深圳市青少年宮spike機(jī)器人課程 第三十四課 海盜船-教學(xué)設(shè)計(jì)

深圳市青少年宮spike機(jī)器人課程第三十四課海盜船-教學(xué)設(shè)計(jì)科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）深圳市青少年宮spike機(jī)器人課程第三十四課海盜船-教學(xué)設(shè)計(jì)教材分析一、教材分析：“深圳市青少年宮spike機(jī)器人課程第三十四課海盜船-教學(xué)設(shè)計(jì)”。本課以spike機(jī)器人套件為工具，旨在讓學(xué)生通過(guò)搭建和編程，制作一個(gè)能夠模擬海盜船搖擺運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人模型。課程內(nèi)容與小學(xué)四年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知水平相符，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生了解海盜船的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及運(yùn)動(dòng)原理，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。課程設(shè)計(jì)緊密圍繞教材，結(jié)合實(shí)際操作，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握機(jī)器人搭建和編程的基本技能。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析二、核心素養(yǎng)目標(biāo)分析：本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新實(shí)踐素養(yǎng)和科學(xué)精神。通過(guò)海盜船模型的搭建與編程，學(xué)生將提升信息獲取、處理能力，鍛煉問(wèn)題解決和邏輯思維技巧。在創(chuàng)新實(shí)踐中，學(xué)生將運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)和調(diào)試，培養(yǎng)動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維。同時(shí)，課程還將激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)的興趣，培養(yǎng)其探究精神和科學(xué)態(tài)度，為終身學(xué)習(xí)和未來(lái)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了spike機(jī)器人的基本搭建方法，了解了簡(jiǎn)單的編程邏輯和傳感器使用。

2.學(xué)生對(duì)機(jī)器人制作和編程表現(xiàn)出濃厚的興趣，具備一定的動(dòng)手能力和邏輯思維能力，喜歡通過(guò)實(shí)踐學(xué)習(xí)，傾向于直觀和互動(dòng)的學(xué)習(xí)風(fēng)格。

3.學(xué)生可能在搭建過(guò)程中遇到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的困難，編程時(shí)可能面臨理解程序邏輯和調(diào)試程序的挑戰(zhàn)。此外，團(tuán)隊(duì)協(xié)作時(shí)可能會(huì)有溝通和協(xié)調(diào)上的問(wèn)題。教學(xué)資源-SpikePrime機(jī)器人套件

-編程軟件

-教學(xué)用大屏幕或投影儀

-教學(xué)輔助文檔

-實(shí)踐操作手冊(cè)

-互動(dòng)討論平臺(tái)

-課堂管理軟件教學(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)發(fā)布預(yù)習(xí)資料，包括海盜船的運(yùn)動(dòng)原理介紹和spike機(jī)器人相關(guān)組件的使用說(shuō)明。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題：設(shè)計(jì)問(wèn)題如“海盜船是如何搖擺的？”和“你認(rèn)為哪些傳感器和馬達(dá)可以用來(lái)模擬海盜船的運(yùn)動(dòng)？”

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過(guò)平臺(tái)跟蹤學(xué)生預(yù)習(xí)情況，及時(shí)提供反饋。

學(xué)生活動(dòng)：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生閱讀資料，理解海盜船的物理原理和spike機(jī)器人的功能。

-思考預(yù)習(xí)問(wèn)題：學(xué)生針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行思考，嘗試提出解決方案。

-提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將預(yù)習(xí)筆記和問(wèn)題提交至平臺(tái)。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)學(xué)生自主探索，發(fā)展獨(dú)立思考能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺(tái)進(jìn)行資源分享和進(jìn)度監(jiān)控。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

-導(dǎo)入新課：通過(guò)播放海盜船搖擺的視頻，引起學(xué)生興趣。

-講解知識(shí)點(diǎn)：講解spike機(jī)器人的搭建和編程要點(diǎn)。

-組織課堂活動(dòng)：分組進(jìn)行海盜船模型的搭建和編程實(shí)踐。

-解答疑問(wèn)：針對(duì)學(xué)生操作中的問(wèn)題提供即時(shí)幫助。

學(xué)生活動(dòng)：

-聽講并思考：學(xué)生跟隨老師的講解，思考如何實(shí)現(xiàn)海盜船的運(yùn)動(dòng)。

-參與課堂活動(dòng)：學(xué)生分組合作，完成海盜船模型的搭建和編程。

-提問(wèn)與討論：學(xué)生在實(shí)踐中遇到問(wèn)題時(shí)，向老師提問(wèn)并參與討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：講解機(jī)器人搭建和編程的基礎(chǔ)知識(shí)。

-實(shí)踐活動(dòng)法：通過(guò)實(shí)際操作，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。

-合作學(xué)習(xí)法：促進(jìn)學(xué)生之間的交流與合作。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

-布置作業(yè)：布置與海盜船模型相關(guān)的編程挑戰(zhàn)。

-提供拓展資源：提供拓展閱讀材料，如機(jī)器人編程進(jìn)階指南。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行批改，提供反饋。

學(xué)生活動(dòng)：

-完成作業(yè)：根據(jù)課堂學(xué)習(xí)，完成課后編程挑戰(zhàn)。

-拓展學(xué)習(xí)：利用提供的資源，深入學(xué)習(xí)機(jī)器人編程知識(shí)。

-反思總結(jié)：總結(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程，提出改進(jìn)措施。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)學(xué)生自主完成作業(yè)，發(fā)展自我學(xué)習(xí)能力。

-反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生反思學(xué)習(xí)過(guò)程，提升學(xué)習(xí)效率。

本節(jié)課的重點(diǎn)是讓學(xué)生理解和掌握spike機(jī)器人搭建和編程的基本技能，難點(diǎn)在于如何通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)海盜船的搖擺運(yùn)動(dòng)，以及如何在團(tuán)隊(duì)協(xié)作中有效溝通。通過(guò)以上教學(xué)實(shí)施過(guò)程，學(xué)生能夠逐步克服這些難點(diǎn)，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.知識(shí)掌握方面：通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠熟練掌握spike機(jī)器人套件的搭建方法，理解海盜船運(yùn)動(dòng)原理，并能夠運(yùn)用編程軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單的程序編寫。他們能夠獨(dú)立完成海盜船模型的搭建，并通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)其搖擺運(yùn)動(dòng)。此外，學(xué)生對(duì)傳感器的使用和功能有了更深入的了解，能夠靈活運(yùn)用各種傳感器來(lái)優(yōu)化機(jī)器人性能。

2.技能提升方面：學(xué)生在動(dòng)手搭建和編程過(guò)程中，提高了動(dòng)手操作能力和問(wèn)題解決能力。他們?cè)诿鎸?duì)搭建和編程中的挑戰(zhàn)時(shí)，能夠通過(guò)嘗試和調(diào)試來(lái)找到解決問(wèn)題的方法。同時(shí)，學(xué)生的邏輯思維能力和創(chuàng)新能力也得到了鍛煉，他們能夠提出自己的想法并嘗試實(shí)現(xiàn)。

3.團(tuán)隊(duì)協(xié)作方面：在小組合作完成海盜船模型的搭建和編程時(shí)，學(xué)生學(xué)會(huì)了如何與同伴有效溝通和協(xié)作。他們能夠在團(tuán)隊(duì)中分配任務(wù)，共同解決問(wèn)題，并在討論中互相學(xué)習(xí)和啟發(fā)。這種合作經(jīng)驗(yàn)有助于學(xué)生培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神和協(xié)作能力。

4.科學(xué)探究方面：學(xué)生在探究海盜船運(yùn)動(dòng)原理和機(jī)器人編程過(guò)程中，學(xué)會(huì)了如何提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證結(jié)果。他們能夠運(yùn)用科學(xué)方法來(lái)解決問(wèn)題，并對(duì)科學(xué)探究產(chǎn)生了更濃厚的興趣。

5.自主學(xué)習(xí)能力方面：通過(guò)預(yù)習(xí)和課后拓展學(xué)習(xí)，學(xué)生養(yǎng)成了自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。他們能夠主動(dòng)查找資料，理解新知識(shí)，并在學(xué)習(xí)過(guò)程中進(jìn)行自我監(jiān)督和評(píng)估。

6.學(xué)習(xí)態(tài)度方面：學(xué)生在完成海盜船模型的搭建和編程任務(wù)后，對(duì)自己的成就感到自豪，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)信心。他們對(duì)待學(xué)習(xí)的態(tài)度變得更加積極，愿意接受新的挑戰(zhàn)。

7.創(chuàng)新意識(shí)方面：學(xué)生在設(shè)計(jì)海盜船模型時(shí)，能夠發(fā)揮自己的創(chuàng)意，嘗試不同的設(shè)計(jì)方案和編程策略。這種創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)對(duì)于他們將來(lái)的學(xué)習(xí)和工作具有重要意義。

8.信息素養(yǎng)方面：學(xué)生在使用編程軟件和在線資源進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)，提高了信息素養(yǎng)。他們能夠有效地搜索和篩選信息，利用技術(shù)工具來(lái)支持自己的學(xué)習(xí)。

總體來(lái)說(shuō)，學(xué)生在本節(jié)課中不僅掌握了spike機(jī)器人搭建和編程的基礎(chǔ)知識(shí)，而且在多方面取得了顯著的學(xué)習(xí)效果。他們不僅提高了專業(yè)技能，還增強(qiáng)了自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和科學(xué)探究能力。這些學(xué)習(xí)效果將為學(xué)生的未來(lái)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。板書設(shè)計(jì)①海盜船運(yùn)動(dòng)原理

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：海盜船搖擺的物理原理（擺動(dòng)周期、動(dòng)力與阻力等）

-重點(diǎn)詞：擺動(dòng)、周期、動(dòng)力、阻力

②Spike機(jī)器人搭建與編程

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：spike機(jī)器人組件功能及搭建方法、編程邏輯

-重點(diǎn)詞：傳感器、馬達(dá)、編程指令

③實(shí)踐操作要點(diǎn)

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：海盜船模型搭建步驟、編程調(diào)試技巧

-重點(diǎn)詞：搭建步驟、調(diào)試、優(yōu)化課后作業(yè)1.編程實(shí)踐題

請(qǐng)根據(jù)課堂上學(xué)到的知識(shí)，編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的程序，使spike機(jī)器人模擬海盜船的搖擺運(yùn)動(dòng)。要求在程序中包含至少兩種傳感器的作用，并說(shuō)明傳感器在模擬中的作用是什么。

參考答案：使用加速度傳感器來(lái)檢測(cè)海盜船的搖擺幅度，使用旋轉(zhuǎn)傳感器來(lái)控制搖擺周期。程序中，通過(guò)加速度傳感器的數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，使搖擺幅度保持一致；通過(guò)旋轉(zhuǎn)傳感器來(lái)控制搖擺的周期，確保搖擺的穩(wěn)定性。

2.設(shè)計(jì)創(chuàng)新題

設(shè)計(jì)一個(gè)spike機(jī)器人項(xiàng)目，該項(xiàng)目能夠模擬一個(gè)真實(shí)世界中的物理現(xiàn)象。請(qǐng)描述你的設(shè)計(jì)思路，包括所需材料、搭建步驟和編程邏輯。

參考答案：設(shè)計(jì)一個(gè)模擬地球自轉(zhuǎn)的機(jī)器人。使用spike機(jī)器人套件中的大型馬達(dá)和旋轉(zhuǎn)傳感器，搭建一個(gè)能夠旋轉(zhuǎn)的地球模型。編程時(shí)，設(shè)置馬達(dá)以恒定速度旋轉(zhuǎn)，模擬地球自轉(zhuǎn)的速度。使用LED燈模擬極光，根據(jù)地球自轉(zhuǎn)的位置點(diǎn)亮或熄滅。

3.分析理解題

閱讀以下關(guān)于spike機(jī)器人傳感器使用說(shuō)明的段落，回答問(wèn)題：為什么在模擬海盜船搖擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，使用傳感器是必要的？

“在spike機(jī)器人編程中，傳感器提供了與外部環(huán)境交互的方式。它們可以檢測(cè)光照、溫度、距離、聲音等環(huán)境因素，并將這些信息反饋給中央處理器，以便機(jī)器人做出相應(yīng)的反應(yīng)?！?/p>

參考答案：在模擬海盜船搖擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，使用傳感器是必要的，因?yàn)閭鞲衅骺梢詫?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海盜船的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如搖擺幅度和速度。這些數(shù)據(jù)對(duì)于調(diào)整馬達(dá)的輸出，以保持搖擺運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性和真實(shí)感至關(guān)重要。

4.應(yīng)用拓展題

請(qǐng)結(jié)合本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，設(shè)想一種spike機(jī)器人在教育領(lǐng)域的其他應(yīng)用場(chǎng)景，并簡(jiǎn)要說(shuō)明其教育價(jià)值。

參考答案：spike機(jī)器人可以應(yīng)用于模擬生態(tài)系統(tǒng)。學(xué)生可以搭建一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)模型，包括植物、動(dòng)物和自然環(huán)境。通過(guò)編程機(jī)器人，模擬生態(tài)系統(tǒng)中物種間的相互作用，如食物鏈和生物循環(huán)。這種應(yīng)用場(chǎng)景有助于學(xué)生理解生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性和物種間的關(guān)系，具有很高的教育價(jià)值。

5.團(tuán)隊(duì)協(xié)作題

假設(shè)你所在的團(tuán)隊(duì)正在參與一個(gè)spike機(jī)器人編程競(jìng)賽，你們的任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)能夠在限定時(shí)間內(nèi)完成特定任務(wù)