1.1 识机器人 教学设计 2023—2024学年川教版（2019）初中信息技术九年级下册

九年级下册信息技术教学设计 课题 第1节《再识机器人》 单元 一单元 学科 信息技术 年级 九年级 学习 目标 知识与技能： 1、了解机器人的基本组成和工作原理。 2、了解常见中小学教育机器人的控制开发平合和编程环境。 过程与方法： 通过学习，了解机器人的基本组成和工作原理；通过小组探究学习，了解常见中小学教育机器人的控制开发平合和编程环境。 情感、态度与价值观： 拓展学生知识面，提高学生生活实践应用能力和信息素养，使学生乐于使用信息技术解决生活中的问题。培养学生的计算机思维和自主探究、小组合作能力。培养孩子们的动手操作能力。进一步加深对机器人工作原理和开源硬件基础应用的认识。提升信息素养和创新能力。 重点 了解机器人的基本组成和工作原理。 难点 了解常见中小学教育机器人的控制开发平合和编程环境。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 教学设计 教学设计 教学设计 一、单元导入 随着科技的不断发展，机器人已融入我们的工作与生活，成为人类的得力助手。为适应时代发展，提升信息素养，让我们开启机器人的学习之旅。 通过本单元的学习，我们将了解机器人的基础知识，掌握Mixly编程工具和Arduino UNO开发板的基本应用，了解设计与制作中 小学教育机器人的一般过程。 二、新课导入 新学期伊始，学校组织同学们到科技馆参观学习。科技馆里“未来城市”主题厅吸引了大家的注意，在城市服务、城市管理以及生产生活等场景中都有机器人的身影。 机器人对我们来说并不陌生，它是靠自身动力和自我控制能力来实现指定功能的一种机器装置，由控制、传感和机械三大部分组成。 机器人通过控制部分接收传感部分反馈的信息，指挥机械部分完成相应动作，实现指定功能。 三、新知学习 （一）、机器人的控制部分 每台机器人都有控制部分，该部分一般由控制系统和人机交互系统组成，它好比人的大脑及神经系统，控制和协调传感系统与驱动系统。 控制系统由控制芯片及外围电路组成。控制器接收到信息，经过运算转化为指令，驱使机器人完成指定任务和动作。 目前，常见中小学教育机器人控制系统的开发平台有Arduino系列开发板、51单片机开发板等。 人机交互系统主要通过控制程序来实现，常见中小学机器人编程程序语言有C、Java、Python等，为了简便、快捷地实现编程，也可以使用图形化编程工具，通过拖拽不同功能图形模块，以搭积木的方式完成程序的编写。 任务一： 请说说你知道的编程工具的名称及其特点。 （二）、机器人的传感部分 机器人的传感部分一般由感知系统与“机器人一环境”交互系统组成，主要是为了感知自身状态或获取外部特定信息，为控制部分提供运算、判断的数据。 感知系统是由对图像、光线、声音、压力、气味等信号敏感的传感器为核心部件所组成的，好比人的感觉器官，如眼、耳、鼻、皮肤等，根据收集信息来源的不同，可分为内部传感器模块与外部传感器模块。 机器人除了自主运行外，还需要与外部环境中的设备相互联系和协调，例如多台机器人协同完成一项复杂任务。因此，机器人也需要“机器人一环境”交互系统。 随着传感器精密度和智能化的提升，机器人的机动性、适应性和智能化水准得到相应的提升，机器人的服务领域也极大地丰富了起来。 任务二： 通过多种途径，了解一种传感器的工作原理。 （三）、机器人的机械部分 大多数机器人的“身体”可以移动，不过它们的“脚”有的是轮子有的是履带，还有的是螺旋染；而“手臂”则是由一个或多个“关节”组成，这些装置构成了机器人的机械系统。驱动机械系统里各运动部件工作 的装置叫驱动装置，如电动机、气缸等，它们的工作好比人体手臂上的肌肉的收缩与舒张，机械系统与驱动系统共同组成了机器人的机械部分。 除了以上系统外，随着机器人技术的发展，还附加了一些人机交互装置，如触摸屏可展示信息或通过人的触碰实现信息交互；发光二极管的亮与灭指示机器运行的状态等等。 任务三： 通过多种途径，了解机器人驱动装置通过哪些结构将力传递给运动装置。 四、课堂小结 今天你有哪些收获？遇到了哪些困难？是怎么解决的？还有哪些困惑？ 五、作业布置 预习下一课《安防机器人的方案设计》。 了解 观看 了解 学习 观看 交流；表达 了解 思考；表达 学习 交流分享 交流表达 预习下一课 了解本单元所学知识 创设趣味的学习情境，更能激发学生的兴趣； 了解机器人的组成部分 学习机器人的控制部分 培养倾听习惯 培养表达能力 了解机器人的传感部分 培养动脑思考能力 培养表达能力 了解机器人的机械部分 培养表达能力 培养小组合作能力 培养表达能力 培养自主学习能力 板书 第1节 再识机器人 1、机器人的控制部分 2、机器人的传感部分 3、机器人的机械部分 www.21cn