2023-2024學(xué)年天津市中小學(xué)生mixly創(chuàng)意編程 第15課 防跌落小車-教學(xué)設(shè)計(jì)

2023-2024學(xué)年天津市中小學(xué)生mixly創(chuàng)意編程第15課防跌落小車-教學(xué)設(shè)計(jì)授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間設(shè)計(jì)思路本課程以“防跌落小車”為主題，旨在通過Mixly創(chuàng)意編程軟件，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)小車運(yùn)動(dòng)控制，并運(yùn)用邏輯思維設(shè)計(jì)程序，實(shí)現(xiàn)小車跌落檢測。課程內(nèi)容與課本中編程基礎(chǔ)緊密關(guān)聯(lián)，注重實(shí)際操作與理論知識相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，學(xué)會用編程邏輯解決問題。

2.增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，通過設(shè)計(jì)防跌落小車提升創(chuàng)意編程能力。

3.提高學(xué)生的合作學(xué)習(xí)意識，通過小組討論和協(xié)作完成任務(wù)。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了基礎(chǔ)的計(jì)算思維和編程知識，了解簡單的邏輯結(jié)構(gòu)和變量使用，具備初步的代碼編寫能力。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣普遍較高，對新鮮事物充滿好奇心，愿意嘗試新技能。能力方面，部分學(xué)生能夠獨(dú)立完成簡單的編程任務(wù)，但整體上編程技能參差不齊。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，有動(dòng)手實(shí)踐型、理論理解型等多種風(fēng)格。

3.學(xué)生可能遇到的困難包括理解復(fù)雜的編程邏輯、調(diào)試程序時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤以及將理論知識應(yīng)用到實(shí)際問題中。此外，對于編程中的邏輯錯(cuò)誤和程序優(yōu)化可能缺乏經(jīng)驗(yàn)和技巧，需要教師耐心引導(dǎo)和指導(dǎo)。教學(xué)資源-軟硬件資源：Mixly創(chuàng)意編程軟件、Arduino或類似開源硬件平臺、編程小車模型、連接線、USB轉(zhuǎn)串口線

-課程平臺：學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

-信息化資源：編程教學(xué)視頻、案例庫、編程教材

-教學(xué)手段：多媒體教學(xué)設(shè)備、實(shí)物演示、小組合作學(xué)習(xí)教學(xué)過程設(shè)計(jì)**導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）**

1.展示一段編程小車跌落檢測的視頻，引發(fā)學(xué)生興趣。

2.提出問題：“如何讓小車在跌落時(shí)停止運(yùn)動(dòng)？”

3.學(xué)生自由討論，分享想法。

4.引導(dǎo)學(xué)生思考編程在生活中的應(yīng)用。

**講授新課（15分鐘）**

1.介紹Mixly編程軟件，展示其界面和功能。

2.講解小車運(yùn)動(dòng)控制的基本原理，包括速度、方向等。

3.引導(dǎo)學(xué)生理解跌落檢測的原理，如重力感應(yīng)器的工作方式。

4.講解如何使用Mixly編寫程序?qū)崿F(xiàn)小車跌落檢測。

**鞏固練習(xí)（10分鐘）**

1.分組練習(xí)，每組分配一輛小車和一套編程材料。

2.學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識，嘗試編寫程序，實(shí)現(xiàn)小車跌落檢測。

3.教師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生在編程過程中遇到的問題。

**課堂提問（5分鐘）**

1.提問：“如何優(yōu)化程序，使小車在跌落時(shí)反應(yīng)更迅速？”

2.學(xué)生討論并分享優(yōu)化方案。

3.教師點(diǎn)評并總結(jié)。

**師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（10分鐘）**

1.教師提問：“編程過程中，你們遇到了哪些困難？”

2.學(xué)生回答，教師針對問題進(jìn)行解答和指導(dǎo)。

3.教師提問：“你們認(rèn)為編程對你們的學(xué)習(xí)有什么幫助？”

4.學(xué)生分享編程帶來的收獲，教師總結(jié)。

**解決問題及核心素養(yǎng)能力的拓展要求（5分鐘）**

1.教師提出一個(gè)實(shí)際問題：“如何讓小車在跌落時(shí)自動(dòng)報(bào)警？”

2.學(xué)生分組討論，嘗試設(shè)計(jì)解決方案。

3.教師點(diǎn)評并總結(jié)，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新思維和問題解決能力的重要性。

**總結(jié)與拓展（5分鐘）**

1.教師總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)編程在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

2.鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)探索編程的樂趣，拓展自己的編程技能。

**教學(xué)雙邊互動(dòng)**

-教師通過提問、討論等方式，引導(dǎo)學(xué)生積極參與課堂活動(dòng)。

-學(xué)生通過動(dòng)手實(shí)踐、小組合作等方式，提升自己的編程能力。

**教學(xué)流程環(huán)節(jié)**

-導(dǎo)入環(huán)節(jié)：5分鐘

-講授新課：15分鐘

-鞏固練習(xí)：10分鐘

-課堂提問：5分鐘

-師生互動(dòng)環(huán)節(jié)：10分鐘

-解決問題及核心素養(yǎng)能力的拓展要求：5分鐘

-總結(jié)與拓展：5分鐘

**用時(shí)總計(jì)：45分鐘**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.編程技能的提升：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠熟練使用Mixly編程軟件，掌握編寫簡單程序的基本技巧，如變量賦值、條件判斷、循環(huán)控制等。

2.計(jì)算思維能力的培養(yǎng)：學(xué)生在設(shè)計(jì)防跌落小車程序的過程中，學(xué)會了將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為程序邏輯，鍛煉了邏輯思維和問題解決能力。

3.創(chuàng)新意識的增強(qiáng)：學(xué)生在課堂討論和小組合作中，提出了多種優(yōu)化程序和解決問題的方案，展現(xiàn)了創(chuàng)新意識和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

4.實(shí)踐操作能力的提高：學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過編寫和調(diào)試程序，掌握了編程小車的實(shí)際操作方法，提高了實(shí)踐操作能力。

5.安全意識的培養(yǎng)：通過學(xué)習(xí)小車跌落檢測，學(xué)生了解到在日常生活中，如何利用科技手段保障自身和他人的安全，增強(qiáng)了安全意識。

6.知識體系的完善：本節(jié)課所涉及的知識點(diǎn)與課本中的編程基礎(chǔ)緊密相關(guān)，學(xué)生通過學(xué)習(xí)，進(jìn)一步鞏固了課本知識，完善了自己的知識體系。

7.信息技術(shù)素養(yǎng)的提升：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，接觸到了Arduino等開源硬件平臺，了解了信息技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，提升了信息技術(shù)素養(yǎng)。

8.交流與合作能力的增強(qiáng)：學(xué)生在小組合作中，學(xué)會了與他人溝通、協(xié)作，共同完成任務(wù)，提高了交流與合作能力。

9.自主學(xué)習(xí)能力的發(fā)展：學(xué)生在遇到問題時(shí)，能夠主動(dòng)查閱資料、請教他人，培養(yǎng)了自主學(xué)習(xí)能力。

10.情感態(tài)度價(jià)值觀的塑造：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，體會到編程的樂趣，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了積極向上的情感態(tài)度價(jià)值觀。作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.完成以下編程任務(wù)，設(shè)計(jì)一個(gè)能夠自動(dòng)停止運(yùn)動(dòng)的小車程序。

-使用Mixly編程軟件，編寫程序控制小車的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)。

-在小車跌落時(shí)，通過重力感應(yīng)器檢測，自動(dòng)停止小車運(yùn)動(dòng)。

-程序應(yīng)具備一定的魯棒性，能夠適應(yīng)不同的跌落角度和力度。

2.分析并優(yōu)化你的程序，提高小車在跌落時(shí)的響應(yīng)速度和準(zhǔn)確性。

-思考如何減少程序延遲，提高小車停止運(yùn)動(dòng)的即時(shí)性。

-考慮如何調(diào)整重力感應(yīng)器的閾值，以更準(zhǔn)確地檢測跌落。

3.編寫一份簡短的報(bào)告，總結(jié)你在編程過程中的發(fā)現(xiàn)和遇到的挑戰(zhàn)，以及如何克服這些挑戰(zhàn)的。

作業(yè)反饋：

1.對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行及時(shí)批改，確保每個(gè)學(xué)生都能得到反饋。

2.評估學(xué)生的程序是否實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的功能，是否能夠準(zhǔn)確檢測跌落并停止小車。

3.檢查學(xué)生的程序代碼是否規(guī)范，是否有良好的編程習(xí)慣，如使用注釋、變量命名清晰等。

4.識別學(xué)生在編程過程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，如邏輯錯(cuò)誤、語法錯(cuò)誤等，并給出具體的修改建議。

5.對于程序優(yōu)化部分，鼓勵(lì)學(xué)生提出創(chuàng)新的想法，并對其進(jìn)行分析和評價(jià)。

6.在報(bào)告中，關(guān)注學(xué)生是否能夠清晰地表達(dá)自己的思路和解決問題的過程。

7.針對每個(gè)學(xué)生的作業(yè)，給出個(gè)性化的反饋，指出他們的優(yōu)點(diǎn)和需要改進(jìn)的地方。

8.鼓勵(lì)學(xué)生在反饋的基礎(chǔ)上進(jìn)行自我修正，并鼓勵(lì)他們在下一節(jié)課上分享自己的改進(jìn)過程。

9.對于表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生，給予肯定和表揚(yáng)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。

10.對于遇到困難的學(xué)生，提供額外的輔導(dǎo)和幫助，確保他們能夠跟上學(xué)習(xí)進(jìn)度。重點(diǎn)題型整理1.**編程任務(wù)：編寫小車前進(jìn)程序**

-**題型描述**：編寫一個(gè)Mixly程序，使小車向前直行。

-**答案示例**：

```python

#設(shè)置小車的速度

car.setSpeed(100)

#讓小車向前直行

car.forward()

```

2.**編程任務(wù)：編寫小車后退程序**

-**題型描述**：編寫一個(gè)Mixly程序，使小車向后直行。

-**答案示例**：

```python

#設(shè)置小車的速度

car.setSpeed(100)

#讓小車向后直行

car.backward()

```

3.**編程任務(wù)：編寫小車左轉(zhuǎn)程序**

-**題型描述**：編寫一個(gè)Mixly程序，使小車向左轉(zhuǎn)。

-**答案示例**：

```python

#設(shè)置小車的速度

car.setSpeed(100)

#讓小車向左轉(zhuǎn)

car.left(90)

```

4.**編程任務(wù)：編寫小車右轉(zhuǎn)程序**

-**題型描述**：編寫一個(gè)Mixly程序，使小車向右轉(zhuǎn)。

-**答案示例**：

```python

#設(shè)置小車的速度

car.setSpeed(100)

#讓小車向右轉(zhuǎn)

car.right(90)

```

5.**編程任務(wù)：編寫小車跌落檢測程序**

-**題型描述**：編寫一個(gè)Mixly程序，當(dāng)小車跌落時(shí)，通過重力感應(yīng)器檢測并停止小車運(yùn)動(dòng)。

-**答案示例**：

```python

#設(shè)置小車的速度

car.setSpeed(100)

#當(dāng)重力感應(yīng)器檢測到跌落時(shí)，停止小車

ifsensor.isTilted():

car.stop()

else:

car.forward()

```

**詳細(xì)補(bǔ)充和說明**：

1.在編寫小車前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的程序時(shí)，需要先設(shè)置小車的速度，然后根據(jù)方向調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)。

2.在編寫跌落檢測程序時(shí)，需要使用重力感應(yīng)器的函數(shù)來檢測小車是否跌落。這里假設(shè)有一個(gè)名為`sensor`的重力感應(yīng)器對象，它有一個(gè)名為`isTilted`的函數(shù)，用于檢測小車是否傾斜。

3.在實(shí)際編程中，可能需要根據(jù)小車的具體型號和編程環(huán)境調(diào)整函數(shù)的調(diào)用和參數(shù)設(shè)置。

4.在編寫程序時(shí)，要注意代碼的可讀性和規(guī)范性，例如使用注釋說明代碼的功能，以及使用有意義的變量名。

5.在調(diào)試程序時(shí)，可以通過觀察