南昌市中小學(xué)生wedo機(jī)器人編程課程-4.《協(xié)作》教學(xué)設(shè)計(jì)

南昌市中小學(xué)生wedo機(jī)器人編程課程-4.《協(xié)作》教學(xué)設(shè)計(jì)課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂?、教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容來(lái)自于《南昌市中小學(xué)生wedo機(jī)器人編程課程》的第四章《協(xié)作》。本章節(jié)主要內(nèi)容包括：

1.了解機(jī)器人的協(xié)作概念，理解協(xié)作在機(jī)器人編程中的重要性。

2.學(xué)習(xí)使用wedo編程軟件進(jìn)行協(xié)作編程，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)機(jī)器人的協(xié)同工作。

3.通過(guò)實(shí)際操作，讓學(xué)生掌握協(xié)作編程的基本技巧，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容深度適合小學(xué)高年級(jí)學(xué)生，通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將能夠掌握機(jī)器人協(xié)作編程的基本方法，提高他們的機(jī)器人編程水平。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要包括：

1.邏輯思維：通過(guò)學(xué)習(xí)協(xié)作編程，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用邏輯思維分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

2.創(chuàng)新意識(shí)：鼓勵(lì)學(xué)生在協(xié)作編程過(guò)程中發(fā)揮創(chuàng)意，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

3.團(tuán)隊(duì)合作：學(xué)生在實(shí)際操作過(guò)程中，學(xué)會(huì)與他人合作，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通能力。

4.實(shí)踐操作：通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維、創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)合作和實(shí)踐操作能力，使學(xué)生在掌握機(jī)器人協(xié)作編程技能的同時(shí)，全面提升學(xué)科核心素養(yǎng)。三、學(xué)情分析考慮到學(xué)生層次，本節(jié)課針對(duì)的是小學(xué)高年級(jí)的學(xué)生。這個(gè)年齡段的學(xué)生在知識(shí)、能力、素質(zhì)方面具備了一定的基礎(chǔ)，對(duì)于簡(jiǎn)單的編程概念和操作已經(jīng)有了一定的了解。他們?cè)趧?chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作方面具有較高的積極性，對(duì)于新事物充滿好奇，愿意嘗試和探索。

在學(xué)習(xí)行為習(xí)慣方面，這個(gè)年齡段的學(xué)生具有較強(qiáng)的動(dòng)手實(shí)踐能力，喜歡通過(guò)實(shí)際操作來(lái)解決問(wèn)題。在課程學(xué)習(xí)中，這一特點(diǎn)將對(duì)學(xué)生的實(shí)踐操作能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)產(chǎn)生積極影響。然而，部分學(xué)生可能在學(xué)習(xí)過(guò)程中容易注意力分散，需要教師在教學(xué)過(guò)程中加強(qiáng)引導(dǎo)和激勵(lì)。

針對(duì)學(xué)生的學(xué)情分析，本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)方法將注重激發(fā)學(xué)生的興趣，引導(dǎo)他們主動(dòng)參與，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作能力。同時(shí)，教師需關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，給予不同學(xué)生個(gè)性化的指導(dǎo)和支持，確保每個(gè)學(xué)生都能在課程學(xué)習(xí)中取得進(jìn)步。四、教學(xué)資源1.軟硬件資源：機(jī)器人編程實(shí)驗(yàn)室，配備有wedo編程軟件的計(jì)算機(jī)，機(jī)器人硬件設(shè)備。

2.課程平臺(tái)：學(xué)校提供的教學(xué)管理系統(tǒng)，用于發(fā)布課程資料和作業(yè)，學(xué)生可以在線學(xué)習(xí)和交流。

3.信息化資源：教學(xué)PPT，視頻教程，在線編程題庫(kù)，用于輔助教學(xué)和讓學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

4.教學(xué)手段：小組討論，實(shí)際操作，問(wèn)題解決，課堂講解，互動(dòng)式教學(xué)，以學(xué)生為中心的教學(xué)方法。五、教學(xué)實(shí)施過(guò)程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過(guò)在線平臺(tái)或班級(jí)微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題：圍繞“協(xié)作”課題，設(shè)計(jì)一系列具有啟發(fā)性和探究性的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：利用平臺(tái)功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。

學(xué)生活動(dòng)：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解協(xié)作編程的基本概念。

-思考預(yù)習(xí)問(wèn)題：針對(duì)預(yù)習(xí)問(wèn)題，進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問(wèn)。

-提交預(yù)習(xí)成果：將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問(wèn)題等）提交至平臺(tái)或老師處。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺(tái)、微信群等，實(shí)現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前了解“協(xié)作”課題，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

-導(dǎo)入新課：通過(guò)故事、案例或視頻等方式，引出“協(xié)作”課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

-講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解協(xié)作編程的基本原理和技巧，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。

-組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)小組討論、協(xié)作編程實(shí)踐等活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握協(xié)作技能。

-解答疑問(wèn)：針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問(wèn)，進(jìn)行及時(shí)解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

-聽(tīng)講并思考：認(rèn)真聽(tīng)講，積極思考老師提出的問(wèn)題。

-參與課堂活動(dòng)：積極參與小組討論、協(xié)作編程實(shí)踐等活動(dòng)，體驗(yàn)協(xié)作編程的應(yīng)用。

-提問(wèn)與討論：針對(duì)不懂的問(wèn)題或新的想法，勇敢提問(wèn)并參與討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過(guò)詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解協(xié)作編程的基本原理。

-實(shí)踐活動(dòng)法：設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握協(xié)作編程技能。

-合作學(xué)習(xí)法：通過(guò)小組討論等活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力。

作用與目的：

-幫助學(xué)生深入理解協(xié)作編程的知識(shí)點(diǎn)，掌握協(xié)作編程技能。

-通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力。

-通過(guò)合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

-布置作業(yè)：根據(jù)“協(xié)作”課題，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

-提供拓展資源：提供與“協(xié)作”課題相關(guān)的拓展資源（如書(shū)籍、網(wǎng)站、視頻等），供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

-完成作業(yè)：認(rèn)真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

-拓展學(xué)習(xí)：利用老師提供的拓展資源，進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和思考。

-反思總結(jié)：對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)，提出改進(jìn)建議。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的協(xié)作編程知識(shí)點(diǎn)和技能。

-通過(guò)拓展學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野和思維方式。

-通過(guò)反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)建議，促進(jìn)自我提升。六、學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.知識(shí)掌握：學(xué)生將深入理解協(xié)作編程的概念和原理，掌握協(xié)作編程的基本技巧和方法。他們將能夠明確協(xié)作在機(jī)器人編程中的重要性，并了解如何使用wedo編程軟件進(jìn)行協(xié)作編程。

2.能力提升：學(xué)生在實(shí)踐中將提高自己的動(dòng)手能力，通過(guò)小組討論和協(xié)作編程活動(dòng)，他們將培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力。同時(shí)，學(xué)生將學(xué)會(huì)運(yùn)用邏輯思維分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，提高自己的創(chuàng)新意識(shí)。

3.素質(zhì)培養(yǎng)：通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力。他們將在課堂上積極聽(tīng)講、思考問(wèn)題，并能夠主動(dòng)參與課堂活動(dòng)，提出疑問(wèn)和與他人討論。

4.行為習(xí)慣：學(xué)生將養(yǎng)成較好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，能夠按照預(yù)習(xí)要求自主閱讀資料，思考問(wèn)題，并提交預(yù)習(xí)成果。在課后，學(xué)生將能夠認(rèn)真完成作業(yè)，利用拓展資源進(jìn)行進(jìn)一步學(xué)習(xí)，并進(jìn)行反思總結(jié)。七、板書(shū)設(shè)計(jì)①機(jī)器人協(xié)作概念：在板書(shū)上用簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言和圖示，突出展示機(jī)器人協(xié)作的基本概念，如“協(xié)作編程”、“機(jī)器人協(xié)同工作”等。

②協(xié)作編程技巧：用流程圖或步驟圖的形式，詳細(xì)展示協(xié)作編程的具體技巧和方法，如“分工與協(xié)作”、“數(shù)據(jù)傳遞與同步”等。

③小組討論與實(shí)踐：用圖示和關(guān)鍵詞，突出小組討論和實(shí)踐的重要性，如“小組討論”、“協(xié)作編程實(shí)踐”、“團(tuán)隊(duì)合作”等。

板書(shū)設(shè)計(jì)應(yīng)條理清楚、重點(diǎn)突出、簡(jiǎn)潔明了，以便于學(xué)生理解和記憶。同時(shí)，板書(shū)設(shè)計(jì)應(yīng)具有藝術(shù)性和趣味性，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。例如，可以使用色彩鮮艷的粉筆、圖標(biāo)和可愛(ài)的機(jī)器人插圖，使板書(shū)更加吸引人眼球，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。八、課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)1.課堂小結(jié)

本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了機(jī)器人協(xié)作編程的概念和原理，通過(guò)實(shí)例了解了協(xié)作編程在機(jī)器人編程中的重要性。我們學(xué)習(xí)了使用wedo編程軟件進(jìn)行協(xié)作編程的基本方法，并通過(guò)小組討論和協(xié)作編程實(shí)踐，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力。同時(shí)，我們還了解到協(xié)作編程能夠提高我們的邏輯思維和創(chuàng)新能力。

2.當(dāng)堂檢測(cè)

（1）問(wèn)題回答：請(qǐng)簡(jiǎn)述機(jī)器人協(xié)作編程的概念和重要性。

（2）編程實(shí)踐：根據(jù)課堂所學(xué)的協(xié)作編程方法，編寫(xiě)一段程序，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器人的協(xié)同工作。

（3）小組討論：請(qǐng)結(jié)合你們的協(xié)作編程實(shí)踐，談?wù)勗趫F(tuán)隊(duì)合作中遇到的困難和解決方法。

（4）創(chuàng)新思考：請(qǐng)?zhí)岢鲆粋€(gè)關(guān)于機(jī)器人協(xié)作編程的創(chuàng)新想法，并簡(jiǎn)要說(shuō)明其實(shí)現(xiàn)方法。課后作業(yè)1.編程實(shí)踐：根據(jù)課堂所學(xué)的協(xié)作編程方法，編寫(xiě)一段程序，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器人的協(xié)同工作。要求：程序能夠控制兩個(gè)機(jī)器人進(jìn)行簡(jiǎn)單的協(xié)同動(dòng)作，如同時(shí)前進(jìn)、同時(shí)后退等。

2.創(chuàng)新思考：請(qǐng)?zhí)岢鲆粋€(gè)關(guān)于機(jī)器人協(xié)作編程的創(chuàng)新想法，并簡(jiǎn)要說(shuō)明其實(shí)現(xiàn)方法。要求：創(chuàng)新想法應(yīng)具有一定的實(shí)用性和可行性，實(shí)現(xiàn)方法應(yīng)具體明確。

3.問(wèn)題解決：請(qǐng)針對(duì)課堂所學(xué)的協(xié)作編程技巧，分析并解決以下問(wèn)題：如何在兩個(gè)機(jī)器人之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步？如何在機(jī)器人協(xié)作過(guò)程中避免沖突？

4.小組討論：請(qǐng)結(jié)合你們的協(xié)作編程實(shí)踐，總結(jié)在團(tuán)隊(duì)合作中遇到的困難和解決方法。要求：討論內(nèi)容應(yīng)具體、真實(shí)，體現(xiàn)團(tuán)隊(duì)合作的重要性。

5.拓展學(xué)習(xí)：請(qǐng)查閱相關(guān)資料，了解當(dāng)前機(jī)器人協(xié)作編程領(lǐng)域的最新動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)。要求：整理成一份報(bào)告，字?jǐn)?shù)不少于300字。

例題1：

編程實(shí)踐：編寫(xiě)一段程序，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器人的同步前進(jìn)。

答案：

（1）首先，定義兩個(gè)機(jī)器人對(duì)象，分別命名為Robot1和Robot2。

（2）在程序主循環(huán)中，分別對(duì)Robot1和Robot2對(duì)象調(diào)用前進(jìn)方法。

（3）為了實(shí)現(xiàn)同步，可以設(shè)置一個(gè)全局變量，用于記錄兩個(gè)機(jī)器人前進(jìn)的時(shí)間差。在每次前進(jìn)后，更新這個(gè)時(shí)間差，并調(diào)整下一次前進(jìn)的時(shí)間，使兩個(gè)機(jī)器人始終保持同步。

例題2：

創(chuàng)新思考：設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人足球隊(duì)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人之間的協(xié)作傳球和射門(mén)。

答案：

（1）首先，定義三個(gè)機(jī)器人對(duì)象，分別命名為前鋒、中場(chǎng)和后衛(wèi)。

（2）前鋒負(fù)責(zé)控制球，中場(chǎng)負(fù)責(zé)傳球，后衛(wèi)負(fù)責(zé)防守。

（3）在程序中實(shí)現(xiàn)機(jī)器人之間的通信機(jī)制，使中場(chǎng)能夠?qū)⑶騻鹘o前鋒，前鋒能夠?qū)⑶騻鹘o中場(chǎng)。

（4）前鋒在射門(mén)時(shí)，后衛(wèi)應(yīng)自動(dòng)調(diào)整位置進(jìn)行防守。

例題3：

問(wèn)題解決：如何在兩個(gè)機(jī)器人之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步？

答案：

（1）在兩個(gè)機(jī)器人之間建立通信連接，可以使用無(wú)線通信模塊或其他通信方式。

（2）在通信協(xié)議中定義數(shù)據(jù)同步的格式和協(xié)議，如時(shí)間戳、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)內(nèi)容等。

（3）在程序中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步的發(fā)送和接收機(jī)制，確保兩個(gè)機(jī)器人能夠?qū)崟r(shí)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。

例題4：

小組討論：請(qǐng)結(jié)合你們的協(xié)作編程實(shí)踐，總結(jié)在團(tuán)隊(duì)合作中遇到的困難和解決方法。

答案：

（1）在協(xié)作編程實(shí)踐中，我們遇到了以下困難：溝通不暢、分工不明確、協(xié)作過(guò)程中出現(xiàn)沖突等。

（2）為了解決這些困難，我們采取了以下方法：加強(qiáng)溝通，確保團(tuán)隊(duì)成員之間的信息傳遞暢