第1课 走进机器人世界教学设计（2） 2022-—2023学年鲁教版（2018）初中信息技术九年级下册

第1课 走进机器人世界 》教学目标 1．初步掌握简单机器人的搭建。 2．学会控制机器人的前进和后退。 3．体验搭建机器人、编程并仿真运行的过程。 》教学重难点分析 1．教学重点：初步掌握简单机器人的搭建，学会控制机器人的前进和后退。 2．教学难点：理解编程对机器人运动的控制过程。 学情分析 本节课授课对象是八年级的学生，可能很多同学都或多或少地接触过机器人，但对于到底什么是机器人，机器人到底从何而来等问题并不一定了解。同时，学生正处于好奇心强、探知欲强的年龄阶段，很多学生可能会对机器人非常感兴趣。 教学准备 1．教学环境 （1）软件环境：多媒体网络教学软件、Windows7操作系统、虚拟机器人软件。 （2）硬件环境：网络状态稳定的计算机教室。 2．教学资源 教学课件、“我的小车向前冲”任务、微视频。 教学过程 一、导入新课 什么是机器人？什么是虚拟机器人？虚拟机器人有什么神秘之处？它是如何进行搭建、编程、仿真的？让我们一起走进虚拟机器人世界，探索机器人的奥秘吧！今天我们一起学习《走进机器人世界》（板书课题）。 机器人（Robot）是一种由计算机控制，具有一定的人工智能，能代替人做某些工作的自动机械。虚拟机器人（BOTS），一般是指基于自然语言处理的智能会话系统，是融合了多元人工技术的智能机器人。 我们今天开始要学习的“IRobotQ 3D”虚拟机器人是一款虚拟仿真机器人平台，利用它可以进行机器人的各种学习。 二、走进仿真平台 （一）登录仿真平台 1．自主探究 如何登录仿真平台？请同学们根据以前所学知识自主探究。（教师提前告知学生登录账号、密码） 2．学生自主探究，教师巡视指导。 3．学生演示 （1）安装仿真平台。 （2）启动仿真平台，在登录页面输入用户名、密码，选择服务器，然后单击“Go！”按钮，登录虚拟机器人仿真平台。 （二）仿真环境探秘 1．登录平台后，打开“鲁教初中信息技术教材专区”，选择“无人驾驶新体验”任务。 2．单击右上角“未选择机器人”，选择相应的机器人。 3．单击右上角“未选择控制程序”，选择相应的控制程序。 4．选择房间并进入，开启仿真运行环境。 5．单击“开始”按钮开始仿真。 三、搭建机器人-我的小车向前冲 （一）进入操作界面 首先请大家登录平台，然后点击“搭建机器人”选项，进入机器人搭建操作界面。老师先来带着大家了解一下这个界面的基本功能划分。 模型面板：包含机器人所有模型，有控制器、驱动、安装块、传感器和其他5大类。 学科网（北京）股份有限公司 模型列表：列出各个模型分类中所有模型。 模板列表：用户创建的模板，模板可保存经常使用的模型组合。 菜单工具栏：有文件、功能和操作3个菜单，菜单下有相应的工具栏命令。 属性面板：在属性面板中设置直流电机、伺服电机、传感器的属性。 机器人信息：查看机器人零部件的数量，机器人的质量、尺寸等信息。 机器人编辑区：用于构建机器人的操作区，完成机器人零部件的安装等操作。 视角控制面板：调整查看编辑区的视角，完成视角旋转、缩放、移动等操作。 通过老师的介绍后，大家应该对这些功能区有所了解了。 需要注意以下几个问题： 1．机器人搭建首先需要选择好控制器，这是机器人的主体，没有控制器，其他的零件是无法起作用的。 2．控制器安装是有方向的，编辑区蓝色坐标轴的方向为机器人前方，学生容易出现错误。 3．在旋转3D视角时，切忌用鼠标左键进行拖动，这会改变机器人零件的实际位置，而应该使用视角控制按钮或者鼠标的右键和滚轮来进行视角切换。 4．轮子和电机安装在一起，电机再和控制器连接起来，而不是直接把轮子安装到控制器上。现在请同学们动动脑，动动手，从模型面板中选择自己喜欢的模型，放到机器人编辑区。注意视角的控制和安装点的点选，看谁能组装出属于自己的第一台机器人！ （二）活动探索 1．讨论机器人搭建，设想针对这样一个直行任务，我们需要搭建一个相应的机器人。那么大家觉得什么样的机器人比较适合这个场景，并且既简单又能快速完成任务呢？ 学生小组讨论，汇报结果，形成共识，搭建一辆四轮汽车比较合适。 2．尝试搭建 根据讨论结果，学生尝试搭建一辆四轮汽车，选择合适的控制器、电机、轮子进行搭建。 学生可能会出现的问题： （1）直接将轮子连接到控制器上的现象。要让他们明白轮子是靠电机进行驱动的，一定要把轮子和电机先进行连接，然后再安装到控制器上。 （2）在对电机进行命名的时候会出现混乱的现象，导致后期编程的不便。对学生进行规范，按照从左往右，从前往后的顺序对四个电机进行命名。教师在巡视指导过程中，发现问题，适时引导讲解。 3．学生自学微视频 通过微视频，解决搭建过程中出现的问题。 四、编写程序-我的小车向前冲 （一）学生活动探索 初步了解程序设计的基本方法后，我们来尝试编写一个最简单的机器人直行前进的程序。