《设计能巡逻和避障的机器人（一）》教学设计

陈泽成

● 教材分析

本节课所讲述的主要内容是深圳市初中《信息技术》七年级下册第二单元活动2设计能巡逻和避障的机器人的第一个课时。在本活动中通过两个课时要求学生能够基本掌握顺序、循环及选择程序的结构特点，而本课时是该单元学习的第一课。考虑到初中生的心理及生理状态，本课时讲授了顺序结构以及循环结构中的多次循环控制模块；而永久循环控制模块会在设计避障机器人中运用到，因此放在第二课时中，与选择结构的程序一并讲解；同时在第二课时中，水到渠成地对三种结构的程序进行总结。对于学生循序渐进地掌握程序设计的方法，进而建立起较为合理的知识架构是十分有效的。

● 学生分析

学生通过上个单元活动1的学习，已经了解了机器人的分类等理论知识，并在第一单元的最后一课接触了诺宝RC软件，认识了仿真界面，对诺宝RC的学习产生了浓厚的兴趣。本课要求他们能够编写简单的顺序结构以及带有循环结构的程序，在RC软件中尝试画出一些规则图形。

● 教学目标

知识与技能目标：能够利用诺宝RC软件编程以实现简单的顺序结构程序，并能够运用“多次循环”控制模块来实现程序的简化。

过程与方法目标：通过任务驱动，以与小组成员协作的方式，在自主及合作探究中逐渐掌握程序编写的方法。

情感态度与价值观目标：通过完成程序的设计，学会与人合作；在探究的过程中，体验成功与失败；在与他人的交流中，感受创新的乐趣。

● 重、难点

重点：仿真界面设置的进一步掌握；多次循环控制模块的运用。

难点：运用多次循环控制模块仿真画出有创意的图形。

● 教具准备

诺宝RC软件平台、启优互动教学平台。

● 教学过程

1.提出任务

教师活动：①展示课件，即机器人走一个正方形。（诺宝仿真平台演示）②提问学生机器人走完这个图形需要哪几个步骤。

学生活动：观看展示，思考并回答问题。

设计意图：观察分析机器人行动的步骤，是设计程序的第一步。

2.任务分析

教师活动：①通过课件展示图1。②提出问题，小组讨论并分析：在诺宝RC软件中完成这样的步骤要使用到什么模块？如何设置模块属性？（画笔模块要设置成“下落”的状态）如何调整机器人走出的正方形的大小？（调整直行模块的时间值和速度值）

学生活动：小组讨论分析任务，扫清程序设计的障碍。

设计意图：组内讨论，充分调动学生积极性，对程序的设计分析达成共识。

3.巩固熟练

教师活动：①通过课件展示机器人如何走出图1～图3。②提出要求，同桌两位同学一组，任选以上图形中的两个进行分析。每位同学设计机器人走出其中一个图形的程序。请不同小组的同学展示仿真成果并汇报程序设计思路。

学生活动：①选择需要研究的图形。②合作设计机器人程序。③组员汇报。

设计意图：进一步加强小组的合作意识，在转角的计算方面，引导学生积极探索，总结规律。

4.探索发现

教师活动：①用类似的设计思路能够用程序画出正三角形、正方形、正五边形、正六边形。②要求思考如果画出的是正N边形，会出现什么情形？如何让程序变得更简洁？

学生活动：思考并回答问题。

设计意图：引起更深层次的思考，以过渡到新的教学内容。

教师活动：①课件展示画正方形的程序（如图4）。②提出该程序有哪些部分是重复出现的，重复了几次。③板书多次循环控制模块。

学生活动：思考并回答问题。

设计意图：引导学生在程序中寻找规律。

5.学习新知

教师活动：①诺宝RC软件在流程控制模块库中有一个多次循环控制模块。②多次循环控制模块可以简化画正方形的程序，同桌两位同学先讨论尝试操作。请完成的同学讲解并演示操作。③小组操作并演示。

学生活动：观察并思考，简化自己的程序，汇报成功的经验。

设计意图：直接在原有程序上修改，让学生体验到简化的过程。

6.任务驱动

教师活动：①通过课件展示图5。②提问学生怎样让机器人画出该图形。③请同桌互相讨论选择什么样的路径，思考并确定该图形中机器人重复执行的部分，决定共同的方案；采用多次循环控制模块设计程序；巡视并指导学生完成程序。

学生活动：思考理解任务的要求，分析并设计程序。

设计意图：花一定时间为学生理清思路，进而让学生找到设计方法。

7.作品展示、分析点评

教师活动：①展示完成作品的同学的仿真程序。②让学生思考同学间的互相评价程序是否最优。③教师点评。

评价标准：①程序中有无使用多次循环控制模块使程序更简洁？②程序能否正确仿真出要求的图形？③程序中使用的模块有无尽可能的少？

学生活动：①上传程序到“作品展示”栏目。②上交作品的同学互相评价作品。

设计意图：机器人画出该图形有多种方案，应鼓励学生积极思考，寻求最适合的程序。

8.拓展探究、头脑风暴

教师活动：提问学生利用多次循环控制模块可以很轻易地画出正多边形，而圆形、五角形是如何实现的呢？

学生活动：同桌讨论，动手尝试。

设计意图：引发学生思考，当直线足够短，多边形边数足够多的情况下，机器人能走出接近于圆形的图形。

9.课堂反馈

教师活动：展示互动教学平台学习反馈页面，要求学生根据实际情况填写。

学生活动：按实际情况填写学习反馈。

设计意图：摸清学生对知识的掌握程度，及时查漏补缺。

10.教师总结

一个小小的“多次循环”控制模块，让复杂的流程图变得简洁而又一目了然，而同学们的智慧更令这些小小的机器人“妙笔生花”，画出了这么多有创意的图形。在后面的学习中，只要大家多动脑筋，让你的创意赋予机器人更多的智慧，相信能够设计出更多更有趣的机器人。

● 教学反思

学生在上一单元对诺宝RC软件的界面只有一个初步的认识，在本活动的内容中需要学生能够掌握三种结构的程序编写方法，因此这一课时的教学重点放在了学生对程序界面的熟悉上。在讲述这一节课时，着重引导学生探索发现，与同桌一起多多讨论和思考，引导学生发现“多次循环”控制模块的使用技巧，真正理解循环的意义，为后面“永久循环”控制模块的学习打下基础。关于“画笔”模块的讲解，使用了较少的时间，因为该模块只是在程序的仿真中实现了辅助的功能，现实的搭建中并不会涉及画笔模块，学生只需要理解即可。

这节课仍存在待改进的地方。例如，教师讲解的时间可适当再减少，以学生演示讲解的方式代替，这样既能发挥学生的积极性，又增强了学生间相互协助的意识。针对这节课编写创意图形程序的特点，作业可适当增加一些更具创意的图形，在评价中加入“创意加分”的元素，鼓励学生多创新程序设计，以便加强他们的创新意识。endprint