粤教版 (B版)九年级下册第六节 机器人走迷宫教案及反思

这是一份粤教版 (B版)九年级下册第六节 机器人走迷宫教案及反思，共8页。教案主要包含了教学目标，教材分析，教学建议，教学评价，教学设计等内容，欢迎下载使用。

一、教学目标
1、知识与技能
（1） 理解走迷宫的策略——左、右手定则
（2） 掌握条件循环和d条件循环、break和cntinue模块的作用、使用方法以及它们之间的区别，能够根据需要选择相应的模块编程，解决问题。
（3） 掌握“分段调试”的程序设计方法，能够用分段调试的方法完成复杂的任务。学会使用涉及不同变量的多个条件判断模块编写多分支结构的程序，拓展思维深度。
2、过程与方法
（1） 提出任务，初步分析任务，分解任务。
（2） 小组合作探究，分析子任务，提出问题。
（3） 组间交流，相互答疑。
（4） 学习解决问题所必需的新知识，完成子任务。
（5） 拓展思考，为下节课的学习做准备。
3、情感态度与价值观
（1） 通过逐步完成一项复杂的任务，培养学生坚持不懈、刻苦钻研的学习精神。
（2） 让学生体验通过积极思考完成任务的成就感，提高其学习机器人课程的兴趣。
（3） 让学生认识到交流与合作的重要性，形成主动与他人合作的精神、将自己的见解公开并与他人交流的愿望、敢于提出疑问和不同见解及放弃或修正自己错误认识的勇气。
二、教材分析
1、本节的作用和地位
教材中 “设计走迷宫机器人”是一节承上启下的设计非常好的课时，这节课的内容是在第二章胆小鬼机器人和循迹机器人的基础上的拓展，延伸，也是对前面所学知识的回顾整合。也是下一个活动“设计灭火机器人”的先行课，在迷宫内行走的算法与“设计灭火机器人”活动中“搜寻”子程序的算法异曲同工。因此，学好本课对顺利进行下一个活动很有帮助。
2、本节主要内容介绍
“设计走迷宫的机器人”首先让学生理解走迷宫的策略，在编辑程序过程中，除了用到前面学过的永久循环、条件判断（P33）、d条件循环（P62）以外，还涉及到条件循环、break、cntinue等新知识这节课的综合运用，重在锻炼学生在不同的问题环境下采取相应的算法解决问题，任务难度较之前有较大提升，在设计算法、编写程序的过程中需要使用“分段调试”的程序设计方法。
3、重点和难点分析
教学重点：条件循环、跳出循环模块的作用、使用方法和条件循环和d条件循环、break和cntinue模块之间的区别。
教学难点：
涉及不同变量的多分支结构程序设计,渗透分段调试的程序设计方法。
机器人走出前方、左侧、右侧都有墙壁的“死胡同”。
三、教学建议
本课的迷宫设计的很巧妙，机器人从左下角开始，会依次遇到从易到难的三种问题环境（前方有障碍物，前方和左侧有障碍物，前方、左侧和右侧都有障碍物）。学生在解决前一个问题的时候，下一个问题会自然呈现出来。教师不需要帮学生分析迷宫地形或讲解程序，只需要适时提出3个阶段性探究任务，先通过小组讨论、分析总任务，引出“分段调试”，让学生在分析任务的过程中发现问题、提出问题，产生求知欲，引出学习新知识“当型循环（条件循环）”的必要性。讲授新知识“条件循环，比较其与d条件循环的区别”。请各组利用新知识解决问题，讲授新知识“break和cntinue”。通过小组讨论，让学生认识到条件循环和d条件循环、break和cntinue模块的作用和区别，突破本课教学难点。最后，鼓励学生设计多种算法完成任务，巩固所学知识，延伸思维广度。
本课重在思维深度的训练，内容多，难度较大，任务复杂，涉及多次小组探究活动，教学环节紧凑，环环相扣。教师在引导学生积极思考、充分讨论的同时，要注意把握课堂进度。
四、教学评价
五、教学设计
附.1、走迷宫机器人小贴士 2、源程序和地图，视频材料（见资源包）
3、拓展的程序
项目
分值
评价标准
得分
自评
组评
班评
程序设计
20
编程技巧
10
分段调试
20
完整测试
小组配合
20
小组成员分工及配合方面
拓展
10
完成拓展
总体得分
教学
环节
教师活动
学生活动
说明
课前
准备
1.将学生分为四人一组。
2.为每组准备两到四台计算机。
3.将迷宫的地图文件发给学生。
推选小组发言人。
1.四人一组，思考问题更全面，讨论更充分。
2.每组两到四台计算机，增加学生动手操作机会。
激趣
导入
1. 提出问题：“现在看机器人走迷宫的视频，分析机器人要完成怎样的任务？”。
2. 展示机器人走迷宫的视频。(或在诺宝RC中，3D仿真演示机器人走迷宫的过程。
观看教师展示的内容。
1.激发学生的学习兴趣。
2.在3D仿真环境中，右键拖动画面可以调节角度，Ctrl+右键拖动画面，可以调节倾斜度。
任务
驱动
根据学生的回答出示小组探究总任务：
设计一个机器人走下面的迷宫，黑色障碍物代表墙壁，白色轨迹代表出口。机器人从左下角出发，在迷宫中自由行走，找到出口时停止。如果是我们被蒙上眼睛走这个迷宫，该怎样走呢？
学生看过视频回答老师的问题。
思考问题。
根据学生的回答，答案就是这节课要探究的任务。让学生先对这两节课的探究内容有个总体的认识。
让学生思考的问题，是为了引出左手、右手定则。
策略
分析
针对学生回答的左手定则或者右手定则的具体内容进行针对性的讲解。
摸索过程中，当左手有墙，右手无障时，可以前行，如P84图3－4。当左手无墙时沿着墙壁左转，然后继续摸索，如P84图3－5；当右手遇到障碍时右转，然后继续摸索，如P84图3－6。直到找到出口自动停止。这种方式称为左手定则，它是帮助我们走出迷宫的方法之一。
学生分析（假设被蒙上眼睛或者真正演绎被蒙上眼睛）走这个迷宫的走法。
理解走迷宫的策略——左、右手定则对本节课非常重要，直接影响编程思路。所以放在前面作为重点分析。
分析
问题
课件出示小组讨论题：
1完成上述任务，需要用到哪些传感器？（红外避障传感器、轨迹识别传感器）
2如何使用这些传感器完成任务？可能会遇到什么问题？
1.汇报本组讨论结果或聆听别组汇报，并提出本组的不同意见。
2.认识到需要用红外避障和轨迹识别传感器完成任务。
3形成完成任务的大体思路，了解可能遇到的问题。
1.引导学生积极思考，形成完成任务的大体思路，预见可能遇到的问题，以便在后面的学习中，更有针对性。
2.第1题相对简单，学生可以得出明确的结论；第2题难度很大，学生能够提出问题就可以了。
分解
任务
1.根据学生提出的问题，得出“任务复杂，建议分解任务、分段调试”的结论。
2.讲解什么是“分段调试”。
听教师的讲解。
1.渗透分段调试的程序设计方法。
2.分解任务，降低难度。
任务一
课件出示第1阶段小组探究任务：
图3-4 左手有墙，右手无障
直行
编写程序并仿真测试，机器人左手有墙，右手无障，
2.程序没问题，仿真中出现往复，检查程序没问题的时候，在仿真中设置避障。点击带有“set”的图标。
出现避障设置窗口：
微调，后面显示范围前面有选框，打了对号即可显示范围如下图：
1.理解第任务一的探究任务。
2.小组探究学习，合作完成任务一。
3.发现问题、提出问题，从组间交流和教师的讲解中寻找答案。
4.思考别组提出的问题，并提出自己的想法。
1.明确提出较为简单的探究任务。
2.分解任务，降低难度，帮助学生克服畏难心理。
3.这一环节的目标不仅是让学生完成任务一，更重要的是让学生通过运行任务一的程序，发现任务二将要面对的问题，通过组内、组间讨论、分析形成基本思路，为完成任务二做准备。
任务二
1.根据小组汇报和组间交流，引出前方没有障碍物的同时，左侧无障碍物，引导学生分析左手定则、讨论如何通过。
2.课件出示任务二小组探究任务：
图3-5 左手无墙，右手无障
左转
直行
左转
机器人走到左侧无障碍的时候，右侧（在左手定则时，右侧要理解为前方）无障。
1.理解探究任务二。
3.小组探究学习，合作完成任务二。
4.发现问题、提出问题，从组间交流和教师的讲解中寻找答案。
5.思考别组提出的问题，并提出自己的想法。
1.明确提出探究任务。
2.分解任务，降低难度，帮助学生克服畏难心理。
3.通过上一环节的分析、讨论和本环节教师的讲解，学生完成任务二应该不存在太大的问题。让学生完成任务二，发现任务三将要面对的问题。
学习
新知识
1.根据学生的汇报，提出条件循环对完成任务1的必要性。
2.讲解条件循环和d条件循环的作用与区别。
3.请各小组完善程序，完成任务1。
4.讲解break和cntinue的作用与区别。
5.提出小组讨论题：
（1）如何使用永久循环、条件判断和break来实现条件循环和d条件循环的作用？
（2）将break换成cntinue可以吗？为什么？
6.听各小组的讨论，适当引导。
7.请小组代表汇报，引导组间交流。
8.请有兴趣的小组，使用“break”的算法修改程序。
1.听教师的讲授，理解条件循环和d条件循环，break和cntinue的作用与区别。
2.参与小组讨论、汇报与组间交流。
3.用多种算法编写程序，完成任务1.
1.学习新知识，解决上一环节中遇到的问题。
2.鼓励学生采用不同的算法设计程序（附1），延伸学生的思维广度。
任务三
1.讲解条件循环
2.课件出示小组探究任务三：
（前方和左侧有障碍物的同时，右侧也有障碍物），引导学生分析、讨论如何通过
要求机器人从位置5走到位置6。
3.查看各小组的任务完成情况，并给予适当引导。
1.理解探究任务三。
2.小组探究学习，合作完成任务三。
3.发现问题、提出问题，从组间交流和教师的讲解中寻找答案。
任务三难度较大，虽然经过了上一环节的分析、讨论和本环节教师的讲解，学生依然可能会遇到较大困难，需要较多时间来完成探究任务。教师也需要加大引导力度，必要时，讲解程序。
轨迹识别
1.课件出示第1个任务：
编写程序并仿真测试，要求机器人在找到出口时停止。
2.仿真演示机器人完成该任务的过程。
3.请没有完成任务的小组代表提出遇到的问题：
（1）条件表达式如何设置？
（2）怎样让机器人停下来？
（3）怎样跳出循环，结束程序？
4.典型问题答案：（1）轨迹变量==0
（2）电机速度设为0，或使用“电机停止”。
1.听教师的讲授，理解探究任务。
2.小组合作，尝试完成任务。
3.发现问题、提出问题，从组间交流和教师的讲解中寻找答案。
4.思考别组提出的问题，并提出自己的想法。
1.明确提出可行性强的探究任务。
2.完成的小组代表在讲解程序的过程中，会涉及下一环节的新知识，自然过渡教学环节。
3.学生学习与他人交流、合作，勇于提出问题和见解。
4.给完成的小组一个展示的机会。
完成
任务
请小组代表汇报任务完成情况、仿真演示、讲解程序，并提出遇到的问题。
梳理思路，整体调试。
完成总任务，获取成功的体验。
拓展
课件出示思考题：
（1）在循迹机器人中，我们学习了多重分支结构，那么走迷宫机器人如果不使用条件循环是否也可以完成任务呢？请同学们交流并尝试用其它方法编写出能完成走迷宫任务的程序。
（2）本任务还可使用永久循环来走迷宫，如书上P89图3-13所示，程序中各部分的具体内容请同学们尝试编写。
让学生自己尝试编辑程序
根据课堂剩余时间，选择课上或课下思考、完成。
为在下一个活动《设计灭火机器人》中设计“搜寻”子程序做好铺垫。
小结
让学生小结本节课内容
1、分段调试 2、条件循环和d条件循环、break和cntinue模块的作用、使用方法以及它们之间的区别
学生总结回答
根据学生的回答适当引导和总结