“小學(xué)Arduino創(chuàng)意機(jī)器人”課程綱要

“小學(xué)Arduino

創(chuàng)意機(jī)器人”程綱要“小學(xué)Arduino意機(jī)器人”課程是一門(mén)交叉了多門(mén)學(xué)科的綜合性課程，涉及到許多基礎(chǔ)學(xué)科，包括數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)、化學(xué)、生物、多媒體等，學(xué)生在運(yùn)用Arduino平臺(tái)進(jìn)行創(chuàng)造開(kāi)發(fā)的時(shí)候，把學(xué)習(xí)到的零碎知識(shí)與機(jī)械工程轉(zhuǎn)變成一個(gè)探究世界相互聯(lián)系的不同側(cè)面過(guò)程，它要求學(xué)生人為地對(duì)多門(mén)學(xué)科知識(shí)進(jìn)行綜合創(chuàng)造，這一實(shí)踐過(guò)程使得學(xué)生在雜亂無(wú)章的學(xué)習(xí)情境中獲得設(shè)計(jì)能力、合作能力、問(wèn)題解決能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力的提升，也使得孩子們的學(xué)習(xí)變得生動(dòng)有趣Arduino創(chuàng)意機(jī)器人”基于學(xué)科理論，立足于實(shí)際生活，通過(guò)技術(shù)思想以及Arduino平臺(tái)的運(yùn)用解決現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際題，為學(xué)生細(xì)心生活、發(fā)揮創(chuàng)造性提供了寬廣的舞臺(tái)。一、課目標(biāo)體系“小學(xué)Arduino意機(jī)器人”課程的總目標(biāo)是提高小學(xué)生的創(chuàng)新能力、綜合設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手實(shí)踐能力，進(jìn)而培養(yǎng)和提升學(xué)生STEM素養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在直接經(jīng)驗(yàn)和親身經(jīng)歷的基礎(chǔ)上，通過(guò)觀察、思考、設(shè)計(jì)、制作、試驗(yàn)等活動(dòng)獲得豐富的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，在生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，在實(shí)踐中解決問(wèn)題，在活動(dòng)中獲得知識(shí)。根據(jù)三維目標(biāo)的劃分，將課程目標(biāo)細(xì)分如下：1．知識(shí)與技能初步了解機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)，了解機(jī)器人在社會(huì)生活中的應(yīng)用；完成簡(jiǎn)單的機(jī)器人設(shè)計(jì)、硬件裝配、程序編寫(xiě)、功能調(diào)試等任務(wù)；通過(guò)在掌握有關(guān)機(jī)器人的知識(shí)和技能的基礎(chǔ)上，積極創(chuàng)意解決更多實(shí)際問(wèn)題，在過(guò)程中培養(yǎng)創(chuàng)新精神，提高實(shí)踐能力。2．過(guò)程與方法在教師指導(dǎo)下通過(guò)模仿及積極的創(chuàng)意能夠完成簡(jiǎn)單的機(jī)器硬件裝配序編寫(xiě)、簡(jiǎn)單調(diào)試等任務(wù)，使機(jī)器人能夠解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題。3．情感態(tài)度與價(jià)值觀感受機(jī)器人技術(shù)的重要性以及Arduino平臺(tái)的便捷性，培養(yǎng)對(duì)Arduino機(jī)器人課程學(xué)習(xí)的興趣以及動(dòng)手解決實(shí)際生活問(wèn)題的興趣問(wèn)題意識(shí)和編程思維以STEM素養(yǎng)，促進(jìn)全面而有個(gè)性的發(fā)展。二、課內(nèi)容結(jié)構(gòu)在小學(xué)階段，機(jī)器人可以與信息技術(shù)課程進(jìn)行整合，也可以作為信息技術(shù)課的拓展課程，以Arduino為平臺(tái)的機(jī)器人課程教學(xué)需要搭建硬件、檢測(cè)與控制電路，然后編寫(xiě)

程序，就可以控制機(jī)器人的各種動(dòng)作和行為。本課程主要涉及到的教學(xué)項(xiàng)目有智能、智能風(fēng)扇、智能小車(chē)等，分為三章課，具體的課程內(nèi)容主要為：1．智能LED系列，主要是Arduino的基礎(chǔ)知識(shí)。2．智能風(fēng)扇系列，主要是Arduino基礎(chǔ)知識(shí)的強(qiáng)化與深入。3．智能小車(chē)系列，主要是Arduino機(jī)器人的綜合運(yùn)用。三、課實(shí)施策略教學(xué)有法但是教無(wú)定法，教師在課堂中應(yīng)該超越教學(xué)設(shè)計(jì)的預(yù)設(shè)，激發(fā)課堂的生機(jī)與活力，但是在課堂之前，教師要做的則是認(rèn)真做好教學(xué)設(shè)計(jì)，只有準(zhǔn)備充足了，才可以運(yùn)用自如，使得課堂生動(dòng)有趣。在教學(xué)設(shè)計(jì)方面，教師可能要考慮到以下幾點(diǎn)內(nèi)容：1．教學(xué)內(nèi)容應(yīng)在符合學(xué)生認(rèn)知水平的基礎(chǔ)上力求充實(shí)。在做教學(xué)設(shè)計(jì)的時(shí)候要充分考慮到學(xué)生的原有知識(shí)水平，小學(xué)Arduino創(chuàng)意機(jī)器人的教學(xué)是以學(xué)生原有的基礎(chǔ)學(xué)科的知識(shí)作為前提的，所以對(duì)學(xué)生原有知識(shí)的考查至關(guān)重要。教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)也是在考慮到學(xué)生原有水平的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。教學(xué)內(nèi)容在考慮到學(xué)生原有水平基礎(chǔ)的同時(shí)，還要注意其與時(shí)代、生活的緊密聯(lián)系，這樣的內(nèi)容才能既激發(fā)學(xué)生興趣，又有實(shí)際意義。2．教學(xué)思路應(yīng)在符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的基礎(chǔ)上力求清晰。教學(xué)內(nèi)容是有先后次序的，上下位知識(shí)的學(xué)習(xí)如果打斷的比較離譜，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果必然是不好的。即使要打破教學(xué)陳規(guī)，教師的心中也要有一條教學(xué)的主線。解決實(shí)際問(wèn)題的小學(xué)Arduino創(chuàng)意機(jī)器人設(shè)計(jì)實(shí)踐要有哪些基礎(chǔ)知識(shí)作為支撐，哪些是需要教師提供教學(xué)支架的，這些都需要教師在心里有清晰的認(rèn)識(shí)。3．教學(xué)策略及教學(xué)方法應(yīng)力求激發(fā)學(xué)生興趣、挖掘?qū)W生創(chuàng)造能力。對(duì)于小學(xué)Arduino意機(jī)器人的知識(shí)教學(xué)運(yùn)用怎樣的教學(xué)方法，學(xué)生學(xué)起來(lái)不會(huì)感到枯燥無(wú)味，對(duì)于實(shí)踐性較強(qiáng)的機(jī)器人創(chuàng)造運(yùn)用什么方法能有效發(fā)揮學(xué)生的特長(zhǎng)以及創(chuàng)造性，怎樣的教學(xué)策略能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，怎樣的教學(xué)策略能夠維護(hù)課堂秩序使得教學(xué)順利進(jìn)行，這些都是需要教師在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)就做詳細(xì)考慮的。4．對(duì)教學(xué)實(shí)施過(guò)程中的突發(fā)情況進(jìn)行預(yù)測(cè)并合理調(diào)整。在把握小學(xué)Arduino創(chuàng)意機(jī)器人課堂的基礎(chǔ)上活調(diào)整教學(xué)策略變教學(xué)方式，根據(jù)課堂的教學(xué)實(shí)際把一些突發(fā)事件轉(zhuǎn)化為比較流暢、生動(dòng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，也是一門(mén)偉大的教學(xué)藝術(shù)，需要小學(xué)Arduino意機(jī)器人課程教學(xué)教師深入體會(huì)、不斷習(xí)得的。5．總結(jié)教學(xué)工作中的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，多與同行交流心得。

教師在日常教學(xué)工作中，注意積累與教學(xué)相關(guān)的資源，養(yǎng)成記錄教學(xué)日記的良好習(xí)慣時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)多與同行進(jìn)行交流學(xué)Arduino創(chuàng)意機(jī)器人在國(guó)內(nèi)的教學(xué)還比較少，但是只要認(rèn)真尋找，還是有很多同樣熱衷于小學(xué)Arduino創(chuàng)意機(jī)器人教學(xué)研究的同行存在的，并且，隨著機(jī)器人教育的普及，相信會(huì)有更多的教師去研究，挖掘Arduino創(chuàng)機(jī)器人教學(xué)的價(jià)值。四、課評(píng)價(jià)方法根據(jù)課程的性質(zhì)特征，評(píng)價(jià)應(yīng)重參與、重過(guò)程，強(qiáng)調(diào)評(píng)價(jià)主體的多元化，教學(xué)內(nèi)容的綜合性和全面性，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的合理性，以及評(píng)價(jià)方法、手段的多樣性。為此，要遵循以下原則：1．參與性原則。注重學(xué)生在課堂的積極參與性以及與其他同學(xué)的合作，適時(shí)提供相應(yīng)的參與性評(píng)價(jià)表記錄學(xué)生的參與活動(dòng)。2．綜合性原則。評(píng)價(jià)的內(nèi)容不能片面，要綜合考慮到學(xué)生的各科知識(shí)基礎(chǔ)，學(xué)生對(duì)Arduino創(chuàng)意機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)以及學(xué)生在綜合運(yùn)用各個(gè)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。3．激勵(lì)性原則。對(duì)于小學(xué)生來(lái)言，Arduino創(chuàng)意機(jī)器人是比較新奇的知識(shí)，在過(guò)了剛剛開(kāi)始的新鮮感以后遇到各種各樣的問(wèn)題個(gè)時(shí)候教師需要通過(guò)激勵(lì)性的評(píng)價(jià)，為學(xué)生的好奇心保鮮，同時(shí)鼓勵(lì)他們發(fā)揮自己的長(zhǎng)處，大膽嘗試，創(chuàng)作出滿意的作品，提高創(chuàng)新能力以及實(shí)踐能力。小學(xué)Arduino意機(jī)器人課程中設(shè)計(jì)的任務(wù)主要以實(shí)驗(yàn)操作為主，課程評(píng)價(jià)以過(guò)程性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法。主要以作品評(píng)價(jià)為主，作品可以是半成品也可以成品，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況來(lái)定。最終成績(jī)按照“平時(shí)作業(yè)（40%）+最終作品(40%)+表現(xiàn)（10%）+考勤（10%式給出成績(jī)。平時(shí)作業(yè)和最終作品的評(píng)價(jià)量規(guī)如下：作品名稱

小組成員評(píng)估指標(biāo)

等級(jí)

分?jǐn)?shù)機(jī)器人知識(shí)和技術(shù)（分

A基本了解機(jī)器人的概念、工作原理以及傳感器的作用（分

B理解機(jī)器人的概念作原理以及傳感器的作用（分

C掌握并能應(yīng)用機(jī)器人的知識(shí)和技術(shù)（12-15分跨學(xué)科的知識(shí)（分

了解了與機(jī)器人學(xué)科相關(guān)的其他學(xué)科知識(shí)（分

掌握了學(xué)科知識(shí)能將其學(xué)科的知能將機(jī)器人和其他學(xué)識(shí)機(jī)人學(xué)科聯(lián)科聯(lián)系起來(lái)系起來(lái)（分（分

創(chuàng)新能力（分

只能按部就班的完成分配的任務(wù)（分

能夠設(shè)計(jì)出比較有創(chuàng)能設(shè)并實(shí)現(xiàn)比意的作品未能實(shí)現(xiàn)較創(chuàng)的作品（12-16分）（16-20分）程序設(shè)計(jì)（分

只會(huì)按照范例編寫(xiě)簡(jiǎn)單程序（分

能編寫(xiě)和調(diào)試程序（分

能編寫(xiě)、調(diào)試和優(yōu)化程序（12-15分動(dòng)手實(shí)踐能力（分

連接松散、連線無(wú)序連牢固、連線有序，連接牢固、連線有（分完部分任務(wù)序整體合理巧妙，（12-16分）完成全部任務(wù)（16-20分實(shí)用性（分

沒(méi)有體現(xiàn)實(shí)用價(jià)值（分

有一定的實(shí)用價(jià)值（分

有較高的實(shí)用價(jià)值（12-15分作品總分五、教器材建議Arduino創(chuàng)意機(jī)器人課程的選修人數(shù)一般控制在人內(nèi)，按照2-3人一套器材進(jìn)行配置。硬件要求算機(jī)教室1教室后面最好有一塊空?qǐng)龅乇靥笮≤?chē)使用配套教學(xué)器材如下：高透明塑料整理箱（小號(hào)，Arduino主板（自帶驅(qū)動(dòng)模塊和擴(kuò)展版線（若干兩用螺絲刀