《1認識新朋友——機器人仿真系統的應用與“直行”模塊》教學設計-2023-2024學年清華版（2012）信息技術六年級下冊學校授課教師課時授課班級授課地點教具設計意圖本節課通過引導學生了解機器人仿真系統及“直行”模塊的應用，激發學生對信息技術學習的興趣。結合清華版六年級下冊信息技術教材，通過實際操作，讓學生掌握機器人編程的基礎知識和技能，培養學生的動手能力和創新思維。核心素養目標培養學生信息意識，讓學生認識到信息技術在現實生活中的應用價值。提升問題解決能力，通過編程實踐，讓學生學會分析問題、設計解決方案。增強創新思維，鼓勵學生在機器人編程中嘗試不同的編程思路和算法。學習者分析1.學生已經掌握了哪些相關知識：

學生在進入本節課之前，已經學習了基本的計算機操作和簡單的編程概念，如變量、循環和條件語句等。他們對信息技術有一定的了解，但具體到機器人仿真系統的應用和編程，可能還處于初步接觸階段。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：

六年級學生對新奇事物充滿好奇心，對機器人編程等前沿科技領域表現出較高的興趣。他們在學習上具備一定的邏輯思維能力和動手操作能力，但部分學生可能在編程邏輯上存在理解困難。學習風格上，有的學生偏好動手實踐，有的則更傾向于理論學習。

3.學生可能遇到的困難和挑戰：

在學習機器人仿真系統的應用和“直行”模塊時，學生可能會遇到以下困難和挑戰：一是編程邏輯的理解和掌握，尤其是對于編程初學者來說，如何將抽象的邏輯轉化為具體的代碼可能是一個難點；二是編程實踐中的調試和優化，學生需要學會分析錯誤原因并進行修正；三是編程過程中的耐心和細心，編程需要細致的操作和反復的調試，這對學生的耐心和細心提出了要求。教學方法與策略1.采用講授法結合實驗操作，首先通過PPT講解機器人仿真系統及“直行”模塊的基本原理，幫助學生建立初步概念。

2.設計角色扮演活動，讓學生分組模擬機器人編程過程，提高學生的實踐操作能力。

3.使用教學軟件進行模擬編程實驗，讓學生通過實際操作體驗編程樂趣，鞏固所學知識。

4.引入游戲化教學元素，通過編程小游戲激發學生的學習興趣，增強課堂互動性。教學過程一、導入新課

（教師）同學們，今天我們來學習一個新的主題——《認識新朋友——機器人仿真系統的應用與“直行”模塊》。在開始之前，我想請大家思考一個問題：你們對機器人有什么樣的印象？它們在我們的生活中有哪些應用呢？

（學生）機器人可以掃地、做飯、幫助殘疾人等等。

（教師）很好，看來大家對機器人有一定的了解。今天，我們將通過學習機器人仿真系統，來了解機器人是如何編程實現“直行”動作的。

二、新課講授

1.機器人仿真系統簡介

（教師）首先，我們來了解一下什么是機器人仿真系統。仿真系統是一種模擬真實環境的技術，它可以幫助我們測試和優化機器人的設計和程序。

（學生）哦，原來是這樣。

（教師）接下來，我會通過PPT展示一些機器人仿真系統的應用案例，讓大家更直觀地了解它的功能。

2.“直行”模塊講解

（教師）在機器人仿真系統中，有一個非常重要的模塊——“直行”模塊。它負責讓機器人沿著直線前進。接下來，我將詳細講解“直行”模塊的工作原理。

（學生）請老師講解一下“直行”模塊的具體操作步驟。

（教師）好的。首先，我們需要設置一個目標位置，然后讓機器人沿著這個位置前進。在編程過程中，我們會用到一些關鍵語句，比如“前進”、“轉向”等。

3.編程實踐

（教師）現在，請大家打開機器人仿真軟件，我們一起來嘗試編寫一個簡單的“直行”程序。首先，我們需要創建一個機器人模型，然后設置目標位置，最后編寫程序讓機器人沿著直線前進。

（學生）明白了，老師。我們現在就開始編程吧。

三、課堂練習

1.小組合作

（教師）為了讓大家更好地掌握“直行”模塊的應用，我們將進行小組合作練習。每組同學需要完成以下任務：

（1）創建一個機器人模型；

（2）設置目標位置；

（3）編寫程序，讓機器人沿著直線前進；

（4）展示并講解自己的程序。

（學生）好的，我們開始吧。

2.學生展示

（教師）請大家展示一下自己的程序，并簡要說明你的編程思路。

（學生）我設置了兩個目標位置，機器人需要先到達第一個位置，然后轉向直行到第二個位置。

（教師）很好，你的程序設計得很合理。接下來，其他同學可以提出一些建議或改進意見。

四、課堂小結

（教師）今天我們學習了機器人仿真系統的應用與“直行”模塊。通過實際操作，大家已經掌握了編寫“直行”程序的基本方法。希望大家在課后能夠繼續練習，不斷提高自己的編程能力。

（學生）謝謝老師，我們一定會努力的。

五、布置作業

（教師）請大家完成以下作業：

1.復習今天所學的“直行”模塊知識；

2.嘗試編寫一個更復雜的“直行”程序，讓機器人完成曲線運動；

3.思考一下，除了“直行”模塊，還有哪些模塊可以幫助機器人實現其他動作？

（學生）好的，老師。我們一定會認真完成作業的。

六、課堂反思

（教師）今天的課程到這里就結束了。在接下來的時間里，請大家認真完成作業，并在課后互相交流學習心得。同時，我也希望大家能夠將所學知識應用到實際生活中，發揮機器人的作用，為我們的生活帶來便利。

（學生）謝謝老師，我們一定會努力的。教學資源拓展一、拓展資源

1.機器人編程基礎書籍推薦：《機器人編程入門》

該書詳細介紹了機器人編程的基礎知識，包括編程語言、編程環境、機器人結構等，適合初學者閱讀。

2.機器人仿真軟件介紹：《V-REP機器人仿真軟件》

V-REP是一個功能強大的機器人仿真軟件，提供了豐富的機器人模型和仿真環境，學生可以通過該軟件進行機器人編程實踐。

3.機器人編程視頻教程推薦：《Scratch機器人編程教程》

該視頻教程以Scratch編程語言為基礎，通過一系列實際案例，引導學生學習機器人編程的基本技巧。

二、拓展建議

1.閱讀拓展書籍

建議學生在課后閱讀《機器人編程入門》一書，進一步了解機器人編程的基礎知識，為后續學習打下堅實基礎。

2.實踐拓展項目

學生可以嘗試以下拓展項目，以加深對“直行”模塊的理解和應用：

-設計一個機器人路徑規劃程序，讓機器人沿著指定路徑前進；

-編寫一個機器人避障程序，讓機器人在遇到障礙物時能夠自動調整方向；

-嘗試使用其他編程語言（如Python、C++等）實現機器人編程，比較不同編程語言的優缺點。

3.參加機器人編程競賽

鼓勵學生參加機器人編程競賽，如全國青少年機器人競賽、機器人世界杯等，提高學生的實踐能力和團隊合作精神。

4.關注機器人編程相關網站

學生可以關注以下機器人編程相關網站，獲取最新的編程資訊和技術動態：

-中國機器人網

-機器人之家

-機器人技術與應用

5.參加機器人編程興趣小組

鼓勵學生參加學校或社區組織的機器人編程興趣小組，與其他同學交流學習經驗，共同進步。

6.學習機器人硬件知識

學生可以學習一些機器人硬件知識，如傳感器、執行器等，為將來進行機器人設計打下基礎。

7.關注機器人行業動態

學生可以通過閱讀相關雜志、報紙，關注機器人行業的最新動態，了解機器人技術的發展趨勢。課后作業1.編寫程序實現機器人“直行”功能

設計一個簡單的“直行”程序，讓機器人沿著指定的路徑前進。程序中需要包含設置起始位置、設置目標位置、機器人前進、轉向等關鍵步驟。

答案示例：

```

SET_POSITION(0,0)//設置起始位置為(0,0)

WHILENOTREACHED_TARGET()

GO_FORWARD(1)//向前移動1單位距離

TURN_RIGHT(90)//向右轉90度

END_WHILE

```

2.修改程序，使機器人“直行”時避免障礙物

在“直行”程序的基礎上，增加一個檢測障礙物的功能。當機器人遇到障礙物時，程序應能夠使機器人停止移動，并在障礙物移開后繼續“直行”。

答案示例：

```

WHILENOTREACHED_TARGET()

IFOBSTACLE_DETECTED()

STOP()

WAIT_FOR(OBSTACLE_GONE)

ELSE

GO_FORWARD(1)

TURN_RIGHT(90)

END_IF

END_WHILE

```

3.編寫程序實現機器人“直行”并完成特定任務

在“直行”程序的基礎上，增加一個任務，要求機器人在到達目標位置后，完成一個特定的動作，如撿起一個物品或發出特定信號。

答案示例：

```

WHILENOTREACHED_TARGET()

GO_FORWARD(1)

TURN_RIGHT(90)

END_WHILE

DO_TASK()

```

4.設計一個復雜的“直行”路徑

設計一個包含多個拐角和障礙物的“直行”路徑，并編寫程序讓機器人沿著這個路徑前進。程序中需要包含路徑規劃、障礙物檢測和避障等功能。

答案示例：

```

//路徑規劃

SET_PATH([0,0],[5,5],[10,5],[10,0])

//避障

WHILENOTREACHED_TARGET()

IFOBSTACLE_DETECTED()

AVOID_OBSTACLE()

ELSE

GO_FORWARD(1)

TURN_RIGHT(90)

END_IF

END_WHILE

```

5.編寫程序實現機器人“直行”并返回起始位置

在“直行”程序的基礎上，增加一個功能，讓機器人在完成特定任務后返回起始位置。

答案示例：

```

WHILENOTREACHED_TARGET()

GO_FORWARD(1)

TURN_RIGHT(90)

END_WHILE

DO_TASK()

RETURN_TO_START()

```

注意：以上答案示例僅供參考，實際編程可能需要根據具體的機器人仿真軟件和編程語言進行調整。教學反思今天上了《認識新朋友——機器人仿真系統的應用與“直行”模塊》這節課，總體來說，我覺得收獲頗豐，但也發現了一些需要改進的地方。

首先，我注意到同學們對機器人編程的興趣非常高，這在課堂上表現得尤為明顯。他們積極參與討論，對每一個編程細節都表現出濃厚的興趣。這讓我感到非常欣慰，因為這說明我們的教學設計是成功的，能夠激發學生的學習興趣。

然而，我也發現了一些問題。比如，在講解“直行”模塊的時候，我發現有些學生對于編程邏輯的理解不夠深入，他們在編寫程序時，經常會出現邏輯錯誤。這讓我意識到，在今后的教學中，我需要更加注重編程邏輯的培養，讓學生在編程實踐中逐步提高邏輯思維能力。

另外，我在課堂上采用了小組合作的方式，讓學生們共同完成編程任務。這種教學方式在一定程度上提高了學生的合作意識和團隊協作能力，但也存在一些問題。比如，部分學生過于依賴其他同學，自己的編程能力沒有得到充分鍛煉。針對這個問題，我將在今后的教學中，更加注重培養學生的獨立思考能力和解決問題的能力。

在教學過程中，我還發現了一些學生在操作機器人仿真軟件時存在困難。這可能是由于他們對計算機操作不夠熟悉，或者是對軟件界面不熟悉。為了解決這個問題，我計劃在下一節課前，安排一個簡單的軟件操作培訓，幫助學生們更好地掌握仿真軟件的使用。

在課后作業的布置上，我嘗試了多種題型