第一单元 无人驾驶新体验单元分析 2022-—2023学年鲁教版（2018）初中信息技术九年级下册

第一单元 无人驾驶新体验 一、单元知识结构 二、单元分析 本单元内容为虚拟机器人无人驾驶新体验，目的是让学生对虚拟机器人的搭建、程序设计、仿真运行等有所了解，对虚拟机器人的仿真运行界面、虚拟机器人的搭建界面、编程界面有一个基本认识。本单元主要以虚拟机器人平台为依托，让学生根据不同的搭建和编程方式完成无人驾驶的学习任务，之前学习的积木模块编程对本单元的学习有一定帮助。 （一）单元项目主题的构思与设计 本单元以无人驾驶新体验为综合性项目的大情境，按照由易到难的编排顺序，单元章节围绕实现无人驾驶展开，通过不同的方式来实现教学目标。本单元共包括5课和1个综合实践活动。 第1课：认识虚拟机器人软件，进行虚拟机器人仿真运行，初步掌握简单机器人的搭建，学会编程控制机器人的前进和后退，为后续操作打下基础。 第2课：运用差速转向原理控制机器人的左转和右转，转变思路搭建飞行机器人，并体验飞行机器人完成任务的过程，发挥创意进行三轮车机器人和四轮飞碟机器人的搭建和编程，使其完成左转和右转任务。 第3课：完成了虚拟机器人的基本前进、后退、左转、右转之后，开始让机器人智能判断路况来进行无人驾驶，引出灰度传感器，并结合“if判断”和“while永远循环”模块，体验无人驾驶的乐趣。 第4课：虚拟机器人实现了智能无人驾驶。本课将换一个思路解决转弯问题，引出伺服电机，利用伺服电机体验创意搭建的乐趣。 第5课：在体验了智能无人驾驶和创意无人驾驶后，我们把目标集中在速度上，让学生综合利用障碍传感器、海拔高度计和指南针传感器等来体验速度与激情。本课也涉及全局变量和子程序的调用，渗透大程序思想，体验子程序调用的便捷。 主题活动：利用本单元所掌握的知识，自主选择一项任务进行拓展与挑战，并对本单元的学习情况进行评价。 （二）单元教学目标 本单元的学习活动以项目化主题“无人驾驶新体验”为线索，分课学习虚拟机器人软件的常用技术及方法，要求学生学完本单元可以达到如下要求： 1．了解虚拟机器人的运行环境。 2．学会搭建虚拟机器人，并编程控制其运动。 3．能够根据不同搭建和编程方式完成无人驾驶任务。 （三）单元教学重难点 虚拟机器人是通过虚拟现实技术，将机器人进行高度的三维仿真；虚拟机器人平台对于现阶段的学生而言是一个全新的工具。能够利用虚拟机器人平台进行搭建和编程并控制机器人的运动是本单元的教学重点。 如何在实际建模过程中灵活使用各种基本操作、如何利用所学知识开展拓展与挑战是本单元的教学难点。 （四）单元教学要求 本单元的教学内容是整个虚拟机器人设计的基础，也是对虚拟机器人平台的综合运用。基于项目式理念，本单元创设了无人驾驶新体验的主题活动，各课紧密围绕单元主题，分别采用不同的实现方式，由易到难实现主题活动。教师在教学时，要注意情境任务的整体性和连贯性。 第1课：走进机器人世界 要求学生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，体验搭建机器人、编程并仿真运行的过程。 第2课：我的小车更灵活 要求学生了解机器人差速转向的原理，学会控制机器人的左转和右转，体验创意机器人、飞行机器人的搭建和控制。 第3课：我的小车更智能 要求学生学会安装和使用灰度传感器，学会使用“if判断”和“while永远循环”模块，体验无人驾驶的乐趣。 第4课：奔跑吧，我的车 要求学生了解伺服电机工作原理，学会伺服电机的安装与使用，体验创意搭建的乐趣。 第5课：挑战极限，我的车 要求学生了解障碍传感器、海拔高度计和指南针传感器的使用方法，学会全局变量的定义与赋值，体验子程序调用的便捷。 主题活动 1．单元知识梳理与评价 单元知识梳理打破课时界限，以知识的逻辑性进行梳理，并以SOLO分类评价理论为指导进行学习评价。 2．拓展与挑战 单元综合实践活动设计呼应单元项目主题，渗透德育教育以及培养学生的信息技术核心素养。本单元设计了无人驾驶挑战、城市竞速、挑战新创意三个主要任务，可以任选其一，目的在于让学生能综合利用所学知识，了解和学会从整体考虑，进行搭建和编程控制机器人运动的方法。 （五）教学准备 1．教师知识准备 （1）教师需要了解虚拟机器人仿真环境的基础知识，熟练掌握虚拟机器人平台的仿真运行、机器人的搭建、机器人的编程控制等基本操作。 （2）教师要熟悉SOLO分类评价理论，并能灵活运用SOLO分类理论设计课堂提问、课堂检测和教学评价，发挥评价的诊断、促进与发展作用。 （3）从创新教育的角度来讲，软件教学不是主要目的，更重要的是要让学生知道创新设计的思想和方法，因此，教师应加强自身在这方面的学习。 2．教学软硬件的准备 本单元需要的软件是Windows7操作系统，萝卜圈虚拟机器人软件。硬件为计算机教室，尽可能使用带独立显卡的计算机。 （六）教学评价 本套教材采用SOLO分类理论为指导进行教学评价