全國青島版信息技術(shù)九年級(jí)上冊(cè)第4單元第6課《讓機(jī)器人具有智能》教學(xué)設(shè)計(jì)

全國青島版信息技術(shù)九年級(jí)上冊(cè)第4單元第6課《讓機(jī)器人具有智能》教學(xué)設(shè)計(jì)主備人備課成員設(shè)計(jì)意圖本節(jié)課旨在讓學(xué)生了解機(jī)器人智能化的基礎(chǔ)概念，通過實(shí)踐操作，使學(xué)生掌握編寫簡(jiǎn)單程序讓機(jī)器人實(shí)現(xiàn)特定功能的方法。課程內(nèi)容與課本緊密關(guān)聯(lián)，注重培養(yǎng)學(xué)生的編程思維和動(dòng)手能力，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析培養(yǎng)學(xué)生信息意識(shí)，理解人工智能在現(xiàn)代社會(huì)中的重要性；提升計(jì)算思維，通過編程實(shí)踐鍛煉邏輯推理和問題解決能力；增強(qiáng)實(shí)踐創(chuàng)新能力，通過設(shè)計(jì)機(jī)器人程序提升動(dòng)手操作和創(chuàng)造性思維；強(qiáng)化數(shù)字化學(xué)習(xí)與信息倫理意識(shí)，認(rèn)識(shí)到信息技術(shù)應(yīng)用中的社會(huì)責(zé)任。學(xué)情分析本節(jié)課面向九年級(jí)學(xué)生，他們?cè)谛畔⒓夹g(shù)方面已經(jīng)具備一定的基礎(chǔ)，如文字處理、簡(jiǎn)單表格制作等。但在編程和人工智能方面，學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備和操作技能差異較大。部分學(xué)生可能對(duì)編程有濃厚興趣，能夠較快掌握編程語言的基礎(chǔ)語法；而另一部分學(xué)生可能對(duì)編程較為陌生，對(duì)代碼的理解和操作存在困難。

學(xué)生的計(jì)算思維能力方面，部分學(xué)生能夠運(yùn)用邏輯思維解決實(shí)際問題，但在面對(duì)復(fù)雜問題時(shí)，思維過程可能不夠清晰，需要引導(dǎo)和幫助。此外，學(xué)生的動(dòng)手操作能力參差不齊，部分學(xué)生能夠熟練使用編程工具，而部分學(xué)生可能對(duì)編程工具的操作不夠熟悉。

在素質(zhì)方面，學(xué)生的信息意識(shí)和創(chuàng)新能力有待提高。他們?cè)谛畔@取、處理和運(yùn)用方面，需要加強(qiáng)引導(dǎo)，培養(yǎng)批判性思維和問題解決能力。同時(shí)，學(xué)生在合作學(xué)習(xí)、溝通交流等方面也有提升空間。

學(xué)生的行為習(xí)慣對(duì)課程學(xué)習(xí)有一定影響。部分學(xué)生可能存在上課注意力不集中、課堂參與度低等問題，這需要教師在教學(xué)過程中采取有效措施，如增加互動(dòng)環(huán)節(jié)、設(shè)計(jì)趣味任務(wù)等，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。此外，學(xué)生在遇到編程難題時(shí)，可能缺乏耐心和毅力，需要教師適時(shí)進(jìn)行心理疏導(dǎo)，培養(yǎng)他們的堅(jiān)持精神。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源軟硬件資源：機(jī)器人教學(xué)平臺(tái)、編程軟件（如Scratch、Python等）、計(jì)算機(jī)設(shè)備、連接線纜。

課程平臺(tái)：學(xué)校信息平臺(tái)、在線編程學(xué)習(xí)平臺(tái)。

信息化資源：人工智能基礎(chǔ)理論資料、編程教程視頻、機(jī)器人操作手冊(cè)。

教學(xué)手段：多媒體課件、實(shí)物演示、小組合作學(xué)習(xí)。教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課

詳細(xì)內(nèi)容：教師通過展示一段關(guān)于人工智能應(yīng)用的短視頻，如智能機(jī)器人、自動(dòng)駕駛汽車等，激發(fā)學(xué)生的興趣。隨后，提出問題：“什么是人工智能？它有哪些應(yīng)用？”引導(dǎo)學(xué)生思考并引入本節(jié)課的主題——“讓機(jī)器人具有智能”。

用時(shí)：5分鐘

2.新課講授

（1）介紹人工智能的基本概念

詳細(xì)內(nèi)容：教師簡(jiǎn)要介紹人工智能的定義、發(fā)展歷程和主要應(yīng)用領(lǐng)域，幫助學(xué)生建立對(duì)人工智能的整體認(rèn)識(shí)。

（2）講解機(jī)器人智能化的原理

詳細(xì)內(nèi)容：教師通過講解感知、決策、執(zhí)行等環(huán)節(jié)，闡述機(jī)器人智能化的基本原理，使學(xué)生了解機(jī)器人智能化的實(shí)現(xiàn)過程。

（3）介紹編程語言在機(jī)器人智能化中的應(yīng)用

詳細(xì)內(nèi)容：教師以Scratch或Python為例，介紹編程語言在機(jī)器人智能化中的應(yīng)用，讓學(xué)生了解如何通過編程實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的智能行為。

用時(shí)：10分鐘

3.實(shí)踐活動(dòng)

（1）分組討論：讓學(xué)生分組討論如何設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)器人程序，實(shí)現(xiàn)特定功能。

詳細(xì)內(nèi)容：教師提出任務(wù)，如設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人跟隨指令移動(dòng)、避開障礙物等，讓學(xué)生分組討論并制定方案。

（2）編程實(shí)踐：學(xué)生根據(jù)討論結(jié)果，在編程軟件中編寫程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人智能化功能。

詳細(xì)內(nèi)容：教師指導(dǎo)學(xué)生使用編程軟件，如Scratch或Python，編寫程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人智能化功能。

（3）展示與評(píng)價(jià)：學(xué)生展示自己的機(jī)器人程序，教師和其他學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)和反饋。

詳細(xì)內(nèi)容：學(xué)生展示自己的機(jī)器人程序，教師和其他學(xué)生從功能實(shí)現(xiàn)、代碼規(guī)范性、創(chuàng)新性等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)和反饋。

用時(shí)：20分鐘

4.學(xué)生小組討論

（1）討論如何優(yōu)化程序

舉例回答：學(xué)生討論如何通過調(diào)整算法、優(yōu)化代碼結(jié)構(gòu)等方式提高程序效率。

（2）討論如何解決程序中的錯(cuò)誤

舉例回答：學(xué)生討論如何通過調(diào)試、檢查代碼等方式找出并解決程序中的錯(cuò)誤。

（3）討論如何提高機(jī)器人智能化水平

舉例回答：學(xué)生討論如何通過增加傳感器、改進(jìn)算法等方式提高機(jī)器人智能化水平。

用時(shí)：10分鐘

5.總結(jié)回顧

內(nèi)容：教師對(duì)本節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)人工智能在現(xiàn)代社會(huì)中的重要性，以及編程在實(shí)現(xiàn)機(jī)器人智能化中的作用。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生在日常生活中關(guān)注人工智能技術(shù)的發(fā)展，并嘗試將其應(yīng)用于實(shí)際生活中。

用時(shí)：5分鐘

總計(jì)用時(shí)：45分鐘教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-人工智能發(fā)展史：介紹人工智能的發(fā)展歷程，從早期的圖靈測(cè)試到現(xiàn)代的深度學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生了解人工智能的演變。

-機(jī)器人技術(shù)進(jìn)展：介紹機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，包括家用機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人等領(lǐng)域的應(yīng)用。

-編程語言簡(jiǎn)介：簡(jiǎn)要介紹幾種常見的編程語言，如Java、C++、Python等，讓學(xué)生了解不同編程語言的特性和適用場(chǎng)景。

-機(jī)器人編程案例：提供一些經(jīng)典的機(jī)器人編程案例，如路徑規(guī)劃、物體識(shí)別、語音識(shí)別等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.拓展建議：

-鼓勵(lì)學(xué)生閱讀相關(guān)書籍和文獻(xiàn)，如《人工智能：一種現(xiàn)代的方法》、《機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論》等，以加深對(duì)人工智能和機(jī)器人技術(shù)的理解。

-建議學(xué)生參與在線編程社區(qū)，如Codecademy、LeetCode等，通過實(shí)際編程練習(xí)提高編程技能。

-組織學(xué)生參加機(jī)器人比賽或編程競(jìng)賽，如RoboCup、GoogleCodeJam等，通過實(shí)踐提升解決問題的能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

-引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注人工智能和機(jī)器人技術(shù)的最新動(dòng)態(tài)，如通過科技新聞、學(xué)術(shù)期刊等途徑，了解行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。

-鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科學(xué)習(xí)，如學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)科學(xué)等知識(shí)，為將來從事人工智能和機(jī)器人相關(guān)領(lǐng)域的工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

-建議學(xué)生參與社區(qū)服務(wù)項(xiàng)目，如設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易機(jī)器人幫助老年人、兒童等，通過實(shí)際應(yīng)用提升技術(shù)的社會(huì)價(jià)值。

-組織學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目研究，如設(shè)計(jì)一款基于人工智能的智能家居系統(tǒng)，通過項(xiàng)目實(shí)踐提高創(chuàng)新能力和實(shí)際操作能力。

-鼓勵(lì)學(xué)生參加夏令營或工作坊，如谷歌AI夏季學(xué)院、微軟青少年科技創(chuàng)新營等，與行業(yè)專家互動(dòng)，拓寬視野。作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的Scratch程序，讓機(jī)器人角色根據(jù)不同的指令進(jìn)行移動(dòng)。要求程序中至少包含以下功能：

-機(jī)器人角色在點(diǎn)擊按鈕后向右移動(dòng)10步。

-機(jī)器人角色在點(diǎn)擊按鈕后向左移動(dòng)10步。

-機(jī)器人角色在遇到障礙物時(shí)停止移動(dòng)。

2.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的Python程序，讓機(jī)器人角色在電腦屏幕上繪制一個(gè)正方形。程序應(yīng)包括以下內(nèi)容：

-使用循環(huán)結(jié)構(gòu)讓機(jī)器人角色繪制正方形。

-通過變量控制正方形的邊長(zhǎng)。

-在繪制完成后，讓機(jī)器人角色輸出繪制正方形所用的邊長(zhǎng)。

3.寫一篇短文，介紹你對(duì)人工智能和機(jī)器人技術(shù)的理解，以及你認(rèn)為這些技術(shù)在未來的應(yīng)用前景。字?jǐn)?shù)要求在200-300字之間。

作業(yè)反饋：

1.對(duì)Scratch程序的反饋：

-檢查學(xué)生是否正確使用事件和運(yùn)動(dòng)積木來控制機(jī)器人角色的移動(dòng)。

-評(píng)估學(xué)生是否能夠根據(jù)指令改變機(jī)器人角色的移動(dòng)方向。

-分析學(xué)生在處理障礙物停止移動(dòng)的功能時(shí)遇到的問題，并提供相應(yīng)的解決方案。

2.對(duì)Python程序的反饋：

-檢查學(xué)生是否正確使用循環(huán)結(jié)構(gòu)（如for循環(huán)）來繪制正方形。

-評(píng)估學(xué)生是否能夠通過變量來控制正方形的邊長(zhǎng)。

-分析學(xué)生在編寫程序時(shí)的編程習(xí)慣，如代碼的可讀性和規(guī)范性。

3.對(duì)短文寫作的反饋：

-評(píng)估學(xué)生的觀點(diǎn)是否清晰、論據(jù)是否充分。

-檢查學(xué)生的語言表達(dá)是否準(zhǔn)確、流暢。

-分析學(xué)生在論述人工智能和機(jī)器人技術(shù)前景時(shí)是否結(jié)合了實(shí)際案例或個(gè)人見解。

教師應(yīng)在課后及時(shí)批改作業(yè)，并在下一節(jié)課開始時(shí)進(jìn)行反饋。對(duì)于作業(yè)中的問題，教師可以采取以下措施：

-對(duì)共性問題進(jìn)行集體講解，幫助學(xué)生理解和掌握。

-對(duì)個(gè)別問題進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo)，幫助學(xué)生克服困難。

-鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)學(xué)習(xí)和練習(xí)，提高編程能力和寫作水平。

作業(yè)的反饋不僅限于對(duì)答案的評(píng)判，更重要的是通過反饋幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中的不足，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.創(chuàng)設(shè)實(shí)踐情境：在課程設(shè)計(jì)中，我嘗試將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的編程情境，讓學(xué)生在實(shí)際操作中學(xué)習(xí)，這樣既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能增強(qiáng)他們的實(shí)踐能力。

2.強(qiáng)化小組合作：我鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上進(jìn)行小組合作，通過討論和協(xié)作完成編程任務(wù)，這種模式不僅鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，還促進(jìn)了他們之間的知識(shí)共享和互補(bǔ)。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.學(xué)生編程基礎(chǔ)參差不齊：部分學(xué)生在編程基礎(chǔ)方面較為薄弱，這導(dǎo)致他們?cè)诶斫夂蛻?yīng)用編程知識(shí)時(shí)遇到困難，影響了整體教學(xué)效果。

2.課堂互動(dòng)不足：在課堂教學(xué)中，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生參與互動(dòng)的積極性不高，這可能與教學(xué)方法和課堂氛圍有關(guān)，需要進(jìn)一步改進(jìn)。

3.教學(xué)評(píng)價(jià)單一：目前的評(píng)價(jià)方式主要依賴于作業(yè)和考試，缺乏對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的全面評(píng)價(jià)。

反思改進(jìn)措施（三）

1.針對(duì)學(xué)生編程基礎(chǔ)參差不齊的問題，我計(jì)劃在課程開始時(shí)進(jìn)行一次編程水平摸底，根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)進(jìn)行分層教學(xué)，為不同層次的學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)方案。

2.為了提高課堂互動(dòng)，我計(jì)劃采用更多的提問和討論環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表自己的觀點(diǎn)，同時(shí)，我會(huì)嘗試引入一些游戲化元素，如編程馬拉松，以增加課堂的趣味性和參與度。

3.在教學(xué)評(píng)價(jià)方面，我將嘗試引入多元化的評(píng)價(jià)方式，如項(xiàng)目評(píng)估、同伴評(píng)價(jià)和自我評(píng)價(jià)，以便更全面地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)