《設計能巡邏和避障的機器人（一）》教學設計

陳澤成

● 教材分析

本節課所講述的主要內容是深圳市初中《信息技術》七年級下冊第二單元活動2設計能巡邏和避障的機器人的第一個課時。在本活動中通過兩個課時要求學生能夠基本掌握順序、循環及選擇程序的結構特點，而本課時是該單元學習的第一課?？紤]到初中生的心理及生理狀態，本課時講授了順序結構以及循環結構中的多次循環控制模塊；而永久循環控制模塊會在設計避障機器人中運用到，因此放在第二課時中，與選擇結構的程序一并講解；同時在第二課時中，水到渠成地對三種結構的程序進行總結。對于學生循序漸進地掌握程序設計的方法，進而建立起較為合理的知識架構是十分有效的。

● 學生分析

學生通過上個單元活動1的學習，已經了解了機器人的分類等理論知識，并在第一單元的最后一課接觸了諾寶RC軟件，認識了仿真界面，對諾寶RC的學習產生了濃厚的興趣。本課要求他們能夠編寫簡單的順序結構以及帶有循環結構的程序，在RC軟件中嘗試畫出一些規則圖形。

● 教學目標

知識與技能目標：能夠利用諾寶RC軟件編程以實現簡單的順序結構程序，并能夠運用“多次循環”控制模塊來實現程序的簡化。

過程與方法目標：通過任務驅動，以與小組成員協作的方式，在自主及合作探究中逐漸掌握程序編寫的方法。

情感態度與價值觀目標：通過完成程序的設計，學會與人合作；在探究的過程中，體驗成功與失敗；在與他人的交流中，感受創新的樂趣。

● 重、難點

重點：仿真界面設置的進一步掌握；多次循環控制模塊的運用。

難點：運用多次循環控制模塊仿真畫出有創意的圖形。

● 教具準備

諾寶RC軟件平臺、啟優互動教學平臺。

● 教學過程

1.提出任務

教師活動：①展示課件，即機器人走一個正方形。（諾寶仿真平臺演示）②提問學生機器人走完這個圖形需要哪幾個步驟。

學生活動：觀看展示，思考并回答問題。

設計意圖：觀察分析機器人行動的步驟，是設計程序的第一步。

2.任務分析

教師活動：①通過課件展示圖1。②提出問題，小組討論并分析：在諾寶RC軟件中完成這樣的步驟要使用到什么模塊？如何設置模塊屬性？（畫筆模塊要設置成“下落”的狀態）如何調整機器人走出的正方形的大小？（調整直行模塊的時間值和速度值）

學生活動：小組討論分析任務，掃清程序設計的障礙。

設計意圖：組內討論，充分調動學生積極性，對程序的設計分析達成共識。

3.鞏固熟練

教師活動：①通過課件展示機器人如何走出圖1～圖3。②提出要求，同桌兩位同學一組，任選以上圖形中的兩個進行分析。每位同學設計機器人走出其中一個圖形的程序。請不同小組的同學展示仿真成果并匯報程序設計思路。

學生活動：①選擇需要研究的圖形。②合作設計機器人程序。③組員匯報。

設計意圖：進一步加強小組的合作意識，在轉角的計算方面，引導學生積極探索，總結規律。

4.探索發現

教師活動：①用類似的設計思路能夠用程序畫出正三角形、正方形、正五邊形、正六邊形。②要求思考如果畫出的是正N邊形，會出現什么情形？如何讓程序變得更簡潔？

學生活動：思考并回答問題。

設計意圖：引起更深層次的思考，以過渡到新的教學內容。

教師活動：①課件展示畫正方形的程序（如圖4）。②提出該程序有哪些部分是重復出現的，重復了幾次。③板書多次循環控制模塊。

學生活動：思考并回答問題。

設計意圖：引導學生在程序中尋找規律。

5.學習新知

教師活動：①諾寶RC軟件在流程控制模塊庫中有一個多次循環控制模塊。②多次循環控制模塊可以簡化畫正方形的程序，同桌兩位同學先討論嘗試操作。請完成的同學講解并演示操作。③小組操作并演示。

學生活動：觀察并思考，簡化自己的程序，匯報成功的經驗。

設計意圖：直接在原有程序上修改，讓學生體驗到簡化的過程。

6.任務驅動

教師活動：①通過課件展示圖5。②提問學生怎樣讓機器人畫出該圖形。③請同桌互相討論選擇什么樣的路徑，思考并確定該圖形中機器人重復執行的部分，決定共同的方案；采用多次循環控制模塊設計程序；巡視并指導學生完成程序。

學生活動：思考理解任務的要求，分析并設計程序。

設計意圖：花一定時間為學生理清思路，進而讓學生找到設計方法。

7.作品展示、分析點評

教師活動：①展示完成作品的同學的仿真程序。②讓學生思考同學間的互相評價程序是否最優。③教師點評。

評價標準：①程序中有無使用多次循環控制模塊使程序更簡潔？②程序能否正確仿真出要求的圖形？③程序中使用的模塊有無盡可能的少？

學生活動：①上傳程序到“作品展示”欄目。②上交作品的同學互相評價作品。

設計意圖：機器人畫出該圖形有多種方案，應鼓勵學生積極思考，尋求最適合的程序。

8.拓展探究、頭腦風暴

教師活動：提問學生利用多次循環控制模塊可以很輕易地畫出正多邊形，而圓形、五角形是如何實現的呢？

學生活動：同桌討論，動手嘗試。

設計意圖：引發學生思考，當直線足夠短，多邊形邊數足夠多的情況下，機器人能走出接近于圓形的圖形。

9.課堂反饋

教師活動：展示互動教學平臺學習反饋頁面，要求學生根據實際情況填寫。

學生活動：按實際情況填寫學習反饋。

設計意圖：摸清學生對知識的掌握程度，及時查漏補缺。

10.教師總結

一個小小的“多次循環”控制模塊，讓復雜的流程圖變得簡潔而又一目了然，而同學們的智慧更令這些小小的機器人“妙筆生花”，畫出了這么多有創意的圖形。在后面的學習中，只要大家多動腦筋，讓你的創意賦予機器人更多的智慧，相信能夠設計出更多更有趣的機器人。

● 教學反思

學生在上一單元對諾寶RC軟件的界面只有一個初步的認識，在本活動的內容中需要學生能夠掌握三種結構的程序編寫方法，因此這一課時的教學重點放在了學生對程序界面的熟悉上。在講述這一節課時，著重引導學生探索發現，與同桌一起多多討論和思考，引導學生發現“多次循環”控制模塊的使用技巧，真正理解循環的意義，為后面“永久循環”控制模塊的學習打下基礎。關于“畫筆”模塊的講解，使用了較少的時間，因為該模塊只是在程序的仿真中實現了輔助的功能，現實的搭建中并不會涉及畫筆模塊，學生只需要理解即可。

這節課仍存在待改進的地方。例如，教師講解的時間可適當再減少，以學生演示講解的方式代替，這樣既能發揮學生的積極性，又增強了學生間相互協助的意識。針對這節課編寫創意圖形程序的特點，作業可適當增加一些更具創意的圖形，在評價中加入“創意加分”的元素，鼓勵學生多創新程序設計，以便加強他們的創新意識。endprint