小學(xué)五年級機器人編程課 7.《變臉》活動教案

小學(xué)五年級機器人編程課7.《變臉》活動教案學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具課程基本信息1.課程名稱：小學(xué)五年級機器人編程課

2.教學(xué)年級和班級：五年級二班

3.授課時間：2022年9月20日

4.教學(xué)時數(shù)：45分鐘

二、教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)

1.教學(xué)內(nèi)容：本節(jié)課將通過《變臉》活動，讓學(xué)生了解和掌握機器人編程的基本邏輯和操作方法。通過活動，讓學(xué)生能夠運用機器人編程知識，實現(xiàn)簡單的人臉識別功能。

2.教學(xué)目標(biāo)：

（1）讓學(xué)生了解機器人編程的基本概念和操作方法。

（2）培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力和團(tuán)隊協(xié)作能力。

（3）通過活動，讓學(xué)生掌握簡單的人臉識別編程方法。

三、教學(xué)步驟和時間安排

1.導(dǎo)入（5分鐘）：教師通過講解和展示，引導(dǎo)學(xué)生了解機器人編程的基本概念和操作方法。

2.活動演示（10分鐘）：教師演示如何通過編程實現(xiàn)機器人《變臉》的功能。

3.學(xué)生動手實踐（15分鐘）：學(xué)生分組進(jìn)行機器人編程實踐，教師巡回指導(dǎo)。

4.成果展示（5分鐘）：學(xué)生展示自己的編程成果，分享編程心得。

5.總結(jié)和點評（5分鐘）：教師對學(xué)生的編程作品進(jìn)行點評，總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

四、教學(xué)資源和工具

1.教學(xué)資源：機器人編程軟件、機器人硬件設(shè)備。

2.工具：計算機、投影儀、音響設(shè)備。

五、教學(xué)評價

1.學(xué)生動手操作能力：觀察學(xué)生在實踐環(huán)節(jié)的操作熟練度和正確性。

2.學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作能力：評價學(xué)生在實踐環(huán)節(jié)的分工合作情況。

3.學(xué)生編程成果：評價學(xué)生完成的編程作品的創(chuàng)意和功能性。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.創(chuàng)新實踐：通過《變臉》活動的設(shè)計和實踐，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和解決問題的能力，提升學(xué)生運用編程知識進(jìn)行創(chuàng)新實踐的核心素養(yǎng)。

2.團(tuán)隊協(xié)作：在活動過程中，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作精神和協(xié)作能力，使學(xué)生在相互學(xué)習(xí)中共同完成編程任務(wù)。

3.信息素養(yǎng)：引導(dǎo)學(xué)生正確使用編程軟件和硬件設(shè)備，提升學(xué)生信息處理和應(yīng)用的能力，增強學(xué)生的信息素養(yǎng)。

4.邏輯思維：通過機器人編程的學(xué)習(xí)，鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點：

-機器人編程基本邏輯：了解和掌握順序結(jié)構(gòu)、條件結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)等基本編程邏輯。

-人臉識別編程：學(xué)習(xí)如何通過編程實現(xiàn)機器人《變臉》的功能，包括調(diào)用相關(guān)庫文件、設(shè)置攝像頭捕捉人臉等。

-團(tuán)隊協(xié)作：學(xué)會在團(tuán)隊中合理分工、協(xié)作完成編程任務(wù)。

2.教學(xué)難點：

-編程邏輯的運用：將所學(xué)知識運用到實際編程中，如如何設(shè)計程序使得機器人根據(jù)不同條件執(zhí)行不同動作。

-人臉識別算法理解：理解并掌握人臉識別的相關(guān)算法，如如何通過攝像頭捕捉人臉、如何處理圖像數(shù)據(jù)等。

-調(diào)試與優(yōu)化：在編程過程中，學(xué)會使用調(diào)試工具找出程序錯誤，并進(jìn)行優(yōu)化，提高程序的運行效率和穩(wěn)定性。

-創(chuàng)新實踐：如何將自己的想法通過編程實現(xiàn)，需要學(xué)生具備一定的創(chuàng)新能力和解決問題的能力。教師可以提供一定的指導(dǎo)和啟發(fā)，但主要還是需要學(xué)生自己探索和實踐。

-團(tuán)隊協(xié)作：在活動中，學(xué)生需要學(xué)會與他人合作，進(jìn)行合理的分工和協(xié)作。教師可以設(shè)置一些團(tuán)隊合作的游戲或任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生體驗團(tuán)隊合作的重要性，并學(xué)會在團(tuán)隊中有效溝通和協(xié)作。

-信息素養(yǎng)：在編程過程中，學(xué)生需要學(xué)會正確使用相關(guān)的編程軟件和硬件設(shè)備，了解并遵守相關(guān)的使用規(guī)范。教師可以進(jìn)行一些操作演示和指導(dǎo)，幫助學(xué)生掌握正確的使用方法。

-邏輯思維：編程需要具備較強的邏輯思維能力，學(xué)生需要學(xué)會分析問題、設(shè)計解決方案，并將其轉(zhuǎn)化為編程代碼。教師可以通過一些邏輯思維訓(xùn)練的練習(xí)或游戲，幫助學(xué)生提高邏輯思維能力。教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法：

-互動式教學(xué)：通過提問、討論等方式，激發(fā)學(xué)生的思考，引導(dǎo)學(xué)生主動參與課堂。

-任務(wù)驅(qū)動法：以實際編程任務(wù)為載體，讓學(xué)生在完成任務(wù)的過程中掌握知識。

-小組合作學(xué)習(xí)：組織學(xué)生分組進(jìn)行機器人編程實踐，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力。

2.教學(xué)手段：

-多媒體演示：利用投影儀展示編程示例和操作步驟，直觀地傳授知識。

-編程軟件輔助教學(xué)：運用機器人編程軟件，為學(xué)生提供實踐操作的平臺。

-在線資源共享：引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源，如教學(xué)視頻、教程等，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。教學(xué)過程1.導(dǎo)入（5分鐘）：

-上課伊始，我向?qū)W生們展示了一些機器人編程的有趣應(yīng)用，如機器人舞蹈、智能家居等，以此激發(fā)他們對機器人編程的興趣。

-接著，我向?qū)W生們簡要介紹了今天課程的內(nèi)容，即將學(xué)習(xí)如何通過編程實現(xiàn)機器人《變臉》的功能。

2.知識講解（10分鐘）：

-我首先向?qū)W生們講解了機器人編程的基本邏輯，包括順序結(jié)構(gòu)、條件結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。

-然后，我詳細(xì)介紹了人臉識別編程的相關(guān)知識，包括如何調(diào)用相關(guān)庫文件、如何設(shè)置攝像頭捕捉人臉等。

3.活動演示（10分鐘）：

-我展示了如何通過編程實現(xiàn)機器人《變臉》的功能，并解釋了背后的邏輯和原理。

-在演示過程中，我強調(diào)了編程過程中的一些重要細(xì)節(jié)，如變量命名、語法規(guī)范等。

4.學(xué)生動手實踐（15分鐘）：

-我將學(xué)生們分成小組，每組分配一臺計算機和一套機器人硬件設(shè)備。

-學(xué)生們根據(jù)所學(xué)知識，嘗試通過編程實現(xiàn)機器人《變臉》的功能。

-在實踐過程中，我巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生們的疑問，并提供幫助。

5.成果展示（5分鐘）：

-學(xué)生們展示自己小組的編程成果，分享編程心得和經(jīng)驗。

-我對每個小組的編程作品進(jìn)行點評，給出肯定和建議。

6.總結(jié)和點評（5分鐘）：

-我對本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)，強調(diào)了機器人編程的基本邏輯和操作方法。

-我對學(xué)生的編程作品進(jìn)行了點評，鼓勵他們繼續(xù)努力，不斷提高自己的編程能力。拓展與延伸六、拓展與延伸

1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

-《Python編程：從入門到實踐》：這本書詳細(xì)介紹了Python編程的基礎(chǔ)知識，包括數(shù)據(jù)類型、控制流、函數(shù)等，適合作為編程入門教材。

-《機器人編程入門》：該書介紹了機器人編程的基礎(chǔ)知識，包括機器人硬件、編程語言和常見編程任務(wù)等。

-《人臉識別技術(shù)綜述》：這篇文章介紹了人臉識別技術(shù)的原理和方法，包括傳統(tǒng)方法和深度學(xué)習(xí)方法等。

2.鼓勵學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-讓學(xué)生嘗試使用其他編程語言（如Python、C++等）進(jìn)行機器人編程實踐，提高他們的編程能力。

-引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)人臉識別技術(shù)，例如使用OpenCV庫進(jìn)行人臉識別編程實踐。

-鼓勵學(xué)生參加機器人編程相關(guān)的比賽或項目，提高他們的實踐能力和創(chuàng)新能力。

-讓學(xué)生探索機器人編程在實際應(yīng)用中的可能性，例如智能家居、無人駕駛等領(lǐng)域的應(yīng)用。

-引導(dǎo)學(xué)生了解和學(xué)習(xí)機器人編程相關(guān)的最新技術(shù)和發(fā)展趨勢，跟上技術(shù)發(fā)展的步伐。

3.布置課后作業(yè)：

-請學(xué)生根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，設(shè)計一個簡單的機器人編程項目，如機器人舞蹈、智能跟隨等。

-要求學(xué)生在課后閱讀拓展閱讀材料，并寫下閱讀心得和感悟。

-讓學(xué)生結(jié)合人臉識別技術(shù)，嘗試實現(xiàn)一個簡單的人臉識別應(yīng)用程序。

-鼓勵學(xué)生參加線上或線下的機器人編程交流活動，與他人分享自己的學(xué)習(xí)和實踐經(jīng)驗。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測1.課堂小結(jié)：

-今天我們一起學(xué)習(xí)了機器人編程的基本邏輯和人臉識別編程。

-學(xué)生們通過活動演示和動手實踐，掌握了編程的基本方法和技巧。

-在實踐過程中，學(xué)生們充分發(fā)揮了自己的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊協(xié)作能力。

-通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生們不僅提高了編程能力，還培養(yǎng)了邏輯思維和團(tuán)隊協(xié)作能力。

2.當(dāng)堂檢測：

-為鞏固所學(xué)知識，我設(shè)計了一些編程題目，要求學(xué)生在課堂上完成。

-題目包括編寫一個簡單的機器人動作程序和實現(xiàn)一個簡單的人臉識別功能。

-學(xué)生們在課堂上獨立完成題目，檢測自己對本節(jié)課知識的理解和掌握程度。

-在解答過程中，我給予學(xué)生指導(dǎo)和幫助，確保他們能夠正確理解和運用所學(xué)知識。

-通過當(dāng)堂檢測，學(xué)生們能夠及時發(fā)現(xiàn)和彌補自己的知識漏洞，提高學(xué)習(xí)效果。

3.課后作業(yè)布置：

-請學(xué)生根據(jù)課堂小結(jié)和當(dāng)堂檢測的情況，總結(jié)自己的學(xué)習(xí)收獲和需要加強的地方。

-要求學(xué)生在家中嘗試編寫一個簡單的機器人編程項目，將所學(xué)知識應(yīng)用到實際中。

-鼓勵學(xué)生參加機器人編程相關(guān)的線上或線下活動，與他人分享自己的學(xué)習(xí)和實踐經(jīng)驗。

-提醒學(xué)生保持持續(xù)的學(xué)習(xí)熱情和動手實踐的習(xí)慣，不斷提高自己的編程能力。板書設(shè)計1.目的明確：板書設(shè)計應(yīng)緊扣教學(xué)內(nèi)容，突出本節(jié)課的重點和難點，幫助學(xué)生理解和掌握知識。

2.結(jié)構(gòu)清晰：板書設(shè)計應(yīng)具有清晰的邏輯結(jié)構(gòu)，條理分明，使學(xué)生能夠直觀地了解知識的體系和關(guān)系。

3.簡潔明了：板書設(shè)計應(yīng)簡潔明了，用簡潔的文字和符號概括重點內(nèi)容，避免冗長的解釋和說明。

4.藝術(shù)性和趣味性：板書設(shè)計應(yīng)具有一定的藝術(shù)性和趣味性，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。

示例：

-機器人編程基本邏輯：

-順序結(jié)構(gòu)：A→B→C

-條件結(jié)構(gòu)：if(條件)→執(zhí)行語句

-循環(huán)結(jié)構(gòu)：while(條件)→執(zhí)行語句

-人臉識別編程：

-調(diào)用相關(guān)庫文件

-設(shè)置攝像頭捕捉人臉

-處理圖像數(shù)據(jù)

-團(tuán)隊協(xié)作：

-合理分工

-協(xié)作完成編程任務(wù)課后拓展1.拓展內(nèi)容：

-閱讀材料：《Python編程：從入門到實踐》、《機器人編程入門》等，這些書籍能夠幫助學(xué)生更深入地理解機器人編程的基本原理和方法。

-視頻資源：YouTube上的機器人編程教程、TED演講等，這些視頻資源能夠提供豐富的案例和實際應(yīng)用場景，幫助學(xué)生更好地理解機器人編程的應(yīng)用和價值。

2.拓展要求：

-要求學(xué)生利用課后時間閱讀上述閱讀材料，并完成相關(guān)的編程練習(xí)。

-鼓勵學(xué)生觀看視頻資源，學(xué)習(xí)更多的編程技巧和實際應(yīng)用案例。

-學(xué)生可以嘗試自己動手編寫一個簡單的機器人編程項目，將課堂上學(xué)到的知識應(yīng)用到實際中。

-學(xué)生可以加入機器人編程社區(qū)，與其他學(xué)習(xí)者交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗和技術(shù)問題。

-學(xué)生可以參加機器人編程比賽或項目，提高自己的編程能力和創(chuàng)新能力。

-學(xué)生可以利用開源機器人平臺進(jìn)行編程實踐，如Arduino、Ras