利用机器人平台认识三种基本语言结构一、设计思路信息技术基础模块中的“尝试程序开发”一节涉及到了程序设计的三种结构，程序设计的三种结构是程序设计中的基本知识点。

程序的讲解是比较抽象的，学生听着也比较枯燥乏味。

本节课的设计利用智能机器人仿真软件进行讲解，利用该软件既有图形化编程界面,又有相对应的代码窗口的特性,让学生在生动形象利于接受的学习活动中了解三种程序结构，能够使用图形化编程环境实现顺序、分支、循环三种控制结构。

仿真软件如图：左侧为模块库；中间为流程图编辑区；右侧为代码显示区。

二、教材分析“尝试程序开发”一节是信息技术基础中的第四单元中的一节，这一节的内容是让学生能够认识程序设计的三中结构，了解三种程序结构执行的过程，读懂简单的程序，为后续开设算法与程序设计选修课程做知识铺垫。

三、学生情况分析本节课之前，学生掌握了仿真软件的使用，对程序设计有了一定的了解，学会了使用仿真软件设计机器人走直线，转弯，停止，发音的设计，并同时可视化的界面看到了自己设计的成果。

但是，程序设计中的抽象化和理论化会减淡学生对程序设计的热情，这就需要教师充分营造教学情境，合理安排任务，保持学生的学习热情和兴趣。

四、教学目标知识与技能：能够清晰的绘制出顺序结构、循环结构、分支结构的流程图，能够读懂程序执行的流程,能够比较三种基本结构的异同；过程和方法：通过演示法、讲授法、任务驱动和小组合作等方法，学生能掌握流程图的设计思路，能绘制流程图；情感态度与价值观：培养合作交流的意识，提高分析、解决问题的能力；促进学生对程序语言的学习兴趣。

五、教学重、难点教学重、难点：掌握流程图的设计思路；理解三种程序结构的执行过程。

六、教学资源：机器人仿真软件、视频材料、PPT、相关学习材料。

教学用时：90分钟七、教学过程（一）通过程序演示引出顺序结构1．程序演示演示机器人走正方形轨迹【见下图】教师：看过程序演示，请同学们分析一下，机器人是如何完成任务的学生：前进右转，再前进再右转，再前进再右转，再前进再右转教师：好，通过演示可以清晰的分析出机器人运动的轨迹，那我们同学们能不能利用我们上节课讲过的知识，完成这样一个设计呢？给同学们3分钟的时间使用仿真软件设计一个机器人走正方形的程序。

2．学生操作学生依照演示完成机器人走正方型的程序。

[设计意图]：给出本节课的第一个任务，使用仿真软件完成一个机器人走正方形轨迹的程序设计，在学生上节课学习基础上，通过这个任务，熟悉软件环境，回顾上节课的内容，并继续保持学习热情。

教师：请一位同学展示他的设计成果学生：演示成果，并展示程序设计流程图【见右图】教师：有没有同学用其他方法完成这个任务的？学生：表示赞同他的设计教师：请同学们观察，这个程序是顺序执行的，有第一个程序模块一直执行到最后一个程序模块，这种设计结构，我们称为循序结构。

（板书：顺序结构表示程序中的各操作是按照它们出现的先后顺序执行的。

）[设计意图]：通过学生自己设计程序，给出顺序结构的概念，能够加深学生的记忆和理解。

（二）通过分析机器人走正方形的轨迹特点引出循环结构1．师生分析讨论教师：我们继续观察机器人行走的轨迹，有什么特点吗？学生：机器人行走的直线距离一样长，拐弯都是90度教师：那么我们在观察一下程序流程图，它使用了几种模块，使用了几次学生：使用了2种模块，使用了4次教师：好的，看出了这些特点，我们发现机器人走正方形，其实就是再重复执行直行加右转这两个步骤，重复了4次。

那么我们使用程序设计中的另外一种结构来完成这个轨迹的设计，就是循环结构。

（板书：循环结构表示程序反复执行某个或某些操作，直到某条件为假（或为真）时才可终止循环。

）[设计意图]：通过分析和观察，给出循环结构的概念教师：在控制模块库中，拖拽“条件循环”模块到编辑界面中，鼠标右键该模块，弹出“属性”界面，我们重复直行加右转这个动作需要几次？学生：4次2．学生操作教师：好的，请同学们自己试着编写一下这个程序流程图。

[设计意图]：给出第二个任务，在学生好奇的前提下，直接教授讲解知识，演示操作，容易接受新知，然后再实际操作，易于掌握。

教师：同学们都编写出来了吗？不会的同学可以向同座位邻近或组内组长请教。

请完成的同学举下手，请一位同学演示一下它的程序流程图【见右图】。

学生：由同学演示设计的程序[设计意图]：鼓励学生互帮互助，培养不会就问的习惯。

通过询问展示，了解学生的占我情况，请学生演示肯定一下学生的成果。

3．讲授循环结构教师：我们学会了循环流程图的使用，下面来分析一下这个程序，点击菜单栏的“显示代码”按钮，可以在界面显示程序的源代码，我们一起来分析一下。

教师：for语句的讲解for语句是C语言所提供的功能更强，使用更广泛的一种循环语句。

其一般形式为： for(表达式1；表达式2；表达3)语句；表达式1 通常用来给循环变量赋初值，一般是赋值表达式。

也允许在for语句外给循环变量赋初值，此时可以省略该表达式。

表达式2 通常是循环条件，一般为关系表达式或逻辑表达式。

表达式3 通常可用来修改循环变量的值，一般是赋值语句。

这三个表达式都可以是逗号表达式，即每个表达式都可由多个表达式组成。

三个表达式都是任选项，都可以省略。

一般形式中的“语句”即为循环体语句。

for语句的语义是：1.首先计算表达式1的值。

2.再计算表达式2的值，若值为真(非0)则执行循环体一次，否则跳出循环。

3.然后再计算表达式3的值，转回第2步重复执行。

在整个for循环过程中，表达式1只计算一次，表达式2和表达式，3则可能计算多次。

循环体可能多次执行，也可能一次都不执行。

[设计意图]：FOR语句的执行比较复杂，必须由教师进行讲解。

教师：以机器人走正方形的程序为例，请同学们以小组的形式进行讨论，结合for语句的执行过程，叙述一下程序的执行过程。

学生：小组讨论[设计意图]：组织学生讨论，达到合作交流的目的，通过同学间的分析讨论，加深对for语句执行过程的理解。

教师：在小组间进行观察，询问，倾听教师：找2个小组的代表，进行一下for语句执行过程的描述【见上图】学生：进行程序执行过程的描述[设计意图]：加深学生对for语句的理解，老师进行指点和语言上的规范。

（三）通过分析机器人折返跑动作讲解分支结构1．实例分析启发思考教师：我们再来看一个程序演示【见下图】教师：在一个长方形的房间内机器人进行折返跑，当机器人运行到前方墙壁前时，停止前进，并开始调头前进，当运行到另一侧墙壁时，停止并调头前进，如此反运动。

教师：机器人是怎么实现的这个动作的？学生：机器人运行到墙壁前面的时候，会探测前方是否有障碍物，如果有的话，就调头前进，反复如此教师：那么如何在程序中实现呢，我们可以将整个任务分解成几个动作呢？学生：1、走直线；2、调头；3、判断障碍物；4、反复运行以上动作教师：第1、2两个环节，我们在上节课已经讲过了，第3个环节我们可以利用“传感器模块库”中的“红外避障”判断模块进行障碍物的判断设计，点开“红外避障”判断模块，右键属性中，可以看出对前方是否有障碍物要进行判断，这就是我们要用到的分支语句。

（板书：分支结构表示程序的处理步骤出现了分支，它需要根据某一特定的条件选择其中的一个分支执行。

我们通常也称作“判断语句”）[设计意图]：由分解任务引出分支结构的概念2．剖析分支语句教师：判断语句对条件进行判断，返回值为“是”或“否”，不同的返回值，执行不同的语句，通过流程图可以看出【见右图】教师：第4个环节可由“控制模块库”中的“永远循环”实现下面请同学们四个人为一小组，试着完成这个任务。

[设计意图]：给出第三个任务，结合顺序结构和循环结构，引入分支结构，、由教师引导将任务分解，让学生通过小组合作的形式进行学习，并完成任务。

教师：在小组间进行倾听，询问，指导学生：讨论，探究，上机编写程序教师：请1-2个小组代表展示程序流程图，并对自己的设计思路进行表述学生：展示并描述【见下图】[设计意图]：通过小组合作学习，完成这一环节的任务3．代码阅读与分析教师：看过程序演示，我们来认识一下判断语句的代码是如何编写的教师： IF语句的讲解if（表达式）语句1 else 语句2教师：解释ir_1==4的含义，在仿真系统中，ir_4这一变量名表示红外测障，1代表“无障碍物”；2代表“左侧有障碍物”；3代表“右侧有障碍物”；4代表“前方有障碍物”。

【见右图】[设计意图]：此环节教师需要针对仿真系统中的变量含义进行讲解，加深学生对if语句执行过程的理解。

（四）综合任务教师：简单小结程序设计的三种结构，指出这三种结构在程序设计中一般是要结合起来使用。

布置综合任务:在一个房间内，机器人在房间中任意行走，但是不可以碰到墙壁。

请同学们结合这节课的知识，完成这个任务。

[设计意图]：该任务涉及到了程序的嵌套，通过学生自己的尝试，该程序要求红外变量返回三个值，分别是“前”、“左”、“右”；要做三次判断。

检验学生对三种结构的掌握情况。

课堂观察：学生完成该任务的情况分为四种：一是极少数学生没有完成设计；二是部分学生设计中少做了一次判断，导致机器人碰到墙壁不再运动；三是大多数学生能够完成流程图的编写；四是有3位学生，尝试使用系统给出的碰撞检测，在程序中加入了碰撞判断，使得程序更加完善。

该任务的程序流程图及程序代码【见下图】[设计意图]：本节课的目的就在于让学生掌握三种程序结构的流程图和设计思路，能够运用学过的知识解决实际问题。

最后的任务是需要综合运用三种结构来完成的，可以加深学生对知识的理解，提高三种结构使用的熟练程度。

八．教学反思本节课通过仿真系统的演示，形象的反映出了程序设计的三种结构，不在是单纯的枯燥的讲解，对学生来说，通过编程来命令机器人完成不同任务，极大地激发了学生的学习兴趣。

考虑学生知识结构有差异，学习能力有差异，针对不同的学生设计简单题目和稍难题目，共设计了4个任务，任务难度由浅入深，由分散到综合，教师从旁辅助引导，引出学生好奇心，再此驱使下，通过自我学习、小组学习、教师讲解、学生演示的方法逐步使学生掌握知识。

通过教学实践，我认为基于“任务驱动”的小组合作学习法既活跃了课堂气氛又充分调动了学生的学习兴趣，在活动中，学生的自信心明显加强了，并且勇于表现自己，帮助他人。

像这样学生与学生之间合作，学生的认知水平和情感方面都会收到良好的效果。

同时，使教师布置的课堂任务得以顺利地完成，无形中提高了课堂效率。

不仅如此，小组合作学习不但培养了学生倾听别人意见及团队合作精神，而且培养了学生的组织、合作、礼让等社会交往能力；既拓宽了学生的知识面，又增强学生的社会责任感；还使学生获得各种体验如：与他人协作的体验；取得成功的体验；经历挫折的体验，这些体验和经历，是学生在课堂上学不到知识。