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粤教版信息技术九年级
第三单元《指挥你的智能机器人》四课时教学设计
课题 《指挥你的智能机器人》 单元 第三单元 学科 信息技术 年级 九年级
教材分析 《指挥你的智能机器人》是九年级信息技术课程第三单元第四课，首先明确教学目标。在新知导入环节，通过提问引出编程这一话题，促进学生思考并激发学生学习的兴趣，然后围绕让智能机器人“学走路”、让智能机器人“寻光明”、让智能机器人“看世界”展开学习。激发学生的创新思维能力。提高学生的探索精神。
学习目标 1、学习编程设计的步骤，理解程序设计的逻辑。2、学习使用编程软件。3、在学习中体会信息的不同形式。
重点 学习编程设计的步骤，理解程序设计的逻辑。学习使用编程软件。
难点 在学习中体会信息的不同形式。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 案例导入陈佳和她的伙伴了解了与智能机器人沟通的工具后，都跃跃欲试，很想让智能机器人乖乖地听从指示。可是他们还不知道如何编写程序让机器人听话。听以前的同学讲还需要学习计算机的编程，以及了解机器人各个模块的功能后，才能让机器人听自己的话，于是陈佳他们继续学习程序编写，准备控制好机器人听指挥。新知导入课前思考(1)怎样让智能机器人行走？(2)什么是光传感器？怎样设置智能机器人的感光模块？(3)什么是顺序结构程序、选择结构程序与循环结构程序？板书课题:指挥你的智能机器人 思考并讨论问题 本节课通过学习指挥你的智能机器人及机器人程序的编写，培养学生信息时代下的基本知识意识，激发学生对人工智能的兴趣，进而促进学生对人工智能领域的探索。导入新课。
讲授新课 新知讲解让智能机器人“学走路”机器人走路主要依赖于其下肢的关节和传感器。机器人的腿和脚由多个关节组成，这些关节可以模仿人类的行走动作。通过精密的电子传感器，机器人可以感知地面的高低起伏，并相应地调整自己的步伐。同时，机器人还可以通过计算机程序来规划行走路线和步伐，从而实现更加准确和高效的移动。但是，由于机器人的复杂性和难度，目前双足直立机器人的实际应用还比较有限。思考交流应该怎样设计，才能让你的机器人走正四边形？1.编程思路机器人走正四边形就是让机器人完成“前进——右转弯 90°——前进——右转弯 90°——前进——右转弯 90°——前进——右转弯 90°”，也就是说机器人完成四个“前进一转弯”，每次走的距离一样就，可以实现走正四边形。这样编写的程序称为顺序结构程序。顺序结构程序是指程序的执行流程是按照指令的排列次序依次执行，如图所示。2.程序流程图机器人工作程序如下，程序流程图如图所示。3.程序编写进入“VJC仿真版”的流程图编辑界面。(1)单击左边“执行器模块库”，从中选择“直行”，并将“直行”模块拖到流程图生成区，与主程序相连，接着设置该模块属性，让机器人完成直走,如图所示。(2)单击“执行器模块库”，从中选择“转向”，并将“转向”模块拖到流程图生成区，与主程序相连，接着设置该模块属性，使机器人向右转 90°如图所示。(3)依上面方法重复导入“直行”模块和“转向”模块 3 次，并设置相同的模块参数，如图所示。(4)最后在“程序模块库”中导入一个“结束模块”，完成整个流程图设计，如图所示。这样就完成了一个走正四边形的机器人的程序编写。4.程序调试程序编写完毕后，还要对其进行调试并不断修正，以最终达到要求。方法一：程序下载运行。如果手中有智能机器人实物，那么我们先要用数据线将智能机器人与计算机连好，再用鼠标单击菜单栏中的“下载”按钮，就可以将程序下载到智能机器人的“大脑”中了。程序下载完成后，拔下与机器人连接的数据线按下机器人身上的“运行”开关，机器人就开始运行“走正四边形”的程序了。根据机器人实际行走的情况，再修改自己设计的程序，直至达到要求。方法二：程序仿真调试。如果手中没有智能机器人实物，那我们就要通过 VJC 仿真软件模拟智能机器人运行。再根据机器人实际的情况，修改自己的程序直到达到要求。探究实践请根据机器人走正四边形的思路，尝试画出让机器人走正三角形的程序流程图，并编写程序在真软件上运行调试。让智能机器人“寻光明”以手电筒为光源，尝试编写一个程序让机器人朝有光源的方向转。1.编程思路以手电简为光源，当光敏传感器检测到信息后，机器人判断左、右方向光线强弱。若左边光线强，智能机器人就向左转；若右边光线强，智能机器人就向右转。由于智能机器人要判断转的方向，这时就需要进行分支结构程序设置。分支结构程序是指程序的执行流程根据当前程序的运行结果 (条件)，从两个或多个程序段中选择一个执行，如图所示。2.流程图机器人“寻光明”分支程序流程图如图所示。这里要注意的是，光线的亮度越强，传感器测得的光敏值就越小。3.程序编写进入“VJC仿真版”的流程图编辑界面。(1)用鼠标单击“传感器模块库”，从中选择两个“亮度检测”模块。将左、右亮度检测的值分别赋给变量一和变量二，如图所示。(2)将“传感器模块库”中“亮度检测”模块拖到流程图生成区，与主程序相连。设置亮度检测模块的属性框，如图所示。(3)将“转向”模块拖到流程图生成区，与主程序相连。设置相应参数，如图所示。(4)最后在“程序模块库”中导人一个“结束模块”，完成整个流程设计，如图所示。4.程序下载与调试按照前面所学的程序下载方式，连接好数据线，单击菜单栏中的“下载按钮，等出现“下载成功!”字样时，单击“关闭”即可，这时程序已经下载到机器人中了。拔下数据连接线，按下机器人身上的“运行”开关，再在房间用手电筒模拟情景，看看你的机器人会不会转向光亮的方向。让智能机器人“看世界”设计一个程序让你的机器人早晨提醒人起床。1.编程思路通常，机器人都装有多个光敏传感器用来检测不同方位的光的亮度，为了比较准确地检测到天亮，我们可以取多个光敏传感器测得的光的平均值作为判断天亮的比较值。如果经判断，天已经亮了，那么就让机器人发出声音叫人起床;如果经判断，天还没有亮，则要继续测量光强弱的值，然后再进行判断，直到机器人判断天亮了为止。因此，这个判断过程必须重复进行多次。故需要进行循环设置。循环结构是指重复执行某个公共程序段若干次，直到满足某个条件才结束操作的一种程序结构，如图所示。2.流程图3.程序编写进入“VJC 仿真版”的流程图编辑界面。(1)单击“控制模块库”，将“永远循环”模块拖到流程图生成区，与主程序相连，如图1所示。(2)选择“传感器模块库”中“亮度检测”模块，将模块拖到流程图生成区，与主程序相连，并设置相应参数，如图2所示。(3)选择“执行器模块库”中的“发音”模块，将模块拖到流程图生成区，并设置相应参数，如图3所示。(4)从“程序模块库”中选择“结束模块”，将此模块拖到流程图生成区，与主程序相连，就完成了一个简易叫人起床的智能机器人的流程图设计，如图4所示。4.程序下载与调试按照前面所学的程序下载方式，将程序下载到机器人中。拔下数据连接线，按下机器人身上的“运行”开关。在房间用灯光模拟一个夜晚到白天的过程，看看你的机器人会不会叫你起床。探究实践如果智能机器人提醒你的时间太早或太晚，想想那是为什么，如何修改。再试试看!打开VJC软件，找到机器人闹钟设置功能。在闹钟设置界面，找到你要修改的闹钟任务。修改闹钟任务的触发时间，确保时间设置为你希望醒来的时间。确认修改并保存设置。这样，你的智能机器人就会按照你设置的时间提醒你。请注意，具体的操作步骤可能会因不同的机器人软件而有所不同，你可以参考软件的使用说明来操作。请尝试画出街道路灯自动照明系统程序流程图，并与同学们交流。拓展延伸智能机器人走正四边形程序的优化要让机器人走正四边形，其实有多种程序设计方法，前面学习的机器人学走路的应用程序设计是一种顺序结构程序。我们还有一个简便的方法，就是使用循环结构，让直走和转弯重复 4 次，机器人就能够走完一个正四边形了。欣赏电影片段观看机器人跳舞视频作业布置：和同学一起尝试画出街道路灯自动照明系统程序流程图。 了解机器人行走的原理思考讨论并发言学习编程设计的步骤学习编写机器人寻光明的程序按照编写程序的流程依次操作独立设计编写一个机器人程序观看视频并交流谈谈心得体会 激发学习兴趣培养活跃的思维提升想象能力和社交能力增加科技常识促进逻辑思维能力的培养结合实际，动手操作，普及科技知识，提升动手能力和培养快速定位并解决问题的能力结合实际培养实操能力促进学生独立思考动手能力的提升，培养科技意识促进小组合作能力和表达能力，达到各小组相互沟通、共同学习的目的，更好的拓展学生的学习思路，提升社交能力。同时，增进对生活常识的了解，促进思考能力的提升促进个人对人工智能的认识，提升科技认知思维
课堂小结 本次课堂，同学们学习了程序编写的步骤，通过编写的程序来指挥机器人的行为。更好地体会信息的多元化。伴随着IT行业的迅速发展，人工智能这一新兴科技正在改变我们的世界、丰富着我们的生活，但这仅仅只是个开始，相信人工智能将在未来的各个领域发挥重要作用。 总结 总结
板书 指挥你的智能机器人1、让智能机器人“学走路”2、让智能机器人“寻光明”3、让智能机器人“看世界”4、感受科技带来的生活
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第十六课 指挥你的智能机器人
粤教版九年级
内容总览
学习目标
01
案例导入
02
让智能机器人“学走路”
03
让智能机器人“寻光明”
04
让智能机器人“看世界”
05
拓展延伸
06
目录
07
08
课堂总结
课后作业
教学目标
1、学习编程设计的步骤，理解程序设计的逻辑。
2、学习使用编程软件。
3、在学习中体会信息的不同形式。
案例导入
陈佳和她的伙伴了解了与智能机器人沟通的工具后，都跃跃欲试，很想让智能机器人乖乖地听从指示。可是他们还不知道如何编写程序让机器人听话。听以前的同学讲还需要学习计算机的编程，以及了解机器人各个模块的功能后，才能让机器人听自己的话，于是陈佳他们继续学习程序编写，准备控制好机器人听指挥。
新知导入
(1)怎样让智能机器人行走？
(2)什么是光传感器？怎样设置智能机器人的感光模块？
(3)什么是顺序结构程序、选择结构程序与循环结构程序？
课前思考
新知讲解
一、让智能机器人“学走路”
机器人走路主要依赖于其下肢的关节和传感器。机器人的腿和脚由多个关节组成，这些关节可以模仿人类的行走动作。通过精密的电子传感器，机器人可以感知地面的高低起伏，并相应地调整自己的步伐。
同时，机器人还可以通过计算机程序来规划行走路线和步伐，从而实现更加准确和高效的移动。但是，由于机器人的复杂性和难度，目前双足直立机器人的实际应用还比较有限。
新知讲解
应该怎样设计，才能让你的机器人走正四边形？
思考交流
新知讲解
1.编程思路
机器人走正四边形就是让机器人完成“前进——右转弯 90°——前进——右转弯 90°——前进——右转弯 90°——前进——右转弯 90°”，也就是说机器人完成四个“前进一转弯”，每次走的距离一样就，可以实现走正四边形。这样编写的程序称为顺序结构程序。顺序结构程序是指程序的执行流程是按照指令的排列次序依次执行，如图所示。
新知讲解
开始
结束
处理2
处理1
处理n
顺序结构程序流程图
新知讲解
2.程序流程图
机器人工作程序如下，程序流程图如图所示。
新知讲解
顺序结构程序机器人走正四边形的流程图。
新知讲解
3.程序编写
进入“VJC仿真版”的流程图编辑界面。
(1)单击左边“执行器模块库”，从中选择“直行”，并将“直行”模块拖到流程图生成区，与主程序相连，接着设置该模块属性，让机器人完成直走,如图所示。
新知讲解
单击“执行器模块库”，将“直行”模块拖到流程图生成区，与主程序相连。
右键单击“前进”模块弹出模块属性对话框。设置“速度”为 100，“前进”为 100，“时间”为 1.500 秒
新知讲解
(2)单击“执行器模块库”，从中选择“转向”，并将“转向”模块拖到流程图生成区，与主程序相连，接着设置该模块属性，使机器人向右转 90°如图所示。
新知讲解
单击“执行器模块库”，将“转向”模块拖到流程图生成区，与主程序相连。
右键单击“右转”模块，弹出模块属性对话框。设置“速度”为 100，“右转为100”为“时间”为 0.250秒。
新知讲解
(3)依上面方法重复导入“直行”模块和“转向”模块 3 次，并设置相同的模块参数，如图所示。
新知讲解
重复导入“直行”模块和“转向”模块 3 次，并设置相同的模块参数
新知讲解
(4)最后在“程序模块库”中导入一个“结束模块”，完成整个流程图设计，如图所示。这样就完成了一个走正四边形的机器人的程序编写。
新知讲解
选择“程序模块库”，将“结束模块”拖到流程图生成区，与主程序相连。
新知讲解
4.程序调试
程序编写完毕后，还要对其进行调试并不断修正，以最终达到要求。
方法一：程序下载运行。如果手中有智能机器人实物，那么我们先要用数据线将智能机器人与计算机连好，再用鼠标单击菜单栏中的“下载”按钮，就可以将程序下载到智能机器人的“大脑”中了。程序下载完成后，拔下与机器人连接的数据线按下机器人身上的“运行”开关，机器人就开始运行“走正四边形”的程序了。根据机器人实际行走的情况，再修改自己设计的程序，直至达到要求。
新知讲解
方法二：程序仿真调试。如果手中没有智能机器人实物，那我们就要通过 VJC 仿真软件模拟智能机器人运行。再根据机器人实际的情况，修改自己的程序直到达到要求。
探究实践
请根据机器人走正四边形的思路，尝试画出让机器人走正三角形的程序流程图，并编写程序在真软件上运行调试。
探究实践
开始
向前走
右转弯60°
向前走
右转弯60°
向前走
结束
新知讲解
二、让智能机器人“寻光明”
新知讲解
以手电筒为光源，尝试编写一个程序让机器人朝有光源的方向转。
小任务
新知讲解
1.编程思路
以手电简为光源，当光敏传感器检测到信息后，机器人判断左、右方向光线强弱。若左边光线强，智能机器人就向左转；若右边光线强，智能机器人就向右转。由于智能机器人要判断转的方向，这时就需要进行分支结构程序设置。
分支结构程序是指程序的执行流程根据当前程序的运行结果 (条件)，从两个或多个程序段中选择一个执行，如图所示。
新知讲解
判定条件
处理A
处理B
是
否
a
b
新知讲解
2.流程图
机器人“寻光明”分支程序流程图如图所示。
这里要注意的是，光线的亮度越强，传感器测得的光敏值就越小。
新知讲解
机器人左转
分别检测左、右光敏值
机器人右转
开始
结束
左光敏值 < 右光敏值
机器人“寻光明”分支程序流程图
新知讲解
3.程序编写
进入“VJC仿真版”的流程图编辑界面。
(1)用鼠标单击“传感器模块库”，从中选择两个“亮度检测”模块。将左、右亮度检测的值分别赋给变量一和变量二，如图所示。
新知讲解
新知讲解
(2)将“传感器模块库”中“亮度检测”模块拖到流程图生成区，与主程序相连。设置亮度检测模块的属性框，如图所示。
新知讲解
选择“程序模块库”，将“结束模块”拖到流程图生成区，与主程序相连。
右键单击该模块设置属性框。在对话框中设置“检测完成后，进行条件判断”，再设置“亮度变量一”小于“亮度变量二”。
新知讲解
(3)将“转向”模块拖到流程图生成区，与主程序相连。设置相应参数，如图所示。
新知讲解
单击“执行模块库”，将“转白”模块拖到流程图生成区与主程序相连.
右键单击“转向”模块，设置“速度和“时间”。
新知讲解
(4)最后在“程序模块库”中导人一个“结束模块”，完成整个流程设计，如图所示。
新知讲解
单击“程序模块库”，将“结束模块” 拖到流程图生成区与主程序相连。
新知讲解
4.程序下载与调试
按照前面所学的程序下载方式，连接好数据线，单击菜单栏中的“下载按钮，等出现“下载成功!”字样时，单击“关闭”即可，这时程序已经下载到机器人中了。拔下数据连接线，按下机器人身上的“运行”开关，再在房间用手电筒模拟情景，看看你的机器人会不会转向光亮的方向，
新知讲解
三、让智能机器人“看世界”
新知讲解
小任务
设计一个程序让你的机器人早晨提醒人起床。
新知讲解
1.编程思路
通常，机器人都装有多个光敏传感器用来检测不同方位的光的亮度，为了比较准确地检测到天亮，我们可以取多个光敏传感器测得的光的平均值作为判断天亮的比较值。如果经判断，天已经亮了，那么就让机器人发出声音叫人起床;如果经判断，天还没有亮，则要继续测量光强弱的值，然后再进行判断，直到机器人判断天亮了为止。因此，这个判断过程必须重复进行多次。故需要进行循环设置。
循环结构是指重复执行某个公共程序段若干次，直到满足某个条件才结束操作的一种程序结构，如图所示。
新知讲解
循环体
开始
循环控制条件
是
否
循环初始状态
循环控制条件
否
循环体
是
循环结构程序流程图
新知讲解
循环体
开始
检测光敏平均值< = 判断标准值
2.流程图
是
机器人放起床音乐
否
机器人叫人起床的流程图
结束
新知讲解
3.程序编写进入“VJC 仿真版”的流程图编辑界面。
(1)单击“控制模块库”，将“永远循环”模块拖到流程图生成区，与主程序相连，如图1所示。
新知讲解
图1
单击“控制模块库”将“永远循环”模块拖到流程图生成区，与主程序相连
新知讲解
3.程序编写进入“VJC 仿真版”的流程图编辑界面。
(2)选择“传感器模块库”中“亮度检测”模块，将模块拖到流程图生成区，与主程序相连，并设置相应参数，如图2所示。
新知讲解
图2
（1）单击“传感器模块库”将“亮度检测”模块拖到流程图生成区，与主程序相连
（2）右键单击流程图生成区中“亮度检测模块，并设置其属性。设置方式为“平均”，选择“检测完成后，进行条件判断”，并设置“亮度变量一”值小于 200
新知讲解
3.程序编写进入“VJC 仿真版”的流程图编辑界面。
(3)选择“执行器模块库”中的“发音”模块，将模块拖到流程图生成区，并设置相应参数，如图3所示。
新知讲解
图3
（1）单击“执行器模块库”将“发音”模块拖到流程图生成区，与主程序相连
（2）右键单击流程图生成区中“发音”模块,并设置其属性。设置“时间”为 0.250，“音频”设置为 523.200，四分之一音符
新知讲解
3.程序编写进入“VJC 仿真版”的流程图编辑界面。
(4)从“程序模块库”中选择“结束模块”，将此模块拖到流程图生成区，与主程序相连，就完成了一个简易叫人起床的智能机器人的流程图设计，如图4所示。
新知讲解
图4
单击“程序模块库”，将“结束模块”拖到流程图生成区与主程序相连
新知讲解
4.程序下载与调试按照前面所学的程序下载方式，将程序下载到机器人中。拔下数据连接线，按下机器人身上的“运行”开关。这时在房间用灯光模拟一个夜晚到白天的过程，看看你的机器人会不会叫你起床。
探究实践
如果智能机器人提醒你的时间太早或太晚，想想那是为什么，如何修改。再试试看!
探究实践
打开VJC软件，找到机器人闹钟设置功能。在闹钟设置界面，找到你要修改的闹钟任务。修改闹钟任务的触发时间，确保时间设置为你希望醒来的时间。确认修改并保存设置。这样，你的智能机器人就会按照你设置的时间提醒你。请注意，具体的操作步骤可能会因不同的机器人软件而有所不同，你可以参考软件的使用说明来操作。
探究实践
请尝试画出街道路灯自动照明系统程序流程图，并与同学们交流。
探究实践
拓展延伸
智能机器人走正四边形程序的优化
要让机器人走正四边形，其实有多种程序设计方法，前面学习的机器人学走路的应用程序设计是一种顺序结构程序。我们还有一个简便的方法，就是使用循环结构，让直走和转弯重复 4 次，机器人就能够走完一个正四边形了。
拓展延伸
欣赏电影片段
拓展延伸
机器人跳舞
课堂总结
本次课堂，同学们学习了程序编写的步骤，通过编写的程序来指挥机器人的行为。更好地体会信息的多元化。伴随着IT行业的迅速发展，人工智能这一新兴科技正在改变我们的世界、丰富着我们的生活，但这仅仅只是个开始，相信人工智能将在未来的各个领域发挥重要作用。
板书设计
指挥你的智能机器人
1、让智能机器人“学走路”
2、让智能机器人“寻光明”
3、让智能机器人“看世界”
4、感受科技带来的生活
作业布置
和同学一起尝试画出街道路灯自动照明系统程序流程图。
谢谢
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