第十三課機器人避障教學設計-2025-2026學年初中信息技術（信息科技）九年級浙教版（廣西、寧波）主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：機器人避障教學設計

2.教學年級和班級：九年級（1）班

3.授課時間：2025年9月15日上午第二節(jié)課

4.教學時數(shù)：1課時核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新等核心素養(yǎng)。學生將通過實際操作，學習機器人避障編程，提高問題解決能力和創(chuàng)新實踐能力。通過設計、調試和優(yōu)化程序，學生能夠理解算法原理，培養(yǎng)邏輯思維和系統(tǒng)思維，同時增強對信息技術與實際應用相結合的認識。學情分析本節(jié)課針對九年級學生，他們在信息技術基礎方面已有一定的認識，能夠熟練使用計算機和簡單編程工具。然而，由于個體差異，學生的編程基礎參差不齊。部分學生可能對編程有濃厚興趣，具備一定的編程經(jīng)驗和解決問題的能力；而另一些學生則可能對編程感到陌生和困難。

在知識方面，學生對計算機硬件、操作系統(tǒng)和基本編程概念有一定的了解，但對于復雜的編程邏輯和算法設計可能存在理解障礙。在能力方面，學生的邏輯思維和問題解決能力有待提高，尤其是在面對復雜問題時，缺乏系統(tǒng)化的思考方法。

從素質角度來看，學生的創(chuàng)新意識和團隊協(xié)作能力有待加強。在實際操作中，部分學生可能缺乏耐心和細致觀察的習慣，這會影響編程效率和程序調試的準確性。

行為習慣方面，學生在課堂上表現(xiàn)出一定的紀律性，但自主學習能力有待提高。部分學生可能對信息技術課程缺乏興趣，導致參與度不高。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學資源-軟硬件資源：機器人避障套裝（包括機器人、避障傳感器、編程控制器等）

-課程平臺：學校信息技術教學平臺，用于發(fā)布教學資料和作業(yè)

-信息化資源：在線編程教程、機器人避障相關教學視頻

-教學手段：多媒體投影儀、筆記本電腦、實物演示機器人、編程軟件教學過程設計1.導入新課（5分鐘）

目標：引起學生對機器人避障的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們有沒有見過機器人？它們是如何工作的？”

展示一些關于機器人的圖片或視頻片段，特別是那些能夠避障的機器人，讓學生初步感受機器人的魅力或特點。

簡短介紹機器人避障的基本概念和它在現(xiàn)代社會中的應用，為接下來的學習打下基礎。

2.機器人避障基礎知識講解（10分鐘）

目標：讓學生了解機器人避障的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解機器人避障的定義，包括其工作原理和主要組成部分。

詳細介紹機器人避障的傳感器、控制器和執(zhí)行器等組成部分，使用圖表或示意圖幫助學生理解。

3.機器人避障案例分析（20分鐘）

目標：通過具體案例，讓學生深入了解機器人避障的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的機器人避障案例進行分析，如工業(yè)自動化中的機器人搬運任務。

詳細介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學生全面了解機器人避障的多樣性或復雜性。

引導學生思考這些案例對工業(yè)生產(chǎn)或日常生活的積極影響，以及如何應用機器人避障技術解決實際問題。

4.學生小組討論（10分鐘）

目標：培養(yǎng)學生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學生分成若干小組，每組分配一個與機器人避障相關的實際問題或挑戰(zhàn)。

小組成員內討論解決方案，包括技術路線、可能遇到的困難和應對策略。

每組選出一名代表，準備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學生的表達能力，同時加深全班對機器人避障的認識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括問題分析、解決方案和團隊協(xié)作過程。

其他學生和教師對展示內容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結（5分鐘）

目標：回顧本節(jié)課的主要內容，強調機器人避障的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學習內容，包括機器人避障的基本概念、組成部分、案例分析等。

強調機器人避障在現(xiàn)代社會中的廣泛應用和未來發(fā)展趨勢，鼓勵學生進一步探索和應用相關技術。

7.課后作業(yè)布置（5分鐘）

目標：鞏固學習效果，提高學生的實踐能力。

過程：

布置課后作業(yè)：讓學生設計一個簡單的機器人避障程序，并嘗試運行和測試。

要求學生記錄實驗過程，分析程序運行效果，并提出改進建議。

作業(yè)提交方式：電子版或實物展示，教師將在下一節(jié)課進行評價和反饋。教學資源拓展1.拓展資源：

-機器人編程語言介紹：學習不同機器人編程語言的特點和應用，如Scratch、Python、C++等。

-機器人避障算法研究：探討不同的避障算法，如紅外避障、超聲波避障、視覺避障等。

-機器人歷史與發(fā)展：了解機器人技術的發(fā)展歷程，包括早期的機械裝置到現(xiàn)代的智能機器人。

-機器人應用領域：研究機器人技術在工業(yè)、醫(yī)療、家庭等領域的應用案例。

2.拓展建議：

-閱讀相關書籍：《機器人編程入門》、《機器人技術與應用》等，以加深對機器人技術的理解。

-觀看教學視頻：在網(wǎng)絡上尋找機器人編程和避障算法的教學視頻，通過實際操作學習。

-參加實踐活動：組織學生參加機器人競賽或創(chuàng)新實驗活動，提高動手能力和團隊合作精神。

-探索開源項目：鼓勵學生參與開源機器人項目，如ROS（RobotOperatingSystem），學習開源社區(qū)的協(xié)作方式。

-設計個人項目：引導學生設計自己的機器人避障項目，如智能小車、無人機等，將所學知識應用于實際。

-交流學習心得：定期組織學生交流學習心得，分享各自的學習成果和經(jīng)驗，互相促進。

-跟蹤最新技術：關注機器人領域的最新技術動態(tài)，如人工智能在機器人控制中的應用，了解技術發(fā)展趨勢。

-開展課題研究：鼓勵學生選擇與機器人避障相關的課題進行研究，撰寫研究報告或論文，提升科研能力。

-參觀實地考察：組織學生參觀機器人制造企業(yè)或研究機構，實地了解機器人技術的應用和發(fā)展情況。教學反思與總結今天的機器人避障教學，我覺得收獲頗豐，但也暴露出一些問題，下面我來分享一下我的反思和總結。

首先，我在導入新課環(huán)節(jié)做得還不錯。通過提問和展示圖片，孩子們對機器人避障產(chǎn)生了興趣，這讓我很高興。但是，我發(fā)現(xiàn)有幾個學生對于機器人的概念比較模糊，這說明我在課前準備時可能沒有充分考慮到學生的基礎知識。今后，我會更加細致地分析學情，針對學生的不同層次進行更有針對性的教學。

在基礎知識講解環(huán)節(jié)，我盡量用通俗易懂的語言和直觀的圖表來講解，希望孩子們能夠更好地理解。但是，我發(fā)現(xiàn)部分學生對于編程的概念比較抽象，理解起來比較困難。這讓我意識到，在講解技術性較強的知識時，我需要更多的實例和動手實踐來輔助教學。

案例分析環(huán)節(jié)，孩子們討論得比較熱烈，能夠積極提出自己的想法。這讓我看到了他們的潛力，也讓我明白了案例教學的重要性。不過，我也發(fā)現(xiàn)有些學生對于復雜案例的理解不夠深入，這說明我在選擇案例時可能沒有考慮到學生的認知水平。未來，我會更加謹慎地選擇案例，確保它們既有挑戰(zhàn)性又能激發(fā)學生的興趣。

小組討論環(huán)節(jié)，孩子們的參與度很高，這讓我很高興。但是，我發(fā)現(xiàn)部分學生在討論時顯得有些拘謹，不太敢于表達自己的觀點。這可能是由于課堂氛圍還不夠輕松，或者學生對自己的表達信心不足。因此，我會在今后的教學中更加注重營造一個積極、包容的課堂氛圍，鼓勵學生大膽發(fā)言。

課堂展示與點評環(huán)節(jié)，孩子們的展示都比較精彩，這也讓我看到了他們的進步。但是，在點評環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)有些學生對于同伴的展示不夠關注，這可能是由于點評環(huán)節(jié)的設計不夠吸引人。我會考慮在今后的教學中，通過設置一些有趣的點評規(guī)則，提高學生的參與度。

當然，教學過程中也存在一些不足。比如，課堂管理方面還有待加強，部分學生的紀律性還需要提高。在教學方法上，我也需要更加靈活多樣，以適應不同學生的學習需求。

針對這些問題，我提出以下改進措施：

-加強課前備課，充分了解學情，準備更具針對性的教學內容。

-在課堂上營造更加輕松、積極的氛圍，鼓勵學生大膽表達。

-采用多種教學方法，如游戲化教學、項目式學習等，提高學生的學習興趣和參與度。

-加強課堂管理，培養(yǎng)學生的學習紀律和責任感。

-定期與學生交流，了解他們的學習情況和心理狀態(tài)，及時調整教學策略。重點題型整理1.題型：編寫簡單的機器人避障程序

答案示例：編寫一個簡單的機器人避障程序，要求機器人能夠檢測到前方障礙物并自動繞行。

```python

#假設使用Python編寫，以下是一個簡單的示例

defavoid_obstacle():

#假設有一個函數(shù)可以檢測前方是否有障礙物

ifhas_obstacle():

#如果有障礙物，則向左轉

turn_left()

#繼續(xù)前進

move_forward()

else:

#如果沒有障礙物，則繼續(xù)前進

move_forward()

#主程序

whileTrue:

avoid_obstacle()

```

2.題型：優(yōu)化機器人避障程序

答案示例：優(yōu)化上述程序，使其能夠處理多個障礙物，并選擇最短路徑繞行。

```python

deffind_shortest_path():

#假設有一個函數(shù)可以檢測前方所有障礙物的位置

obstacles=detect_obstacles()

#找到最短路徑

shortest_path=find_path(obstacles)

#按照最短路徑繞行

follow_path(shortest_path)

#主程序

whileTrue:

find_shortest_path()

```

3.題型：編寫程序實現(xiàn)機器人自動充電

答案示例：編寫一個程序，當機器人電量不足時，能夠自動返回充電站充電。

```python

defcheck_battery():

ifbattery_level()<20:

return_to_charging_station()

#主程序

whileTrue:

check_battery()

#其他操作

```

4.題型：設計機器人避障程序，實現(xiàn)特定動作

答案示例：設計一個機器人避障程序，當檢測到障礙物時，機器人需要先倒退一段距離，然后轉向繼續(xù)前進。

```python

defavoid_and_retrace():

ifhas_obstacle():

move_backward()

turn_right()#或者turn_left()，根據(jù)實際情況調整

move_forward()

#主程序

whileTrue:

avoid_and_retrace()

```

5.題型：編寫程序實現(xiàn)機器人跟隨路徑

答案示例：編寫一個程序，使機器人能夠跟隨預設的路徑前進，路徑可以由一系列坐標點組成。

```python

deffollow_path(path):

forpointinpath:

move_to(point)

turn_to_next_point(point)

#假設path是一個包含坐標點的列表

path=[(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)]

#主程序

follow_path(path)

```板書設計①機器人避障基本原理

-避障傳感器：紅外傳感器、超聲波傳感器、視