2023-2024學年天津市中小學生mixly創(chuàng)意編程 第20課 單巡線小車-教學設計

2023-2024學年天津市中小學生mixly創(chuàng)意編程第20課單巡線小車-教學設計學校授課教師課時授課班級授課地點教具教學內(nèi)容教材章節(jié)：第20課單巡線小車

內(nèi)容：本節(jié)課通過學習mixly創(chuàng)意編程，引導學生設計并控制單巡線小車進行直線和曲線行駛。課程內(nèi)容包括小車的基本結(jié)構(gòu)、傳感器功能、編程指令以及調(diào)試方法。通過實際操作，使學生掌握mixly創(chuàng)意編程的基本操作，提高學生的邏輯思維和動手能力。核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生的計算思維、問題解決和創(chuàng)新實踐能力。學生將通過編程學習，提升邏輯推理和算法設計能力，增強對人工智能和編程技術的興趣。同時，通過實際操作，學生將學會合作交流，培養(yǎng)動手實踐和解決問題的能力，為未來科技發(fā)展打下堅實基礎。重點難點及解決辦法重點：

1.單巡線小車的工作原理和傳感器應用

2.Mixly編程環(huán)境的基本操作和指令運用

難點：

1.傳感器數(shù)據(jù)讀取與處理

2.編程邏輯的編寫和調(diào)試

解決辦法：

1.通過實際操作演示傳感器的工作原理，結(jié)合案例講解傳感器數(shù)據(jù)讀取與處理方法。

2.采用逐步分解的方法，先讓學生熟悉Mixly編程環(huán)境的基本操作，再逐步引入編程邏輯的編寫。對于編程難點，提供參考代碼和逐步調(diào)試指導，幫助學生突破難點。此外，組織小組討論，鼓勵學生互相幫助，共同解決問題。教學資源準備1.教材：確保每位學生擁有《mixly創(chuàng)意編程》教材，包含本節(jié)課所需的學習資料。

2.輔助材料：準備與單巡線小車相關的圖片、圖表、教學視頻等多媒體資源，以輔助學生理解傳感器工作原理和編程邏輯。

3.實驗器材：準備單巡線小車、傳感器、連接線等實驗器材，并確保其完整性和安全性。

4.教室布置：設置分組討論區(qū)，安排實驗操作臺，為小組合作和實驗操作提供便利。教學過程設計一、導入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.創(chuàng)設情境：展示單巡線小車在實際生活中的應用場景，如物流、家庭自動化等。

2.提出問題：引導學生思考如何通過編程控制小車進行巡線，激發(fā)學生的學習興趣和求知欲。

二、講授新課（15分鐘）

1.傳感器工作原理：講解紅外傳感器的工作原理，包括發(fā)射和接收信號的原理。

2.Mixly編程環(huán)境：介紹Mixly編程環(huán)境的基本操作，包括代碼編寫、編譯、上傳等。

3.編程指令：講解與單巡線小車相關的編程指令，如前進、后退、轉(zhuǎn)彎等。

4.傳感器數(shù)據(jù)讀取與處理：講解如何讀取傳感器數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)編寫程序控制小車。

三、鞏固練習（10分鐘）

1.學生分組：將學生分成小組，每組一個單巡線小車。

2.實踐操作：指導學生根據(jù)所學知識，編寫程序控制小車進行直線和曲線行駛。

3.小組討論：各小組分享編程經(jīng)驗，討論遇到的問題和解決方法。

四、課堂提問（5分鐘）

1.提問：詢問學生是否理解傳感器數(shù)據(jù)讀取與處理的方法。

2.回答：學生回答問題，教師點評并解答疑問。

五、師生互動環(huán)節(jié)（10分鐘）

1.教師提問：針對單巡線小車編程中的難點，提出問題，引導學生思考和討論。

2.學生回答：學生積極回答問題，展示自己的編程思路和解決方案。

3.教師點評：教師點評學生的回答，指出優(yōu)點和不足，并給予指導。

六、核心素養(yǎng)拓展（5分鐘）

1.計算思維：引導學生思考如何將實際問題轉(zhuǎn)化為編程問題，培養(yǎng)計算思維能力。

2.問題解決：鼓勵學生面對編程中的困難，積極尋找解決方案，提高問題解決能力。

七、總結(jié)與作業(yè)布置（5分鐘）

1.總結(jié)：回顧本節(jié)課所學內(nèi)容，強調(diào)重點和難點。

2.作業(yè)布置：布置課后作業(yè)，要求學生完成單巡線小車編程練習，鞏固所學知識。

教學時間：45分鐘學生學習效果學生學習效果

1.理解單巡線小車的工作原理：通過本節(jié)課的學習，學生能夠理解紅外傳感器的工作原理，以及如何利用傳感器數(shù)據(jù)來控制小車的行駛軌跡。

2.掌握Mixly編程技能：學生在學習過程中，熟悉了Mixly編程環(huán)境的基本操作，包括代碼編寫、編譯和上傳等，能夠獨立完成簡單的編程任務。

3.編程邏輯的應用：學生學會了如何根據(jù)編程指令編寫程序，實現(xiàn)對小車前進、后退、轉(zhuǎn)彎等動作的控制，提高了邏輯思維和編程能力。

4.解決問題的能力：在面對編程中的困難時，學生通過小組討論和教師的指導，能夠分析問題、尋找解決方案，培養(yǎng)了問題解決能力。

5.創(chuàng)新實踐能力：學生通過設計和編程控制小車進行巡線，將理論知識與實際操作相結(jié)合，提高了創(chuàng)新實踐能力。

6.團隊合作精神：在小組合作完成編程任務的過程中，學生學會了溝通、協(xié)作，培養(yǎng)了團隊合作精神。

7.跨學科知識融合：通過本節(jié)課的學習，學生將物理、數(shù)學等學科知識應用于編程實踐，實現(xiàn)了跨學科知識的融合。

8.激發(fā)學習興趣：學生在學習過程中，對Mixly編程和單巡線小車產(chǎn)生了濃厚的興趣，為后續(xù)的學習奠定了基礎。

9.提高動手能力：學生在實際操作中，學會了如何調(diào)試程序、連接電路，提高了動手能力和實際操作技能。

10.培養(yǎng)自主學習能力：學生在完成課后作業(yè)的過程中，能夠主動查閱資料、解決問題，培養(yǎng)了自主學習能力。教學反思與總結(jié)今天的課，我覺得整體來說還是挺成功的。首先，我想說的是，孩子們的參與度非常高，他們對于單巡線小車的編程學習表現(xiàn)出了濃厚的興趣。這讓我感到很欣慰，因為這是我們教學目標的一個重要部分——激發(fā)學生的學習興趣。

在教學過程中，我嘗試了幾個新的教學方法。比如，我引入了一些實際生活中的案例，讓孩子們看到編程不僅僅是理論知識，還能應用于實際中。我發(fā)現(xiàn)這樣的教學方法很有效，孩子們在討論和實踐中學習得更加投入。

但是，當然也有一些地方我覺得可以改進。比如說，在講解傳感器數(shù)據(jù)讀取與處理的部分，我發(fā)現(xiàn)有些學生還是不太理解。這可能是因為這部分內(nèi)容比較抽象，我可能需要更加直觀的方式來講解，比如通過實際操作或者更具體的例子來幫助他們理解。

另外，課堂上的互動環(huán)節(jié)，雖然孩子們很活躍，但我感覺有時候討論的時間可能有點長，導致一些教學內(nèi)容沒有足夠的時間深入講解。我需要在未來的教學中更好地平衡討論和講解的時間。

學生的表現(xiàn)也是我反思的一個重點。大部分學生都能按照要求完成編程任務，但是也有少數(shù)學生在調(diào)試程序時遇到了困難。這讓我意識到，我們需要提供更多的個別輔導，幫助那些需要額外幫助的學生。

在教學總結(jié)方面，我覺得學生們在知識上有了很大的收獲。他們不僅學會了如何編寫控制小車行駛的程序，還了解了傳感器的工作原理。在技能上，他們的編程能力和問題解決能力都有了顯著的提升。在情感態(tài)度上，他們對編程的興趣和自信也有所增強。

針對教學中存在的問題，我提出以下改進措施：

1.對于抽象概念，我計劃采用更多直觀的教學方法，比如實驗演示、實物操作等。

2.我會優(yōu)化課堂時間管理，確保每個環(huán)節(jié)都能得到充分的時間，同時保持課堂的活躍度。

3.提供更多的個別輔導，尤其是對于那些在編程過程中遇到困難的學生。

4.定期進行教學評估，根據(jù)學生的反饋調(diào)整教學內(nèi)容和方法。課后作業(yè)1.**編程任務**：設計一個程序，使單巡線小車能夠沿著設定的曲線行駛。要求使用Mixly編程環(huán)境，利用紅外傳感器檢測地面上的黑色線條，并使小車根據(jù)線條的位置進行相應的轉(zhuǎn)彎動作。

**答案示例**：

```

//Mixly代碼示例

setup(){

//初始化傳感器

}

loop(){

//讀取紅外傳感器值

intsensorValue=readSensor();

//根據(jù)傳感器值控制小車轉(zhuǎn)向

if(sensorValue<300){//假設小于300為黑色線條

turnRight();

}else{

goStraight();

}

}

```

2.**調(diào)試練習**：給出一組傳感器值和期望的小車行為，讓學生根據(jù)這些數(shù)據(jù)調(diào)試程序，使小車能夠按照預期行駛。

**答案示例**：

```

//傳感器值和期望行為

sensorValues=[200,350,150,250,400];

expectedActions=['goStraight','turnLeft','goStraight','turnRight','goStraight'];

//Mixly代碼示例

for(inti=0;i<sensorValues.length;i++){

intsensorValue=sensorValues[i];

if(sensorValue<300){

turnLeft();

}else{

goStraight();

}

//等待一段時間模擬實際行駛

delay(1000);

}

```

3.**擴展編程**：編寫一個程序，使單巡線小車能夠在遇到障礙物時停止，并在障礙物移開后繼續(xù)行駛。

**答案示例**：

```

//Mixly代碼示例

setup(){

//初始化傳感器和障礙物檢測模塊

}

loop(){

//檢測是否有障礙物

if(detectObstacle()){

stop();

}else{

//繼續(xù)巡線行駛

intsensorValue=readSensor();

if(sensorValue<300){

turnRight();

}else{

goStraight();

}

}

}

```

4.**問題解決**：假設紅外傳感器出現(xiàn)了故障，無法正確讀取地面信息。設計一個程序，使小車能夠在沒有傳感器的情況下通過其他方式繼續(xù)行駛。

**答案示例**：

```

//Mixly代碼示例

setup(){

//初始化備用傳感器或檢測機制

}

loop(){

//使用備用傳感器或檢測機制

if(alternativeSensor()){

//根據(jù)備用信息控制小車

}else{

//無法行駛，執(zhí)行安全操作

stop();

}

}

```

5.**創(chuàng)意編程**：設計一個程序，使單巡線小車能夠在行駛過程中進行簡單的避障和跟隨動作，模擬現(xiàn)實生活中的智能機器人。

**答案示例**：

```

//Mixly代碼示例

setup(){

//初始化所有必要的傳感器和模塊

}

loop(){

//檢測前方是否有障礙物

if(detectObstacle()){

turnLeft();

}else{

//檢測后方是否有跟隨目標

if(detectFollowingTarget()){

turnRight();

}else{

goStraight();

}

}

}

```教學評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：學生在課堂上的參與度非常高，對于單巡線小車的編程學習表現(xiàn)出了極大的熱情。大部分學生在課堂練習中能夠按照要求完成編程任務，展現(xiàn)出良好的編程能力和邏輯思維能力。

2.小組討論成果展示：在小組討論環(huán)節(jié)，學生們能夠積極交流，共同解決問題。每個小組都展示了他們的編程成果，包括小車的基本控制、傳感器數(shù)據(jù)的讀取和處理等。這種合作學習的方式不僅提高了學生的溝通能力，也增強了他們的團隊協(xié)作精神。

3.隨堂測試：通過隨堂測試，我發(fā)現(xiàn)學生對傳感器工作原理和Mixly編程指令的理解程度較好。但在編程邏輯的編寫和調(diào)試方面，部分學生還存在一些困難。這表明在今后的教學中，需要加強對編程邏輯的講解和練習。

4.學生自評與互評：在課程結(jié)束后，我引導學生進行了自我評價和互評。學生們能夠客觀地評價自己的學習成果，同時也給出了對同伴的反饋。這種評價方式有助于學生反思自己的學習過程，提高自我認知能力。

5.教師評價與反饋：針對學生在課堂上的表現(xiàn)，我提出以下評價與反饋：

-對編程基礎較好的學生，鼓勵他們嘗試更復雜的編程任務，如增加小車避障功能。

-對編程基礎較弱的學生，提供個