7-9年级-初中综合实践活动 10.开源机器人初体验-教案、教学设计-部级优课-(配套课件编号:907fa)(信息技术).docx
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1、 1 开源机器人初体验 一、设计思想一、设计思想 21 世纪,信息技术迅猛发展,中小学信息技术教育更显重要。特别是广东沿海地区, 中小学生信息技术能力得到非常大的提升,原有教材难以满足学生学习的需求。基于这种 情况,我校推出了基于 MBLOCK 编程的信息技术课程。 mBot 是 MakeBlock 推出的一个低门槛的教育机器人,非常适合初学者学习 STEM(科 学,技术, 工程学,数学)领域的知识,亲身体验机械学,控制系统以及计算机科学的魅 力。 mBot 是基于 Arduino 的机器人,Arduino 是开源的电子原型平台,近年来在全球范围 受到广泛关注。人们使用它便可以快速启动一个项目
2、。Arduino 具有很强的扩展性,因此 对于初学者而言,使用 Arduino 进行学习便是不二之选。 mBot 教育机器人的控制程序是 mblock 的编程软件, 它是基于 Scratch 修改的、 Scratch 2.0 作为一款简易图形编程软件,深受教师和学生的喜爱。可以说,它是最简单、易操作 的图形编程工具。同时,它有两个版本,一个版本是在 WINDOWS 电脑端运行,适合制 作游戏、动画类等在电脑端的程序;另一个版本在安卓平板电脑上运行,适合制作动手创 作、现场竞赛类的程序,运行场地更大,程序效果更直观。本课针对学习在安卓平板电脑 上开展教学活动,加强学生的动手编程能力。 本课采用自
3、主学习网站为辅助教学,在云教室下利用 FORCLASS 管控学生平板、实 时统计学生练习情况,教学过程中利用畅言同屏技术,实现教师平板示例演示实时投屏到 大屏幕,学生使用平板蓝牙连接并操控机器人进行学习体验,并在学案中记录机器人移动 的数据以及记录学习过程的问题和解决方法。 最后通过平板拍照把学案中探究的结果上传 到学习网站进行学生学习档案归档。 二、教材分析二、教材分析 本课属于校本特色课程 MBlock 编程的第二课时,是 mBlock 编程初级入门课,第一 课时是拼装机器人,通过本课的学习,为学生学习其他编程模块打下良好的基础。 本节课主要内容是,掌握机器人与安卓平板电脑连接的方法。学会
4、使用平板图形化编 程工具完成程序编写, 成功移动机器人, 掌握运动指令, 实现让机器人运包裹的情境游戏。 三、学生分析三、学生分析 本节课的教学对象是七年级的学生,他们思维活跃,好奇自信,但自控能力较差。而 信息技术教学活动要求学生要有较高的自觉性和良好的学习习惯, 才能完成规定的学习任 务。 七年级的学生,在数学的学习中,已经培养了一定的逻辑思维能力,他们具备操作计 算机的一般技能和一定的自学能力,能以小组合作的方式完成具有创意的任务。本课是 mBlock 编程初级入门课,对于已经具备以上技能的七年级学生来说,学习本课内容即使 没有任何编程基础也不成问题。 七年级学生的学习认知规律是:由表及
5、里,由感性到理性,由具体到抽象,由理解到 应用。本课例的教学内容中,第一步是让 mBot 机器人与平板连接,赋予机器人生命;第 二步是通过测算机器人移动数据,清晰精确移动机器人的操控方法。第三步是让机器人实 现较高难度的移动运送快递。学生需要借助教学网站指导、教师点拨,逐步了解、直至掌 握。 学生学习经历三个过程:一是乐学,二是会学,三是善学。因此,本课例根据教学目 2 标,把机器人编程由浅入深的设计到各个“任务”中。让学生在解决问题中学习,在新、 旧知识所产生的认知冲突中建构新的多媒体技术知识结构。 四、教学目标四、教学目标 (一)知识与技能 1.了解机器人的基本特征,掌握机器人与平板连接的
6、方法。 2.学会使用 mBlock 软件成功激活机器人,实现机器人的移动。 3.掌握顺序编程结构,实现机器人的精准移动。 4.了解程序流程图,为以后的学习编程算法打下基础。 (二)过程与方法 1.通过畅言同屏实时大屏演示平板与机器人连接方法, 让学生直观清晰掌握相关知识。 2.通过测算机器人移动数据的探究任务,为机器人的精准移动打下基础。 3.通过实现机器人运包裹,让学生感受对机器人编程的乐趣。 4.通过学习网站资料与学案,让学生在课堂中学会小组合作和交流,在提高学生自主 学习能力的同时,提高学生团队合作的精神。 (三)情感态度与价值观 .体验计算机顺序执行语句的工作方式,并为他们以后学习字符
7、化编程打下基础。 .初步体验机器人的编程控制,激发学生对机器人学习的热爱和学习积极性。 .强化学生的动手能力和探究能力。 五、教学重难点。五、教学重难点。 (一)教学重点: 通过对机器人编程,实现让机器人运包裹游戏闯关任务。 (二)教学难点: 利用安卓平板对机器人的精确移动控制。 六、六、教学策略与手段教学策略与手段 本课教学内容涉及到编程,还有硬件的使用,具有一定的难度。因此,本课主要使用 以下教学策略与手段: 1.利用学生对机器人高度兴趣进行引入。 2.以游戏教学法和任务驱动法相结合进行教学。 3.借助教学网站及学案对学生的学习提供有效帮助。 4.学生以自主学习、小组合作的形式,完成本课内
8、容的学习。 七、课前准备七、课前准备 (一)教学环境的选择 3 本课例选择在粤教云教室进行教学活动。 (二)硬件资源的选择 安卓平板电脑、MBOT 机器人及小配件、装有自主学习网站的服务器、投影仪等。 (三)软件资源的选择 系统软件:Windows 系统、自主研发的学习网站 应用软件:基于安卓平板的机器人编程软件 教学资源:学习网站,FORCLASS,畅言同屏 八、课时设计八、课时设计 本课例的课时设计为 1 课时(45 分钟) 。 九、教学过程设计九、教学过程设计 环节环节 教师活动教师活动 学生活动学生活动 设计意图设计意图 课前准备 分配学习小组, 准备学案, 辅助教 具纸(用于制作快递
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