关注学生自主尝试，体验课堂学习探究乐趣

● 教材分析

《机器人避障》一课是对江苏科学技术出版社出版的《初中信息技术（九年级）》第2章《传感器与机器人》中第1节《机器人的传感器》的第2课时与第2节《机器人避障》内容的整合。在初步了解机器人传感器和初步掌握机器人简单行走的基础上，学习通过机器人前端I/O3传感器检测的结果来控制机器人行走的简单机器人避障程序设计。

● 学生分析

通过前几节课的学习，学生对机器人的构造有了初步的了解，能够编写简单程序让机器人向前走、后退、转弯，并初步认识了传感器。机器人避障是学生第一次通过传感器控制机器人行走并执行多个连续动作，对于学生来说具有挑战性，同时充满着趣味性。这是学生第二次使用机器人软件编写程序，第一次让机器人行走的成功经验让他们对面板中一些插件充满好奇，跃跃欲试。

● 教学目标

知识与技能目标：掌握使用一个红外传感器控制机器人避障的方法；初步认识机器人软件，熟悉亮灯、喇叭的使用；初步学习分析机器人程序。

过程与方法目标：通过自主尝试编程，不断发现问题，解决问题；通过相互交流、小组竞赛等方式分享机器人避障情况，达到取长补短、共同进步的目的。

情感态度与价值观目标：通过调试机器人，提高动手能力和解决问题的能力；通过不断尝试，在活动中体验成功，激发不怕失败、勇于探索的精神。

● 教学重、难点

重点：理解机器人避障的原理；编写机器人避障的程序。

难点：分析避障机器人的问题程序；改写程序，在实际场地对机器人进行调试。

● 教学准备

紫光三角机器人，计算机台，避障机器人错误程序两个。

● 教学过程

1.设置情境，问题导入

师：盲人手中的拐杖有什么作用？它可以看作是人类哪些器官的延伸？（生：眼睛、手的延伸）盲人借助拐杖是如何走路的？（生：用拐杖试探前面有无障碍物，没有障碍物前进，有障碍物转弯）盲人走路通过拐杖来探测，机器人行走是通过什么来判断前面是否有障碍物呢？

设计意图：通过盲人的拐杖类比机器人避障的传感器，从生活上的实例引导学生理解机器人避障的原理。

2.知识迁移，学习新课

（1）质疑发现，提出问题

师：请同学们看一段机器人视频，结合前面的例子思考以下几个问题：①机器人的“眼睛”在哪里？它是通过什么来判断前面有无障碍物的？②机器人发现障碍物后采取了哪些行动？③通过分析，你将如何编写机器人避障的程序，说说你的思路？

设计意图：出示三个问题，帮助学生明确本节课的学习任务，围绕三个问题的学习和讨论解决本节课学习的重点。

（2）引导学习，掌握机器人避障的原理

教师播放机器人避障的视频，学生观看并观察、思考以上三个问题。

针对问题①，生：机器人的眼睛就是红外传感器，机器人是通过红外传感器来判断前面是否有障碍物的。

教师引导学生在机器人上找出红外传感器，并告诉学生本节课的学习任务：通过机器人前端的I/O3红外传感器避开障碍物。

针对问题②，生：检测到前方有障碍物后，机器人要后退、转弯然后前进。

针对问题③，教师要做到：A.让学生思考机器人避障的思路。B.将学生的观点绘制流程图展示，并讲解机器人避障流程图。C.讲解编程注意事项：I/O传感器的设置、启用，用到哪一个传感器，编程时要进行选择启用；学习判断语句，当I/O=0时，表示前面没有障碍物，当I/O=1时，表示前面有障碍物。D.学生打开三角机器人程序，尝试着操作方法。

设计意图：三个问题层层深入，通过师生思考、交流，帮助学生循序渐进地理解机器人避障的原理，为学生自主编程做好铺垫。

（3）自主尝试，学生编程试验机器人避障行走

◇学生根据流程图的思路，自主尝试编写程序。

◇学生试验程序编写情况，检测机器人能否避障。

◇学生谈一谈自己的机器人状况。

◇学生交流机器人避障中出现的问题，修改机器人程序，再次尝试（学生两人一小组，出现问题相互帮助）

教师根据可能出现的问题给予指导：①机器人遇到障碍物没有后退，直接转弯转不过去。②机器人速度太快或太慢影响试验的结果。③机器人不动，可能是因为学生想到了避障，忽略了如果没有障碍物该怎么办。

设计意图：让学生尝试编写程序，有助于培养学生思维的独立性，养成良好的学习习惯。同时通过学生的实践活动和自主尝试、自我探索解决教学难点。

3.合作探究，挑战自我

（1）如何将喇叭和亮灯运用在避障机器人上

◇挑战自我，将喇叭和亮灯用在避障机器人上。

◇开展“小小PK赛”。各小组选出性能最好的机器人参加组间交流，做得好的学生谈谈自己的成功之处。

设计意图：声音和亮灯用在避障机器人上，通过声音和亮灯对学生听觉视觉的刺激，有助于提高学生学习的兴趣，小组内交流和组间比赛帮助学生相互借鉴、相互学习。

（2）给出两个错误程序，学生分析问题所在

师：同学们自己编写避障机器人的程序已经没有问题了。但我们不光要学会编程，还要会读心术，通过分析程序，就知道机器人可能要做什么。大家相互交流讨论，每个组派一个代表来给大家讲讲机器人的问题所在。

学生分析程序演示问题程序的原因并修改程序。

设计意图：加强学习难度，帮助学生学着分析机器人程序。同时通过分析错误程序，加深学生对避障机器人编程的学习和理解。

4.总结升华，激发兴趣

师：如果你是一个发明家，你准备运用今天所学的知识发明什么呢？（生答）每个人都有自己的想法，自己的梦想！有梦想的人生最美！有了梦想就有了动力！相信每一位同学只要坚持自己的梦想，努力学习、勇于探究，就一定能够实现自己的梦想！

设计意图：帮助学生理解成功需要坚守目标、反复尝试，树立只有付出才能收获的人生信念，使学生积极向上的美好情感得到升华，进一步激发学生的学习兴趣。

● 教学反思

这节课通过四个环节的引导，让学生亲手实践，亲身体验，激发了学生的实践兴趣和好奇心。同时，让学生认识到获得成功，收获喜悦，仅依靠兴趣和好奇心是远远达不到要求的，还需要反复尝试，勇于克服挫折和失败的勇气，有百折不挠的韧性和毅力。另外，教学内容要根据学生上课的实际情况进行适当删减，让学生得到充分的尝试时间和展示时间。

点评

程丹老师的这节课获得了江苏省中小学机器人课堂教学视频评比一等奖。该案例最大的特色在于充分给予了学生自主和探究的机会。针对机器人动手、动脑的教学特点，该案例通过情境创设、质疑问题从而引发出学生需要学习的内容，然后通过教师的讲解帮助学生获得了新知识，更重要的是给予了学生充分的自主探究合作的机会，从而让学生在自主解决问题的过程中更好地探索和理解机器人避障的程序。一节好的信息技术课必须打破常规课堂的讲授、练习和巩固的固化模式，充分地让学生自主探究和学习，从而使他们不仅掌握技术操作，更重要的是学会自主解决信息技术问题。endprint