深圳市青少年宮spike機器人課程 第十三課 橢圓漫步機-教學實錄

深圳市青少年宮spike機器人課程第十三課橢圓漫步機-教學實錄一、課程背景與目標定位

本節(jié)課為深圳市青少年宮spike機器人課程第十三課，主題為“橢圓漫步機”。本課程旨在通過引導學生設計并搭建一個能夠模擬橢圓運動軌跡的機器人，讓學生深入了解橢圓的性質(zhì)及其在實際生活中的應用。課程內(nèi)容與中學數(shù)學、物理學科緊密相關(guān)，旨在培養(yǎng)學生的空間想象能力、動手操作能力及創(chuàng)新思維。通過本節(jié)課的學習，學生將掌握橢圓運動的基本原理，并能運用所學知識解決實際問題。二、學情分析與內(nèi)容規(guī)劃

1.學情分析：學生已具備基礎的機器人搭建和編程能力，但對橢圓軌跡的理解和運用尚處于初步階段，需要在實踐中加深理解和應用。

2.內(nèi)容規(guī)劃：課程將圍繞橢圓軌跡的運動原理，設計spike機器人的搭建指導、編程實踐和調(diào)試優(yōu)化。首先，通過理論學習橢圓的基本特性和運動規(guī)律；其次，指導學生分步搭建橢圓漫步機，并編寫相應的控制程序；最后，通過實踐操作，調(diào)整機器人參數(shù)，實現(xiàn)平滑的橢圓運動。三、學習者分析

1.學生已經(jīng)掌握了基礎的機器人搭建知識，能夠理解簡單的編程邏輯，并熟悉了spike機器人的基本操作和功能。在數(shù)學方面，學生對橢圓的基本概念和性質(zhì)有了一定的了解，但在應用層面尚需提升。

2.學生對機器人制作和編程具有濃厚的興趣，他們善于動手實踐，喜歡通過操作來學習新知識。在學習能力上，學生具備良好的邏輯思維和問題解決能力，但個別學生在空間想象力和抽象思維方面存在差異。學習風格上，學生偏好互動式和體驗式學習，對理論知識的接受程度相對較低。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)包括：對橢圓運動原理的深入理解，將理論知識轉(zhuǎn)化為實際操作的能力，以及在調(diào)試機器人時可能遇到的技術(shù)問題。此外，團隊合作中的溝通和協(xié)調(diào)也可能成為挑戰(zhàn)之一。四、教學資源

1.硬件資源：spike機器人套裝、計算機設備、電子傳感器、電機及連接線等。

2.軟件資源：spike編程軟件、橢圓軌跡模擬軟件。

3.課程平臺：青少年宮spike機器人教學平臺。

4.信息化資源：教學PPT、橢圓軌跡相關(guān)教學視頻、編程示例代碼。

5.教學手段：小組討論、演示教學、任務驅(qū)動、問題導向?qū)W習。五、教學過程設計

1.情境導入（5分鐘）

內(nèi)容：教師通過展示一段spike機器人模擬橢圓運動的視頻，引導學生關(guān)注橢圓軌跡的特點，并提出問題：“同學們，你們知道這個機器人是如何實現(xiàn)橢圓運動的嗎？橢圓運動在現(xiàn)實生活中有哪些應用？”通過這種方式激發(fā)學生的興趣和好奇心，為后續(xù)的新知探索打下基礎。

2.新知探索（20分鐘）

內(nèi)容：教師首先通過PPT介紹橢圓的定義、性質(zhì)及其運動規(guī)律，引導學生理解橢圓運動的基本概念。接著，教師引導學生學習spike機器人的基本組件和功能，以及如何使用編程軟件編寫控制程序。在這一環(huán)節(jié)，教師可以設置一些簡單的編程任務，讓學生動手實踐，加深對橢圓運動的理解。

在新知探索過程中，教師將學生分成小組，每組分配一個spike機器人套裝。教師引導學生按照教材指導，分步搭建橢圓漫步機。在搭建過程中，教師會巡回指導，解答學生的問題，并確保每個學生都能參與到搭建過程中。

3.互動體驗（15分鐘）

內(nèi)容：在橢圓漫步機搭建完成后，教師組織學生進行編程實踐。教師提供一段示例代碼，并引導學生根據(jù)橢圓運動的規(guī)律，修改代碼中的參數(shù)，使機器人能夠?qū)崿F(xiàn)平滑的橢圓運動。在實踐過程中，學生可以互相觀察、討論和交流，共同解決問題。

在互動體驗環(huán)節(jié)，教師會設置一些挑戰(zhàn)性的任務，如改變橢圓的大小、調(diào)整運動速度等，讓學生在實踐中探索和發(fā)現(xiàn)橢圓運動的特點。同時，教師會鼓勵學生發(fā)揮創(chuàng)意，設計出具有自己特色的橢圓漫步機。

4.實踐應用（5分鐘）

內(nèi)容：在實踐應用環(huán)節(jié)，教師組織學生進行展示和評價。每組學生展示自己的橢圓漫步機，并簡要介紹設計思路和調(diào)試過程。其他學生對其進行評價，提出改進意見。教師根據(jù)學生的展示和評價，總結(jié)本節(jié)課的學習成果，并布置課后作業(yè)：讓學生結(jié)合所學知識，思考橢圓運動在現(xiàn)實生活中的其他應用。

通過實踐應用環(huán)節(jié)，學生能夠?qū)⑺鶎W知識應用到實際生活中，提高解決問題的能力。同時，展示和評價活動也有助于培養(yǎng)學生的表達能力和團隊協(xié)作精神。六、教學反思

這節(jié)課通過橢圓漫步機的搭建和編程，讓學生深刻理解了橢圓運動原理?？吹綄W生們能夠?qū)⒗碚撝R轉(zhuǎn)化為實際操作，我感到非常欣慰。但在教學過程中，我也發(fā)現(xiàn)了一些不足之處，比如部分學生在編程時遇到困難，需要更多個別指導。另外，課堂時間分配上，互動體驗環(huán)節(jié)略顯緊張，未來我會調(diào)整時間安排，確保每個學生都有足夠的實踐機會。我會繼續(xù)優(yōu)化教學方法，讓學生在輕松愉快的氛圍中學習更多知識。七、教學資源與技術(shù)支持

教學資源庫：

-課件資源：制作包含橢圓定義、性質(zhì)、應用案例等內(nèi)容的PPT課件，以及spike機器人搭建和編程的步驟演示。

-案例庫：收集不同類型的橢圓應用實例，如行星運動、橢圓齒輪等，以及相應的spike機器人項目案例。

-視頻資源：錄制橢圓運動原理講解視頻、spike機器人搭建和編程教學視頻，以及學生操作演示視頻。

-文章資源：整理關(guān)于橢圓軌跡在工程和自然界中應用的科普文章，以及spike機器人相關(guān)技術(shù)文章。

在線學習平臺：

-遠程教學：利用青少年宮spike機器人教學平臺進行遠程教學，發(fā)布課程通知、教學資料和作業(yè)。

-互動交流：設置在線論壇和即時通訊工具，方便學生提問、討論和分享經(jīng)驗。

-學習跟蹤：通過平臺記錄學生的學習進度、作業(yè)完成情況和測試成績，以便教師跟蹤教學效果。

技術(shù)支持：

-硬件保障：定期檢查和維護spike機器人套裝，確保所有設備功能正常，滿足教學需求。

-軟件更新：及時更新spike編程軟件和相關(guān)教學資源，保證教學內(nèi)容的最新性。

-網(wǎng)絡環(huán)境：確保網(wǎng)絡連接穩(wěn)定，保障在線學習平臺的流暢運行。

-技術(shù)培訓：為教師提供spike機器人編程和教學平臺的操作培訓，以及必要的技術(shù)支持服務。

-安全保障：加強網(wǎng)絡安全措施，保護教學資源不受侵害，確保學生個人信息的安全。

教學資源和技術(shù)支持的有效整合，能夠極大地提升教學質(zhì)量和學生的學習體驗。通過以上措施，教師能夠更加高效地備課和教學，學生也能夠在自主學習和協(xié)作探究中更好地掌握知識。八、作業(yè)布置與反饋

作業(yè)布置：

1.理論作業(yè)：要求學生復習橢圓的定義、性質(zhì)和運動規(guī)律，并撰寫一篇短文，闡述橢圓運動在生活中的應用，以及如何將橢圓運動原理應用到spike機器人的編程中。

2.實踐作業(yè)：學生需要根據(jù)課堂所學，獨立編寫一個spike機器人的控制程序，實現(xiàn)橢圓軌跡的運動。要求程序中包含變量調(diào)整，以改變橢圓的大小和運動速度。

3.創(chuàng)新作業(yè)：鼓勵學生發(fā)揮創(chuàng)意，設計一個基于橢圓軌跡的新穎spike機器人項目，并繪制出項目的設計草圖和預期效果。

作業(yè)反饋：

在作業(yè)批改過程中，我重點關(guān)注了學生對于橢圓運動原理的理解程度以及編程實踐的能力。以下是對學生作業(yè)的反饋：

1.理論作業(yè)反饋：大多數(shù)學生能夠準確描述橢圓的基本性質(zhì)，但在闡述橢圓運動應用方面，部分學生的理解不夠深入，未能充分聯(lián)系生活實際。對于這些學生，我給出了具體的改進建議，鼓勵他們通過查閱資料或觀察生活，找到更多橢圓運動的應用實例。

2.實踐作業(yè)反饋：學生在編程實踐方面的表現(xiàn)參差不齊。一些學生能夠順利實現(xiàn)橢圓軌跡的運動，但在變量調(diào)整上存在困難。我針對這些問題進行了個別指導，提供了一些調(diào)試技巧，并鼓勵他們在實踐中不斷嘗試和優(yōu)化。

3.創(chuàng)新作業(yè)反饋：創(chuàng)新作業(yè)展現(xiàn)了學生的創(chuàng)造力和想象力。大部分學生能夠提出有趣的想法，但部分設計缺乏可行性。我對每個項目都給出了具體的評價和建議，強調(diào)在創(chuàng)意設計的同時，也要考慮實際操作的可能性和技術(shù)限制。九、結(jié)語

同學們，今天我們一起探索了橢圓的世界，不僅了解了橢圓的性質(zhì)，還親自動手制作了橢圓漫步機。通