng)驗(yàn)讓他們對(duì)面板中一些插件充滿好奇，躍躍欲試。

● 教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能目標(biāo)：掌握使用一個(gè)紅外傳感器控制機(jī)器人避障的方法；初步認(rèn)識(shí)機(jī)器人軟件，熟悉亮燈、喇叭的使用；初步學(xué)習(xí)分析機(jī)器人程序。

過(guò)程與方法目標(biāo)：通過(guò)自主嘗試編程，不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題；通過(guò)相互交流、小組競(jìng)賽等方式分享機(jī)器人避障情況，達(dá)到取長(zhǎng)補(bǔ)短、共同進(jìn)步的目的。

情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：通過(guò)調(diào)試機(jī)器人，提高動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力；通過(guò)不斷嘗試，在活動(dòng)中體驗(yàn)成功，激發(fā)不怕失敗、勇于探索的精神。

● 教學(xué)重、難點(diǎn)

重點(diǎn)：理解機(jī)器人避障的原理；編寫機(jī)器人避障的程序。

難點(diǎn)：分析避障機(jī)器人的問(wèn)題程序；改寫程序，在實(shí)際場(chǎng)地對(duì)機(jī)器人進(jìn)行調(diào)試。

● 教學(xué)準(zhǔn)備

紫光三角機(jī)器人，計(jì)算機(jī)臺(tái)，避障機(jī)器人錯(cuò)誤程序兩個(gè)。

● 教學(xué)過(guò)程

1.設(shè)置情境，問(wèn)題導(dǎo)入

師：盲人手中的拐杖有什么作用？它可以看作是人類哪些器官的延伸？（生：眼睛、手的延伸）盲人借助拐杖是如何走路的？（生：用拐杖試探前面有無(wú)障礙物，沒(méi)有障礙物前進(jìn)，有障礙物轉(zhuǎn)彎）盲人走路通過(guò)拐杖來(lái)探測(cè)，機(jī)器人行走是通過(guò)什么來(lái)判斷前面是否有障礙物呢？

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)盲人的拐杖類比機(jī)器人避障的傳感器，從生活上的實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生理解機(jī)器人避障的原理。

2.知識(shí)遷移，學(xué)習(xí)新課

（1）質(zhì)疑發(fā)現(xiàn)，提出問(wèn)題

師：請(qǐng)同學(xué)們看一段機(jī)器人視頻，結(jié)合前面的例子思考以下幾個(gè)問(wèn)題：①機(jī)器人的“眼睛”在哪里？它是通過(guò)什么來(lái)判斷前面有無(wú)障礙物的？②機(jī)器人發(fā)現(xiàn)障礙物后采取了哪些行動(dòng)？③通過(guò)分析，你將如何編寫機(jī)器人避障的程序，說(shuō)說(shuō)你的思路？

設(shè)計(jì)意圖：出示三個(gè)問(wèn)題，幫助學(xué)生明確本節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)，圍繞三個(gè)問(wèn)題的學(xué)習(xí)和討論解決本節(jié)課學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。

（2）引導(dǎo)學(xué)習(xí)，掌握機(jī)器人避障的原理

教師播放機(jī)器人避障的視頻，學(xué)生觀看并觀察、思考以上三個(gè)問(wèn)題。

針對(duì)問(wèn)題①，生：機(jī)器人的眼睛就是紅外傳感器，機(jī)器人是通過(guò)紅外傳感器來(lái)判斷前面是否有障礙物的。

教師引導(dǎo)學(xué)生在機(jī)器人上找出紅外傳感器，并告訴學(xué)生本節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)：通過(guò)機(jī)器人前端的I/O3紅外傳感器避開(kāi)障礙物。

針對(duì)問(wèn)題②，生：檢測(cè)到前方有障礙物后，機(jī)器人要后退、轉(zhuǎn)彎然后前進(jìn)。

針對(duì)問(wèn)題③，教師要做到：A.讓學(xué)生思考機(jī)器人避障的思路。B.將學(xué)生的觀點(diǎn)繪制流程圖展示，并講解機(jī)器人避障流程圖。C.講解編程注意事項(xiàng)：I/O傳感器的設(shè)置、啟用，用到哪一個(gè)傳感器，編程時(shí)要進(jìn)行選擇啟用；學(xué)習(xí)判斷語(yǔ)句，當(dāng)I/O=0時(shí)，表示前面沒(méi)有障礙物，當(dāng)I/O=1時(shí)，表示前面有障礙物。D.學(xué)生打開(kāi)三角機(jī)器人程序，嘗試著操作方法。

設(shè)計(jì)意圖：三個(gè)問(wèn)題層層深入，通過(guò)師生思考、交流，幫助學(xué)生循序漸進(jìn)地理解機(jī)器人避障的原理，為學(xué)生自主編程做好鋪墊。

（3）自主嘗試，學(xué)生編程試驗(yàn)機(jī)器人避障行走

◇學(xué)生根據(jù)流程圖的思路，自主嘗試編寫程序。

◇學(xué)生試驗(yàn)程序編寫情況，檢測(cè)機(jī)器人能否避障。

◇學(xué)生談一談自己的機(jī)器人狀況。

◇學(xué)生交流機(jī)器人避障中出現(xiàn)的問(wèn)題，修改機(jī)器人程序，再次嘗試（學(xué)生兩人一小組，出現(xiàn)問(wèn)題相互幫助）

教師根據(jù)可能出現(xiàn)的問(wèn)題給予指導(dǎo)：①機(jī)器人遇到障礙物沒(méi)有后退，直接轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)不過(guò)去。②機(jī)器人速度太快或太慢影響試驗(yàn)的結(jié)果。③機(jī)器人不動(dòng)，可能是因?yàn)閷W(xué)生想到了避障，忽略了如果沒(méi)有障礙物該怎么辦。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生嘗試編寫程序，有助于培養(yǎng)學(xué)生思維的獨(dú)立性，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。同時(shí)通過(guò)學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)和自主嘗試、自我探索解決教學(xué)難點(diǎn)。

3.合作探究，挑戰(zhàn)自我

（1）如何將喇叭和亮燈運(yùn)用在避障機(jī)器人上

◇挑戰(zhàn)自我，將喇叭和亮燈用在避障機(jī)器人上。

◇開(kāi)展“小小PK賽”。各小組選出性能最好的機(jī)器人參加組間交流，做得好的學(xué)生談?wù)勛约旱某晒χ帯?/p>

設(shè)計(jì)意圖：聲音和亮燈用在避障機(jī)器人上，通過(guò)聲音和亮燈對(duì)學(xué)生聽(tīng)覺(jué)視覺(jué)的刺激，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，小組內(nèi)交流和組間比賽幫助學(xué)生相互借鑒、相互學(xué)習(xí)。

（2）給出兩個(gè)錯(cuò)誤程序，學(xué)生分析問(wèn)題所在

師：同學(xué)們自己編寫避障機(jī)器人的程序已經(jīng)沒(méi)有問(wèn)題了。但我們不光要學(xué)會(huì)編程，還要會(huì)讀心術(shù)，通過(guò)分析程序，就知道機(jī)器人可能要做什么。大家相互交流討論，每個(gè)組派一個(gè)代表來(lái)給大家講講機(jī)器人的問(wèn)題所在。

學(xué)生分析程序演示問(wèn)題程序的原因并修改程序。

設(shè)計(jì)意圖：加強(qiáng)學(xué)習(xí)難度，幫助學(xué)生學(xué)著分析機(jī)器人程序。同時(shí)通過(guò)分析錯(cuò)誤程序，加深學(xué)生對(duì)避障機(jī)器人編程的學(xué)習(xí)和理解。

4.總結(jié)升華，激發(fā)興趣

師：如果你是一個(gè)發(fā)明家，你準(zhǔn)備運(yùn)用今天所學(xué)的知識(shí)發(fā)明什么呢？（生答）每個(gè)人都有自己的想法，自己的夢(mèng)想！有夢(mèng)想的人生最美！有了夢(mèng)想就有了動(dòng)力！相信每一位同學(xué)只要堅(jiān)持自己的夢(mèng)想，努力學(xué)習(xí)、勇于探究，就一定能夠?qū)崿F(xiàn)自己的夢(mèng)想！

設(shè)計(jì)意圖：幫助學(xué)生理解成功需要堅(jiān)守目標(biāo)、反復(fù)嘗試，樹(shù)立只有付出才能收獲的人生信念，使學(xué)生積極向上的美好情感得到升華，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

● 教學(xué)反思

這節(jié)課通過(guò)四個(gè)環(huán)節(jié)的引導(dǎo)，讓學(xué)生親手實(shí)踐，親身體驗(yàn)，激發(fā)了學(xué)生的實(shí)踐興趣和好奇心。同時(shí)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到獲得成功，收獲喜悅，僅依靠興趣和好奇心是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求的，還需要反復(fù)嘗試，勇于克服挫折和失敗的勇氣，有百折不撓的韌性和毅力。另外，教學(xué)內(nèi)容要根據(jù)學(xué)生上課的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)刪減，讓學(xué)生得到充分的嘗試時(shí)間和展示時(shí)間。

點(diǎn)評(píng)

程丹老師的這節(jié)課獲得了江蘇省中小學(xué)機(jī)器人課堂教學(xué)視頻評(píng)比一等獎(jiǎng)。該案例最大的特色在于充分給予了學(xué)生自主和探究的機(jī)會(huì)。針對(duì)機(jī)器人動(dòng)手、動(dòng)腦的教學(xué)特點(diǎn)，該案例通過(guò)情境創(chuàng)設(shè)、質(zhì)疑問(wèn)題從而引發(fā)出學(xué)生需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，然后通過(guò)教師的講解幫助學(xué)生獲得了新知識(shí)，更重要的是給予了學(xué)生充分的自主探究合作的機(jī)會(huì)，從而讓學(xué)生在自主解決問(wèn)題的過(guò)程中更好地探索和理解機(jī)器人避障的程序。一節(jié)好的信息技術(shù)課必須打破常規(guī)課堂的講授、練習(xí)和鞏固的固化模式，充分地讓學(xué)生自主探究和學(xué)習(xí)，從而使他們不僅掌握技術(shù)操作，更重要的是學(xué)會(huì)自主解決信息技術(shù)問(wèn)題。endprint