【正文】 川教版九年級信息技術下冊教案 （參考教案）第一課 走進機器人的世界 一 [教學目標 ] 知識與技能 知道什么是機器人，了解機器人的發(fā)展情況，對即將要學習的機器人有一個感性的認識。 過程與方法 讓學生自己動手通過上網查詢機器人的定義，以及機器人的發(fā)展概況。再通過討論把自己的所見所聞講述出來，教師歸納總結。再以豐富的視頻資料幫助學生對教學機器人建立一個感性的認識。 情感、態(tài)度、價值觀 讓學生體會自主學習所帶來的成功感，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。 二 [教學重點 ] 了解機器人的基本知識，特別是現(xiàn)在普遍使用的教學機器人。 三 [教學難點 ] 如何讓學生對機器人有一個生動形象的認識，從而激發(fā)學生的學習興趣。 四 [課前準備 ] 計算機機房、互聯(lián)網、機器人器材 五 [教學步驟 ] 教師活動 學生活動 教學目的 播放影片剪輯 《終結者 2》片段 觀看影片 引起學生的注意 提出問題：影片中的 主角是人還是機器人？ 展開思考作答 機器人 引導學生進入主題 提出問題：什么是機器人？請同學們通過網絡尋找答案 學生開始通過搜索引擎去尋找答案 讓學生通過自主學習去解決問題 巡視整個機房，了解學生 完成情況，并對部分學生給予提示。 學生通過操作，對機器人的定義有了初步認識 讓學生 體會成功感 請部分學生講述他所發(fā)現(xiàn)的關于機器人的描述 學生各自表達自己的觀點 通過發(fā)言的方式讓學生增強自信心 總結發(fā)言：各位同學對機器人的描述都是大同小異的，應該說都是正確的，我們關注教材中對機器人所下的定義 讓學生明白機器人實際上是一個開國家的科學家對機器人是這樣理解的。 放性的話題 提出任務：同學們接下來繼續(xù)通過搜索引擎去網上下載機器人的圖片，等一下拿出來大家交流一下，看看誰下的不同種類的機器人最多？ 學生開始通過搜索引擎去下載圖片 繼續(xù)滲透自主學習 巡視機房掌握學生完成情況 將下載下來的圖片保存在硬盤中 了解學生的操作情況，為開展下一步教學作準備 請同學來展示自己下載的機器人圖片并提出問題：你能給你下載的機器人進行一個簡單的歸類嗎？ 學生憑自己的想象力進行歸納 為講解機器人的分類作一個鋪墊 歸納總結：其實機器人分類的方法很多，現(xiàn)在還沒有一個統(tǒng)一的標準，按目前一般的方式可分為。（結合課本對這些分類作簡單解釋） 關注教材中對機器人的分類 讓學 生對機器人有一個框架上的認識 1結合課本引入教學機器人的介紹，重點說明教學機器人在我國的發(fā)展情況，以及在現(xiàn)實中的具體應用，配合講解出示目前使用比較普遍的機器人器材 1學生認真聽講，并觀察機器人器材實物 1通過實物展示，提高學生的感性認識，為即將學習的內容提升興趣 1播放收集整理的關于教學機器人的使用和比賽片段，結合視頻作一定的補充說明（比如近年來發(fā)生在身邊的青少年智能機器人大賽等等） 1觀看視頻 1讓機器人從一個抽象的概念變得較為形象，為下步學習作一個鋪墊 1 出示一個已經制作好的機器人實物，結合這個機器人來講解機器人的基本組成 1通過聽講和觀察，去理解機器人的組成部分 1出示實物讓學生能夠把教師所講的組成部分很容易和實際聯(lián)系起來，加深理解 1提出思考問題：用自己的方式表達，你心目中未來的機器人是什么樣的？ 1學生思考回答 1培養(yǎng)學生的想象力 六 [課后反思 ] 對于前面機器人定義和分類的學習，是采用自主探索和互動的形式完成的，其目的是提高學生的學習興趣，但要注意時間的把握，避免沖淡本節(jié)內容主題 教學機器 人的介紹。 教學中所采用的視頻要精簡，能夠迅速切入主題，達到深人淺出的效果。 上機指導時要注意觀察學生的完成情況，特別要留意那些完成情況具有代表性的學生，盡量抽他們起來回答問題。比如：圖片的下載，就要關注那些學生圖片下載的較全，分類較多，這樣便于講解。 （參考教案）第二課機器人的編程系統(tǒng) 一、 [教學目標 ] 知識與能力 知道人與機器人是怎樣進行交流的，認識納英特和樂高機器人的編程平臺 過程與方法 以形象生動的講解和演示操作相結 合，輔以任務驅動的方式完成授課 情感、態(tài)度和價值觀 通過對本節(jié)知識的學習，著重培養(yǎng)學生的觀察能力、理解能力和模仿能力。 二、 [重、難點分析 ] 重點：認識機器人的編程平臺，知道人與機器人是如何通訊的 難點：學生如何能夠熟練的完成打開編程軟件 錄入指令 下載程序到機器人 三、 [課前準備 ] 網絡教室、樂高納英特編程軟件、機器人核心部件（機器人的大腦） 四、 [課時安排 ] 1 課時 五、 [教學步驟 ] 課前引入 師：人與人之間的交流主要是通過語言完成的，比如我叫大家打開電腦，你們馬上就可以完成這個動作。那么人與機器人之間的交流是怎樣完成的呢？ 生：認真思考 師：其實機器人并非人類因此它也不能聽懂人類的語言，既然如此那么我們到底通過什么手段和機器人交流呢？這是我們這節(jié)課所要學習的。 新課教學 師：首先我們進行一個簡單的設想，機器人首先還是一臺機器，我們把它能聽懂的話叫做機器語言，人要與機器人進行溝通就需要一個翻譯，把人類的語言翻譯為機器語言，這樣機器 人就能聽懂我們說的話了。那誰來充當我們的翻譯呢，這就是編程軟件了，我們把我們要說的話先組織好，寫在編程軟件里，再由它告訴機器人。接下來我們就來具體學習怎樣使用我們的翻譯，讓它把我們的要求告訴機器人。 師：首先給大家介紹兩個翻譯家認識，一個叫做納英特、一個叫做樂高，這是兩個不同地方的翻譯家，一個來自杭州、一個來自北京，但是他們要做的工作是一樣的，為我們和機器人充當翻譯。首先我們來看看納英特編程軟件怎么使用？ 納英特使用步驟： 步驟一 使用前首先要把這個軟件裝入電腦。裝好以后可 以看到桌面上的 nstrobot 圖標。 步驟二 雙擊該圖標，就可以看到納英特積木式機器人圖形化編程平臺了。 步驟三 下面我們隨便輸入一些想要給機器人說的話，比如讓機器人動起來（機器人的行動主要靠馬達來完成）。 從左邊的執(zhí)行器模塊庫中拖一個啟動電機模塊到程序中如圖，注：這里的拖動和我們平時拖動文件到某個地方是一樣的 在右邊的啟動電機模塊上雙擊或者點右鍵，點模塊屬性，如下圖，把馬達的功率設置為 100。 步驟四 好，接下來我們就要讓翻譯把這句轉達給機器人了，在轉達之間我們還要把機器人和我們的翻譯聯(lián)在一起，翻 譯是裝在什么地方的？對，計算機里面的。那我們只需要把機器人和計算機連接在一起就可以了 先把機器人通訊線的一頭和電腦的一個串口連接，連接方法見下圖 通訊線的另一端和機器人相連，見下圖。 步驟五 下面我們就開始讓翻譯把我們的指令傳達給機器人 在下載前我們用 1個手把機器人提起，防止馬達的轉動使機器人從高處摔下?lián)p壞，然后向右打開開關。點 “ 編譯下載 ” ，選擇好與電腦連接的串口，點 “ 下載應用程序 ” ，如果下載失敗，請檢查串口是否搞錯，通信線有沒有連接，機器人電源有沒有打開等情況。有時候什么也沒有改變，關開一下電源，重新下載，也可能會取得 成功。 下載成功后把電源撥到中間，關閉機器人，然后在 把電源撥到右側打開機器人，這時你就可以看到機器人按我們的意思動起來了 任務一 下面各位同學馬上把剛才學習到的體驗一下吧，有什么問題請舉手 師：下面我再給大家介紹另一位翻譯看看它又是怎樣把我們的語言翻譯給機器人的 樂高的使用步驟 步驟 安裝好的軟件在桌面有一個快捷方式 ，雙擊該快捷方式即可進入如圖所示的 ROBOLAB 的主菜單界面。 單擊 “ 管理員 ” 按鈕即可進入管理者界面 將紅外發(fā)射器與電腦相連，做好下載前的準備（紅外發(fā)射器和剛才使用的通訊線作用是一樣的，負責把程序傳給機器人。 RCX 電源打 開，并將 RCX 紅外發(fā)射的地方（前面黑色部分）對準紅外發(fā)射塔 的紅外發(fā)射部分，如下圖： 下面我們點擊 “ 下載固件 ” 按鈕，將固件下載到機器人里面。 為什么需要下載固件？ 就象我們使用計算機首先要裝操作系統(tǒng)一樣，固件也可以想象成是機器人大腦的操作系統(tǒng)。 有了它 ，機器人才可以識別翻譯傳達來的信息。 為什么剛才使用的納英特不需要固件？ 納英特的固件實際上在出廠前已經固化在機器人的大腦里了，所以不需要再次安裝。 （參考教案）第三課制作能行走的機器人 一、 教學目標： 知識目標：學習使用 ROBOLAB 軟件編制程序，會搭建具體的機器人 能力目標：通過實踐培養(yǎng)學生的觀察能力、動手能力、創(chuàng)造能力，具體要達到： ① 、能夠使用樂高編程軟件；練習用電腦控制機器人，啟動機器人； ② 、學會簡單的搭建技術 情感目標：培養(yǎng)學生對待知識的科學態(tài)度和辯證唯物主義觀點。培養(yǎng)學生探索機器人的興趣和科學精神。培養(yǎng)良好的生活習慣、與人的溝通與合作、對他人的尊重、面對困難的毅志力與自信心的樹立及時間的合理分配和利用。 二、 教學重點、難點： 重點：編程軟件的使用。 難點：編寫程序的邏輯思想。 三、 教學方法： 以學生直接體驗為主，并輔以教師啟發(fā)、引導。 四、 教學準備： 樂高機器人套裝、電腦、網絡教室。 五、 教學過程： 引入：通 過前面的學習，我們已經知道了怎樣跟機器人交流。今天，我們具體搭建一個機器人，讓它按我們的要求工作。 新課：首先我們還是要再次熟悉一下今天我們要使用的翻譯家 “ 樂高編程軟件 ” 。 步驟一 介紹基本圖標功能 從電腦桌面雙擊其快捷方式 ，即可進入 robolab 的編程主界面。（圖一） 主界面上有三個菜單項：管理員、編程者級別和 研究者級別，以及三個按鈕：幫助、退出和說明。點擊編程者級別菜單項進入其界面（圖二），它的界面菜單分為導航者與發(fā)明家兩大級別，每一級下有三個小項：水平、主題和程序。 一般編程分為三個步驟： 根據模型從功能板上選擇所需的圖標 在編程窗口里合理布置圖標，并進行連線 程序的下載 a、當功能和工具模塊不在編程窗口顯示時，可通過點擊菜單欄里的Windows,分別選取 show tools palette（顯示工具面板）和 show functions palette（顯示功能面板）來使它們出現(xiàn) b、工具模塊中主要用到的幾個說明： 1操縱工具（ operating tool） : 2定位工具（ postioning tool） :可選取、移動物件 3標示工具（ labeling tool） :編輯注解或文字輸入 4連線工具（ wiring tool） :連接圖示區(qū)內各結點 5彈出工具（ object popup） 6滾動工具（ scrolling tool） 7— 斷點工具（ set/clear breakpoint） 8— 探針工具（ probe data） 9— 顏色工具（ get co