第一单元第4课搭建救援机器人 教案 2024—2025学年闽教版（2020）初中信息技术八年级下册

课题名称 搭建简易的救援机器人 授课年级 八年级 课时安排 1课时（45分钟） 教材版本 福建省义务教育教科书（2020年修订版） 设计背景 随着电子技术，机械技术和人工智能技术的快速发展，利用机器人进行抢险和救援已经成为可能。 教材分析 本节课主要介绍开源硬件在机器人中的应用，编写程序让简易机器人能直线前进，遇到障碍物时能转向避开，最终实现利用机器人来完成搜索和救援任务。 本节课硬件主要涉及麦昆小车和超声波传感器。通过编程能使麦昆小车电机转动，实现直线前进、后退、转向等功能，而超声波传感器相当于麦昆小车的眼睛，通过超声波传感器，麦昆小车遇到障碍物能转向避开。 从本节课开始，为了能更好地支持机器人套装与物联网模块等多种扩展硬件，教材采用Mind＋编程平台进行实验和操作。Mind＋是一种micro：bit的集成开发环境，基于scratch3.0开发，操作方法及存储格式与小学阶段学习的scratch基本相同。 通过本节课的学习，旨在让学生初步了解开源硬件的机器人中的应用，培养学生的探索精神，增强他们的动手能力。 学情分析 本节课是学生第一次接触机器人，学生在生活中多有接触机器人这个名字，有些学生有玩过遥控玩具的经验，对理解开源硬件执行人的“程序命令”完成特定任务的工作原理有一定的帮助。 超声波传感器是本节课要接触到的一种新的传感器，本节课我们要让学生学会利用Mind+编写程序读取超声波传感器的数据，从而控制小车行进的路线。通过本节课的学习，能帮助学生初步掌握机器人的操控方法，提升学生动手能力和信息素养，进一步感受开源硬件给我们生活带来的变化。 教学目标 知识与技能 1、 了解超声波传感器的工作原理 2、 了解开源硬件的机器人中的应用 过程与方法 1、 能使用超声波传感器进行测距 2、 搭建简易救援机器人 3、 救援任务程序的设计与实现 情感、态度与价值观 1、 培养学生的探索精神，增强学生的动手能力和信息素养 2、 感受开源硬件给我们生活带来的变化 教学重点 1、 读取超声波传感器数据 2、 控制小车直角转弯 教学难点 救援任务程序的设计与实现 教学准备 1、 教学环境：多媒体网络教室、互联网环境、转播控制系统 2、 资源准备：教学视频、有关开源硬件应用的文字资料 实验器材准备：麦昆机器人若干台（含超声波传感器）、数据线若干条 教学流程图 ( 开始 ) ( 视频 导入 新课 ) ( 演示 麦昆机器人完成救援任务 ) ( 教师 提问 ) ( 学生 回答 ) ( 教师 归纳 总结 引入救援程序的编写 ) ( 重点讲解直角转弯、检测障碍物 ) ( 演示 直角转弯与检测障碍物的程序代码 等 ) ( 教师 提问 ) ( 学生 回答 ) ( 配对小游戏 ) ( 总结回顾 ) ( 布置作业 ) ( 结束 ) 教学过程设计 教学环节与时间分配 教师活动 学生活动 设计意图 一、创设情境，导入新课（5分钟） 1、播放视频：《救援机器人》； 2、引导学生从视频中发现机器人是如何进行自动避障以及直角转弯。 观赏有关机器人视频，回答问题 以机器人视频片段为切入点，将学生的思路引入机器人的工作原理。 二、讲解直角转弯（10分钟） 提问：如何使机器人实现直角转弯？ 让学生动手操作，看是否单调速度能实现直角转弯 讲解：三种转弯方式：①前进转弯：一个快，一个慢；②原地转弯：一个正转，一个停止；③直角转弯：一个正转，一个反转。 强调：程序的数值“200”不是指速度，而是电机的功率大小 学生回答： 将左右电机的速度调的不一样 学生实践：发现转弯的弧度过大 学生实践：可以实现直角转弯 学生通过阅读课本寻找答案，培养学生的自主学习能力。 三、讲解检测障碍物（10分钟） 引导学生回顾上节课的知识点：超声波传感器，需通过超声波传感器检测机器人与障碍物之间的距离，从而自动避障，及时转弯 学生找出在Mind+软件内，超声波传感器模块以及运算符的应用，为超声波传感器提供一个预设值 学生充分利用已学知识，完成任务，提高知识的综合运用能力。 四、救援任务程序编写（10分钟） 提问：用自然语言描述救援机器人的行走路线 小游戏：配对，完成救援任务程序的编写 学生回答：前进→转弯→前进→转弯→前进 先让学生用自己的话说出机器人行走的路线，更好地帮助他们理解代码，在通过程序步骤的编写，完成救援任务程序代码。 五、课堂小结（5分钟） 通过提问学生，来回顾总结本节内容 回顾本课内容 帮助学生回顾本课知识 六、布置作业（5分钟） 思考：在现实情况中，救援场地更加复杂，仔细思考一下，如何修改程序，完成一个“M形救援场地”程序代码的操作（提示：M形救援场地与今天所学的救援场地的区别：转弯的角度不同） 完成作业 完成一个进阶任务，调动学生自主学习的主动性，使学生更好地理解机器人工作的原理。 板书设计： 搭建简易的救援机器人 一、直角转弯 二、检测障碍物 学科网（北京）股份有限公司 $$