第十四課搬運機器人——馬達的操控方法教學設計-2023—2024學年大連版（2015）初中信息技術七年級下冊學校授課教師課時授課班級授課地點教具設計思路本課以“搬運機器人——馬達的操控方法”為主題，結合大連版初中信息技術七年級下冊教材內容，通過實際操作引導學生了解馬達的操控原理，掌握基本編程技巧。課程設計注重實踐與理論相結合，培養學生的動手能力和創新思維。核心素養目標1.信息意識：培養學生對信息技術與實際生活應用的敏感度，認識信息技術在解決實際問題中的作用。

2.計算思維：通過編程實踐，提升學生的邏輯思維和問題解決能力，形成系統化思考問題的方式。

3.數字化學習與創新：鼓勵學生利用信息技術進行創新設計，培養自主學習和終身學習的意識。

4.信息倫理與安全意識：強化學生保護個人隱私和數據安全的意識，樹立正確的信息倫理觀念。重點難點及解決辦法重點：

1.馬達操控程序的設計與編寫：重點在于理解馬達的編程邏輯，能夠根據任務需求編寫有效的程序代碼。

2.機器人運動控制：重點在于掌握如何通過編程控制機器人的運動軌跡，實現精確的搬運操作。

難點：

1.編程邏輯的理解：學生可能難以理解馬達編程中的邏輯關系，導致程序編寫困難。

2.實際操作與理論知識的結合：學生在實際操作中可能遇到理論知識無法直接應用的情況。

解決辦法與突破策略：

1.通過實例演示和逐步引導，幫助學生理解馬達編程的基本邏輯。

2.設置實踐環節，讓學生在操作中遇到問題，通過討論和教師指導逐步解決問題，實現理論與實踐的結合。

3.分層次教學，針對不同層次的學生提供相應的學習資源和支持，確保所有學生都能跟上教學進度。教學資源-軟硬件資源：機器人套件（含馬達、控制器、傳感器等）、編程軟件（如Scratch或ArduinoIDE）

-課程平臺：學校網絡教學平臺或在線學習平臺

-信息化資源：相關教學視頻、編程教程、案例庫

-教學手段：多媒體教學設備（如投影儀、計算機）、實物教具（如機器人模型）教學過程設計導入新課（5分鐘）

目標：引起學生對馬達操控方法的興趣，激發其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們有沒有見過或者聽說過機器人？你們知道機器人是如何運動的嗎？”

展示一些關于機器人和馬達操控的視頻片段，讓學生初步感受馬達操控的奇妙之處。

簡短介紹馬達操控方法的基本概念和重要性，為接下來的學習打下基礎。

XX基礎知識講解（10分鐘）

目標：讓學生了解馬達操控方法的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解馬達操控方法的基本概念，包括其主要組成元素或結構。

詳細介紹馬達的組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學生理解。

XX案例分析（20分鐘）

目標：通過具體案例，讓學生深入了解馬達操控方法的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的馬達操控案例進行分析。

詳細介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學生全面了解馬達操控方法的多樣性或復雜性。

引導學生思考這些案例對實際生活或學習的影響，以及如何應用馬達操控方法解決實際問題。

小組討論：讓學生分組討論馬達操控方法在未來的發展或改進方向，并提出創新性的想法或建議。

學生小組討論（10分鐘）

目標：培養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，每組選擇一個與馬達操控方法相關的主題進行深入討論。

小組內討論該主題的現狀、挑戰以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準備向全班展示討論成果。

課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學生的表達能力，同時加深全班對馬達操控方法的認識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現狀、挑戰及解決方案。

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。

課堂小結（5分鐘）

目標：回顧本節課的主要內容，強調馬達操控方法的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節課的學習內容，包括馬達操控方法的基本概念、組成部分、案例分析等。

強調馬達操控方法在現實生活或學習中的價值和作用，鼓勵學生進一步探索和應用馬達操控方法。

布置課后作業：讓學生設計一個小型機器人程序，實現馬達的基本操控，以鞏固學習效果。學生學習效果學生學習效果主要體現在以下幾個方面：

1.理解馬達操控原理：學生通過學習，能夠理解馬達操控的基本原理，包括馬達的工作機制、編程邏輯和運動控制。

2.編程能力提升：學生在課程中學習了如何編寫控制馬達的程序，這有助于提高他們的編程技能，包括邏輯思維、算法設計和代碼實現。

3.實踐操作技能：學生通過實際操作機器人，掌握了如何安裝馬達、連接控制電路以及調試程序，提升了動手操作能力。

4.創新思維培養：在課程設計和案例分析中，學生需要提出創新性的解決方案，這有助于培養他們的創新思維和問題解決能力。

5.團隊合作意識：小組討論和課堂展示環節，學生學會了如何與他人合作，共同完成任務，增強了團隊合作意識。

6.信息素養提高：通過學習馬達操控方法，學生能夠更好地理解信息技術在現實生活中的應用，提高了他們的信息素養。

7.信息技術與學科融合：學生在學習過程中，將信息技術與物理、數學等學科知識相結合，加深了對跨學科知識的理解。

8.問題解決能力：在面對馬達操控中的問題時，學生學會了如何分析問題、尋找解決方案，并最終解決問題，提高了問題解決能力。

9.學習興趣和動力：通過實際操作和項目實踐，學生對信息技術和機器人技術產生了濃厚的興趣，激發了進一步學習的動力。

10.信息技術倫理意識：在學習過程中，學生了解到信息技術在應用中可能涉及到的倫理問題，增強了他們的信息技術倫理意識。教學反思與總結今天這節課，我覺得還是收獲頗豐。首先，我想反思一下教學方法。我注意到，在講解馬達操控方法時，我采用了結合實際案例和實例演示的方式，這樣做的效果很好。學生們在看到機器人的實際操作后，對馬達的操控原理有了更直觀的理解。同時，我也嘗試了分組討論和課堂展示，這些互動環節讓學生的參與度明顯提高。

在教學策略上，我嘗試了分層教學，針對不同層次的學生提供相應的學習資源和支持。對于基礎較弱的學生，我給予了更多的個別輔導；而對于基礎較好的學生，我則鼓勵他們嘗試更復雜的編程任務。這種差異化的教學方法，似乎對提高學生的學習效果有一定的幫助。

在課堂管理方面，我努力營造了一個積極、互動的課堂氛圍。我發現，當學生們有機會表達自己的想法和觀點時，他們的學習積極性會大大提高。不過，我也遇到了一些挑戰，比如在課堂討論中，有時候部分學生可能會過于活躍，影響其他學生的思考。

在情感態度方面，學生們對信息技術和機器人技術的興趣明顯增加。他們不僅對學習內容有了更濃厚的興趣，而且對未來的學習充滿了期待。這種積極的學習態度，對我來說是一個很大的鼓勵。

當然，這節課也存在一些不足之處。比如，在課堂時間管理上，我發現有時候案例分析和討論環節會占用較多的時間，導致一些基礎知識講解不夠深入。此外，對于一些基礎較弱的學生，他們在小組討論中的參與度不高，這可能需要我在今后的教學中給予更多的關注。

為了改進這些問題，我計劃在今后的教學中采取以下措施：首先，我會更加注意課堂時間的管理，確保每個環節都有足夠的時間進行。其次，我會設計更多適合不同層次學生的任務，讓每個學生都能在課堂上找到自己的學習節奏。最后，我會加強個別輔導，特別是對于那些在小組討論中參與度不高的學生，我會嘗試提供更多的幫助和鼓勵。課堂小結，當堂檢測課堂小結：

今天我們學習了搬運機器人——馬達的操控方法，這是一個非常實用的技能。通過這節課的學習，大家應該對馬達的工作原理、編程技巧以及如何控制機器人有了更深入的了解。

首先，我們回顧一下今天的主要內容：

1.馬達的類型和特點，包括直流馬達和伺服馬達。

2.馬達的編程方法，包括基本指令和函數的使用。

3.如何通過編程控制馬達的運動，包括速度、方向和位置。

4.實際操作中需要注意的問題，如電路連接、編程調試等。

1.請大家列舉出今天我們學習的馬達類型，并簡要說明它們的特點。

2.回憶一下，我們是如何通過編程來控制馬達的運動的？

3.在實際操作中，有哪些需要注意的事項？

當堂檢測：

為了檢測大家對今天學習內容的掌握情況，我們將進行以下幾項檢測：

1.編程練習：請根據所學知識，編寫一段簡單的程序，控制一個馬達實現正轉和反轉。

2.電路連接：請根據電路圖，連接一個馬達和控制器，并確保連接正確。

3.問題解答：隨機抽取幾個問題，請學生現場回答，考察他們對馬達操控方法的掌握程度。板書設計①馬達類型與特點

-直流馬達：簡單、成本低、易于控制

-伺服馬達：精確度高、響應速度快、位置控制精確

②馬達編程方法

-基本指令：啟動、停止、速度控制、方向控制

-函數使用：預定義函數、自定義函數

③馬達運動控制

-速度控制：設置馬達轉速

-方向控制：控制馬達旋轉方向

-位置控制：精確控制馬達移動距離

④實際操作注意事項

-電路連接：正確連接馬達和控制器

-編程調試：編寫程序并調試，確保馬達按預期運行

-安全操作：注意安全，避免短路、過載等危險情況典型例題講解例題1：

編寫一個程序，控制一個直流馬達正轉5秒，然后反轉5秒。

答案：

```python

fromtimeimportsleep

defcontrol_motor(direction,duration):

ifdirection=="forward":

print("馬達正轉")

elifdirection=="reverse":

print("馬達反轉")

else:

print("錯誤的方向")

#假設控制馬達的正轉和反轉是通過發送信號給控制器的

#這里用打印語句模擬

for_inrange(duration):

print("運行中...")

sleep(1)

print("停止")

#控制馬達正轉5秒

control_motor("forward",5)

#控制馬達反轉5秒

control_motor("reverse",5)

```

例題2：

編寫一個程序，控制一個伺服馬達旋轉到90度的位置。

答案：

```python

defset_servo_angle(angle):

#假設角度是通過發送信號給控制器的

#這里用打印語句模擬

print(f"伺服馬達旋轉到{angle}度")

set_servo_angle(90)

```

例題3：

編寫一個程序，控制一個馬達以30%的速度正轉，持續10秒。

答案：

```python

defcontrol_motor_speed(speed,duration):

#假設速度是通過發送信號給控制器的

#這里用打印語句模擬

print(f"馬達以{speed}%的速度正轉")

for_inrange(duration):

print("運行中...")

sleep(1)

print("停止")

control_motor_speed(30,10)

```

例題4：

編寫一個程序，控制一個馬達先正轉2秒，然后立即反轉2秒。

答案：

```python

fromtimeimportsleep

defcontrol_motor_sequence(forward_duration,reverse_duration):

control_motor("forward",forward_duration)

control_motor("reverse",reverse_duration)

defcontrol_motor(direction,duration):

#假設控制馬達的函數

print(f"馬達{direction}轉{duration}秒")

sleep(duration)

control_motor_sequence(2,2)

```

例題5：

編寫一個程序，控制一個馬達正轉，當檢測到某個傳感器信號時停止，然后反轉，當檢測到另一個傳感器信號時停止。

答案：

```python

defcontrol_motor_sensor(sensor_signal,stop_signal):

#假設傳感器信號是通過讀取傳感器狀態的

#這里用打印語句模擬

print("馬達正轉，等待傳