初中九年级下册信息技术教案

（参考教案）第一课走进机器人的世界

一[教学目标]

1、知识与技能

知道什么是机器人，了解机器人的发展情况，对即将要学习的机器人有一个感性的认识。

2、过程与方法

让学生自己动手通过上网查询机器人的定义，以及机器人的发展概况。再通过讨论把自己的所见所闻讲述出来，教师归纳总结。再以丰富的视频资料帮助学生对教学机器人建立一个感性的认识。

3、情感、态度、价值观

让学生体会自主学习所带来的成功感，培养学生发现问题、解决问题的能力。

二[教学重点]

了解机器人的基本知识，特别是现在普遍使用的教学机器人。三[教学难点]

如何让学生对机器人有一个生动形象的认识，从而激发学生的学习兴趣。

四[课前准备]

计算机机房、互联网、机器人器材

五[教学步

骤]

六[课后反思]

1、对于前面机器人定义和分类的学习，是采用自主探索和互动的形式完成的，其目的是提高学生的学习兴趣，但要注意时间的把握，避免冲淡本节内容主题-教学机器人的介绍。

2、教学中所采用的视频要精简，能够迅速切入主题，达到深人浅出的效果。

3、上机指导时要注意观察学生的完成情况，特别要留意那些完成情况具有代表性的学生，尽量抽他们起来回答问题。比如：图片的下载，就要关注那些学生图片下载的较全，分类较多，这样便于讲解。

本案作者将教学目标分为了三个层次：“知识与技能”、“过程与方法”及“情感、态度、价值观”，并将教学重点放在了“了解机器人的基本知识，特别是现在普遍使用的教学机器人”，由此得出本课的教学难点为“如何让学生对机器人有一个生动形象的认识，从而激发学生的学习兴趣”，定位是正确的。

在教学过程中，本案作者设计了“了解--认识--提升”的几个教学环节，从“引起学生的注意”到“让学生通过自主学习去解决问题”；从“让学生通过自主学习去解决问题”到“继续渗透自主学习”，“让学生对机器人有一个框架上的认识”，并“通过实物展示，提高学生的感性认识”，“让机器人从一个抽象的概念变得较为形象”，“让学生体会成功感”。每个环节环环相扣，层层上升，既有教师的主导，又体现了学生的主体，为实现教学目标奠定了基础。

需要指出的是：本课是在六年级学习机器人知识的基础上的第二次循环，如何体现整个学习过程中的螺旋上升是非常重要的事项。在这方面本案作者仅以“零起点”开讲，未能体现整个教材学习的体系，当引起注意。

第二课机器人的编程系统

一、[教学目标]

1、知识与能力知道人与机器人是怎样进行交流的，认识纳英特和乐高机器人的编程平台

2、过程与方法以形象生动的讲解和演示操作相结合，辅以任务驱动的方式完成授课

3、情感、态度和价值观通过对本节知识的学习，着重培养学生的观察能力、理解能力和模仿能力。

二、[重、难点分析]

1、重点：认识机器人的编程平台，知道人与机器人是如何通讯的

2、难点：学生如何能够熟练的完成打开编程软件---录入指令----下载程序到机器人

三、[课前准备]

网络教室、乐高纳英特编程软件、机器人核心部件（机器人的大脑）

四、[课时安排] 1课时

五、[教学步骤]

1、课前引入

师：人与人之间的交流主要是通过语言完成的，比如我叫大家打开电脑，你们马上就可以完成这个动作。那么人与机器人之间的交流是怎样完成的呢？

生：认真思考

师：其实机器人并非人类因此它也不能听懂人类的语言，既然如此那么我们到底通过什么手段和机器人交流呢？这是我们这节课所要学习的。

2、新课教学

师：首先我们进行一个简单的设想，机器人首先还是一台机器，我们把它能听懂的话叫做机器语言，人要与机器人进行沟通就需要一个翻译，把人类的语言翻译为机器语言，这样机器人就能听懂我们说的话了。那谁来充当我们的翻译呢，这就是编程软件了，我们把我们要说的话先组织好，写在编程软件里，再由它告诉机器人。接下来我们就来具体学习怎样使用我们的翻译，让它把我们的要求告诉机器人。

师：首先给大家介绍两个翻译家认识，一个叫做纳英特、一个叫做乐高，这是两个不同地方的翻译家，一个来自杭州、一个来自北京，但是他们要做的工作是一样的，为我们和机器人充当翻译。首先我们来看看纳英特编程软件怎么使用？

纳英特使用步骤：

步骤一使用前首先要把这个软件装入电脑。装好以后可以看

到桌面上的nstrobot图标。

步骤二双击该图标，就可以看到纳英特积木式机器人图形化编程平台了。

步骤三下面我们随便输入一些想要给机器人说的话，比如让机器人动起来（机器人的行动主要靠马达来完成）。

1、从左边的执行器模块库中拖一个启动电机模块到程序中如图，注：这里的拖动和我们平时拖动文件到某个地方是一

的

2、在右边的启动电机模块上双击或者点右键，点模块属性，如下图，把马达的功率设置为100。

步骤四好，接下来我们就要让翻译把这句转达给机器人了，在转达之间我们还要把机器人和我们的翻译联在一起，翻译是装在什么地方的？对，计算机里面的。那我们只需要把机器人和计算机连接在一起就可以了 1、先把机器人通讯线的一头和电脑的一个串口连接，连接方法见下图

2、通讯线的另一端和机器人相连，见下图。

步骤五下面我们就开始让翻译把我们的指令传达给机器人

在下载前我们用1个手把机器人提起，防止马达的转动使机器人从高处摔下损坏，然后向右打开开关。点“编译下载”，选择好与电脑连接的串口，点“下载应用程序”，如果下载失败，请检查串口是否搞错，通信线有没有连接，机器人电源有没有打开等情况。有时候什么也没有改变，关开一下电源，重新下载，也可能会取得成功。

下载成功后把电源拨到中间，关闭机器人，然后在把电源拨到右侧打开机器人，这时你就可以看到机器人按我们的意思动起来了

任务一

下面各位同学马上把刚才学习到的体验一下吧，有什么问题请举手

师：下面我再给大家介绍另一位翻译看看它又是怎样把我们的语言翻译给机器人的

乐高的使用步骤

步骤安装好的软件在桌面有一个快捷方式，双击该快捷方式即可进入如图所示的ROBOLAB的主菜单界面。

1、单击“管理员”按钮即可进入管理者界面

2、将红外发射器与电脑相连，做好下载前的准备（红外发射器和刚才使用的通讯线作用是一样的，负责把程序传给机器人。

3、RCX电源打开，并将RCX红外发射的地方（前面黑色部分）对准红外发射塔的红外发射部分，如下图：

3、下面我们点击“下载固件”按钮，将固件下载到机器人里面。

为什么需要下载固件？

就象我们使用计算机首先要装操作系统一样，固件也可以想象成是机器人大脑的操作系统。有了它，机器人才可以识别翻译传达来的信息。

为什么刚才使用的纳英特不需要固件？

纳英特的固件实际上在出厂前已经固化在机器人的大脑里了，所以不需要再次安装。

要让机器人按人类的意愿行动需要解决两个方面的问题：机器人能懂，人类操作方便。目前的教学机器人其智能水平都不太高，人类要与其沟通还主要通过计算机语言这种形式，而对于学生而言，比较容易接受的计算机语言主要是LOGO和BASIC语言，教材中的纳英特机器人就可以采用这两种语言进行“沟通”。

我们在教材中引入“机器人的编程系统”，一方面是为学生与机器人“沟通”提供一个平台；另一方面，也想通过这样的平台，让学生感受计算机语言，从而感受到比“图形化操作系统”更深一层次的东西。但是从另一角度来看，要完成机器人的教学，让学生会操控机器人，纯綷使用计算机语言来操作，也不是大多数学生所能接受的，所以还同时引入了“图形化操作界面”。基于此，在教学中应以使用机器人为载体，让学生感受计算机语言，了解比“图形化操作系统”更深一层次的东西。

由此看来，本案作者将教学目标确定为“知道人与机器人是怎样进行交流的，认识纳英特和乐高机器人的编程平台”，应该是基本正确的。

在教学实施的过程中，我们可以某一种类型的教学机器人为例进行学习，“重点认识机器人的编程平台，知道人与机器人是如何通讯的”，还要会连接机器人，使之实现与计算机的通讯，并能让“学生够熟练的完成打开编程软件---录入指令----下载程序到机器人”。

在本案的教学过程的设计中，作者主要是通过“图形化操作模块”来操控机器人，这从操作的层面来说无可厚非，但从“让学生感受计算机语言”这一层面来看，就十分欠缺了。所以在教学中，教材上图2-6显示的内容及其相关操作应该给予充分的重视。

（参考教案）第三课制作能行走的机器人

一、教学目标：

1、知识目标：学习使用 ROBOLAB软件编制程序，会搭建具体的机器人

2、能力目标：通过实践培养学生的观察能力、动手能力、创造能力，具体要达到：

①、能够使用乐高编程软件；练习用电脑控制机器人，启动机器人；

②、学会简单的搭建技术

3、情感目标：培养学生对待知识的科学态度和辩证唯物主义观点。培养学生探索机器人的兴趣和科学精神。培养良好的生活习惯、与人的沟通与合作、对他人的尊重、面对困难的毅志力与自信心的树立及时间的合理分配和利用。

二、教学重点、难点：

重点：编程软件的使用。

难点：编写程序的逻辑思想。

三、教学方法：以学生直接体验为主，并辅以教师启发、引导。

四、教学准备：乐高机器人套装、电脑、网络教室。

五、教学过程：

1、引入：通过前面的学习，我们已经知道了怎样跟机器人交流。今天，我们具体搭建一个机器人，让它按我们的要求工作。

2、新课：首先我们还是要再次熟悉一下今天我们要使用的翻译家“乐高编程软件”。

步骤一介绍基本图标功能

从电脑桌面双击其快捷方式，即可进入robolab 的编程主界面。（图一）

主界面上有三个菜单项：管理员、编程者级别和研究者级别，以及三个按钮：帮助、退出和说明。点击编程者级别菜单项进入其界面（图二），

它的界面菜单分为导航者与发明家两大级别，每一级下有三个小项：水平、主题和程序。

一般编程分为三个步骤：

1、根据模型从功能板上选择所需的图标

2、在编程窗口里合理布置图标，并进行连线

3、程序的下载

a、当功能和工具模块不在编程窗口显示时，可通过点击菜单栏里的Windows,分别选取show tools palette（显示工具面板）和show functions palette（显示功能面板）来使它们出现

b、工具模块中主要用到的几个说明：1--操纵工具（operating tool）: 2--定位工具（postioning tool）:可选取、移动物

件3--标示工具（labeling tool）:编辑注解或文字输入4--连线工具（wiring tool）:连接图示区内各结点 5--弹出工具（object popup） 6--滚动工具（scrolling tool） 7—断点工具（set/clear breakpoint） 8—探针工具（probe data） 9—颜色工具（get color） 10-着色工具（set color）注：图标的选取一般选用定位工具；连线使用连线工具

c、图标的抓取及连线说明: 把光标移到功能模块上,选取所需的图标点击一下，然后把鼠标移到适合的位置再点击一下鼠标，则完成了图标的抓取过程；把鼠标移到工具模块上，在连线图标点一下，便可进行连线。当把鼠标移到将要进行连线的图标上，图标会不停的闪烁并出现黄色的端口提示，在所要进行连线的端口点一下，然后移到另一端口再点下，即可完成连线过程，连线正确为一条粉红色的粗线，不正确为黑色的细虚线。

步骤二：搭建一个任务机器人

现在我们以一个简单的例子来说明：目的：制作一辆直线竞速车，要跑得顺、跑得好，车子不能一跑就散了。

1．我们用两个马达控制车轮

2. 左图中使用了一个L型的积木，它的作用是什么？

3、小车轱辘擦边如何解决？

4．想想图中各部分结构的作用？

步骤三、演示图标对机器人的控制下面我们给机器人编写一个往返跑的程序

注意观察两个程序有什么不同？

答：刚才我们说过连线正确为一条粉红色的粗线，不正确为黑色的细虚线。因此，只有第二个程序能够正确执行。

3、课堂体验：让他们从具体的搭建过程中感受力学知识；从控制马达的转动中体验电学知识；从电脑控制机器人运作体验信息技术知识。并在动手做的过程中观察、体验、思考：我学会了什么？我怎样才能做得更好？这与我们的生活有什么联系？

六、布置课后探索思考：

（1）我们能为这个机器人设计更多、更好的动作吗？

（2）今天学的机器人同我们自己家的电器有什么关系？

本课旨在通过一个实例，让学生了解机器人制作的基本过程。

正如教材中所叙述的那样：“机器人的制作是一个循序渐进的过程，首先我们需要确立目标，思考和讨论我们需要设计制作一个什么样的机器人；第二步，需要设计和搭建机器人的“身驱”；第三步，在计算机上为机器人编写程序，再通过通讯下载线，将程序下载到机器人内存中；最后就是让机器人独立运行，测试机器人是否能按我们的意愿完成任务；然后再回到第一步，改进机器人。”“机器人的制作过程是一个有趣的，富有挑战性的过程，

同时也是培养和检验综合能力的过程，需要我们发挥自己的创作才能，综合利用各种知识，充分发挥团队合作精神，才能很好地完成制作。”

一般说来，制作一个机器人需要经过三个步骤：整体构思、机械搭建、编程调试。在这其中，整体构思是十分必要的，机械搭建是十分重要的，编程调试是十分困难的。

在本案中，作者将教学目标确定为：“学习使用 ROBOLAB软件编制程序，会搭建具体的机器人”、“通过实践培养学生的观察能力、动手能力、创造能力，具体要达到：①、能够使用乐高编程软件；练习用电脑控制机器人，启动机器人；②、学会简单的搭建技术”是基本正确的。

在教学过程中，作者以“乐高编程软件”的基本图标功能为线索，以制作一辆“制作一辆‘跑得顺、跑得好，车子不能一跑就散了’的直线竞速车，为实例，介绍了“整体构思、机械搭建、编程调试”这三个基本步骤，教学目的基本达到。

这里就出现了一个问题：是否可以忠实于教材，直接引用教材的实例进行教学？在此我不评论，欢迎大家参与讨论。

第四课让机器人送餐

一、教学目标

1、知识目标：

①、了解马达的运转带动齿轮及机器的运转原理。

②、知道通过马达控制机器人运动的基本原理。

2、能力目标：通过实践培养学生的观察能力、动手能力、创造能力，具体要达到：

①、通过编辑程序控制机器人前进、转向等动作。

②、学会按需组装简单机器人，例如：齿轮连接、马达的连接等；

③、观察机器人的运作原理，思考是否能改进，使它运作得更好一些。

3、情感目标：

①、培养良好的生活习惯、与人的沟通与合作、对他人的尊重、面对困难的毅志力与自信心的树立及时间的合理分配和利用。

②、培养学生对待知识的科学态度和辩证唯物主义观点。

③、培养学生探索机器人的兴趣和科学精神。

二、教学重点、难点

重点：正确完成通过编辑程序控制机器人前进、后退、转向、上下移动等动作。

难点：

①、用电脑编辑控制程序，控制机器人完成任务规定动作；

②、按需组装好能完成规定任务的机器人；

③、控制好机器人完成任务的动作距离。

三、教学方法

以学生直接实践体验为主，辅以教师演示、启发、引导。

四、教学准备

纳英特机器人套装若干套，乐高机器人套装若干套，电脑，积木、导线等若干工具。

本课的主要内容是通过“机器人送餐”的实验，让学生学习使用编程的方法控制机器人的活动方向。课文的前部份为准备知识，其用意是让学生了解通过计算机语言程序的调整，可以改变机器人（马达）的运动方向；课文的

第二部份为“机器人送餐”的实例，其中包括“时间控制”和“角度传感器控制”两种解决方案，这两种方案的难度都比较高。

本案作者将教学目标确定为“了解马达的运转带动齿轮及机器的运转原理”、“知道通过马达控制机器人运动的基本原理”及“通过实践培养学生的观察能力、动手能力、创造能力，具体要达到：①通过编辑程序控制机器人前进、转向等动作、②学会按需组装简单机器人，例如：齿轮连接、马达的连接等、③观察机器人的运作原理，思考是否能改进，使它运作得更好一些”。这些目标的确定，降低了教学的难度，使教学的有效性大大增加。

在教学的过程中，作者设计了“复习旧知识”、“导入新任务”、“新课”、“指导实验，动手体验”、“评价激励，成果分享”|等几个环节，突出了“正确完成通过编辑程序控制机器人前进、后退、转向、上下移动等动作”的重点，突破了“用电脑编辑控制程序，控制机器人完成任务规定动作，按需组装好能完成规定任务的机器人，控制好机器人完成任务的动作距离”的难点。

本课的任务难度是很大的，因此时间安排应当精心细致。由于该作者的反思部份尚未作出，所以，学生任务是否能顺利完成也不得而知。不过，在学生基础及实验条件较差的学校，可以第一部份内容为主要学习内容，第二部份内容作为课外活动内容。

第五课计算机程序与QBASIC语言

一、教学目标

1、知识目标：

①、了解计算机语言、计算机程序的基础知识。

②、了解BASIC语言的基本运用规则。

③、了解BASIC的函数和变量。

2、能力目标：

①、能准确运用QBASIC语句的格式

②、能编辑简单的QBASIC程序。

3、情感目标：

①、培养良好的生活习惯、与人的沟通与合作、对他人的尊重、面对困难的毅志力与自信心的树立及时间的合理分配和利用。

②、培养学生信息素养，培养学生的程序员基本道德操守。

③、培养学生编写程序的兴趣。

二、教学重点、难点

重点：

①、计算机语言的基础知识。

②、编写简单QBASIC程序语句。

难点：

①、正确理解程序语言QABSIC的常量、变量与函数的定义与作用；

②、正确理解程序语言QBASIC的变量的数据类型；

③、如何编写QBASIC的循环语句。

三、教学方法

教师讲解、演示、启发；学生上机实践体验；教师个别辅导。

四、教学过程

第一板块计算机程序与计算机语言介绍。

1、计算机程序

在上节课“教机器人走正方形”的任务中，我们知道，让机器人执行程序后就能完成“前进——转弯”的动作。如果让计算机执行图5-1所示的程序2，它就能沿着正方形轨迹运动。

电脑每做的一次动作，一个步骤，都是按照以经用计算机语言编好的程序来执行的，程序是计算机要执行的指令的集合，而程序全部都是用我们所掌握的语言来编写的。所以人们要控制计算机一定要通过计算机语言向计算机发出命令。把解决问题的方法、步骤，用计算机能听懂的语言，编成一条条指挥计算机动作的指令集，就叫做计算机程序，简称程序。如果由机器人的“大脑”执行一段程序，它就能完成相应的任务。

2、计算机语言

计算机语言通常是一个能完整、准确和规则地表达人们的意图,并用以指挥或控制计算机工作的“符号系统”。

①、机器语言机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。它是计算机的设计者通过计算机的硬件结构赋予计算机的操作功能。机器语言具有灵活、直接执行和速度快等特点。

机器语言编出的程序全是些0和1的指令代码,直观性差,还容易出错。现在,除了计算机生产厂家的专业人员外,绝大多数程序员已经不再去学习机器语言了。

②、汇编语言为了克服机器语言难读、难编、难记和易出错的缺点,人们就用与代码指令实际含义相近的英文缩写词、字母和数字等符号来取代指令代码(如用ADD表示运算符号“＋”的机器代码),于是就产生了汇编语言。所以说,汇编语言是一种用助记符表示的仍然面向机器的计算机语言。汇编语言亦称符号语言。汇编语言由

③、高级语言

不论是机器语言还是汇编语言都是面向硬件的具体操作的，语言对机器的过分依赖，要求使用者必须对硬件结构及其工作原理都十分熟悉，这对非计算机专业人员是难以做到的,对于计算机的推广应用是不利的。计算机事业的发展,促使人们去寻求一些与人类自然语言相接近且能为计算机所接受的语意确定、规则明确、自然直观和通用易学的计算机语言。这种与自然语言相近并为计算机所接受和执行的计算机语言称高级语言。高级语言是面向用户的语言。无论何种机型的计算机,只要配备上相应的高级语言的编译或解释程序,则用该高级语言编写的程序就可以通用。

随着计算机硬件的发展，近年来又出现了图形化编程语言，它具有直观易学的特点。如ROBOLAB语言就是一种图形化编程语言。

我们必须清楚，计算机本身是不能直接识别高级语言的，必须将高级语言的程序翻译成计算机能识别的机器指令，计算机才能执行。这个翻译的工作是由“编译系统”软件来完成的。不同类型的计算机上使用的翻译软件也不尽相同。

3、程序结构

程序结构

顺序程序结构循环程序结构分支程序结构等。