深圳市青少年宮spike機器人課程 第三課 360°風扇（教學設計）

深圳市青少年宮spike機器人課程第三課360°風扇（教學設計）學校授課教師課時授課班級授課地點教具設計思路本課以深圳市青少年宮spike機器人課程為背景，針對第三課“360°風扇”內(nèi)容，結(jié)合課本知識，設計一堂互動性強、實踐性高的示范課。課程圍繞風扇的制作與控制，讓學生掌握編程技能，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和動手能力。通過實際操作，讓學生體驗科技魅力，激發(fā)學習興趣。核心素養(yǎng)目標培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識，通過機器人編程實踐，提升邏輯思維和問題解決能力。強化信息意識，理解程序與機器行為的關系。發(fā)展實踐能力，掌握機器人制作與控制的基本技能。培養(yǎng)合作意識，在團隊協(xié)作中提升溝通與協(xié)作能力。學習者分析1.學生已經(jīng)掌握了哪些相關知識：

學生在進入本課程前，已經(jīng)初步學習了基本的編程概念和機器人基礎知識。他們能夠識別機器人組件，了解簡單的編程邏輯，如順序、條件判斷和循環(huán)等。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：

學生對科技和機器人充滿好奇，學習興趣濃厚。他們在操作實踐中表現(xiàn)出較強的動手能力，能夠快速適應新的學習任務。學習風格上，部分學生偏好直觀操作，而另一些學生則更傾向于邏輯思考和計劃性學習。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

學生在編程邏輯和代碼編寫上可能存在困難，特別是在理解復雜程序流程和控制邏輯時。此外，對于初次接觸機器人組裝的學生來說，組裝過程可能需要一定的耐心和細致操作。團隊合作中，溝通不暢和分工不明確也可能成為挑戰(zhàn)。教學方法與策略1.采用講授與實驗相結(jié)合的教學方法，通過講解風扇控制原理，引導學生理解編程邏輯。

2.設計角色扮演活動，讓學生分組模擬機器人操作，提高實踐操作能力。

3.利用游戲化教學，通過編程挑戰(zhàn)和競賽，激發(fā)學生的學習興趣和競爭意識。

4.運用多媒體教學，展示風扇制作過程和編程步驟，幫助學生直觀理解課程內(nèi)容。教學過程設計1.導入新課（5分鐘）

目標：引起學生對360°風扇的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道什么是360°風扇嗎？它在我們的生活中有什么作用？”

展示一些關于360°風扇的圖片或視頻片段，讓學生初步感受360°風扇的魅力或特點。

簡短介紹360°風扇的基本概念和重要性，為接下來的學習打下基礎。

2.360°風扇基礎知識講解（10分鐘）

目標：讓學生了解360°風扇的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解360°風扇的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構。

詳細介紹360°風扇的組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學生理解。

3.360°風扇案例分析（20分鐘）

目標：通過具體案例，讓學生深入了解360°風扇的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的360°風扇案例進行分析。

詳細介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學生全面了解360°風扇的多樣性或復雜性。

引導學生思考這些案例對實際生活或?qū)W習的影響，以及如何應用360°風扇解決實際問題。

小組討論：讓學生分組討論360°風扇的未來發(fā)展或改進方向，并提出創(chuàng)新性的想法或建議。

4.學生小組討論（10分鐘）

目標：培養(yǎng)學生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學生分成若干小組，每組選擇一個與360°風扇相關的主題進行深入討論。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學生的表達能力，同時加深全班對360°風扇的認識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學生和教師對展示內(nèi)容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結(jié)各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強調(diào)360°風扇的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學習內(nèi)容，包括360°風扇的基本概念、組成部分、案例分析等。

強調(diào)360°風扇在現(xiàn)實生活或?qū)W習中的價值和作用，鼓勵學生進一步探索和應用360°風扇。

7.課后作業(yè)布置（5分鐘）

目標：鞏固學習效果，提高學生的實踐能力。

過程：

布置課后作業(yè)：讓學生設計一個簡單的360°風扇控制程序，并嘗試在實際的spike機器人上運行。

要求學生記錄操作步驟和遇到的問題，并在下節(jié)課上分享他們的經(jīng)驗和解決方案。

8.課堂延伸活動（5分鐘）

目標：激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，拓展知識面。

過程：

提出一個與360°風扇相關的創(chuàng)新挑戰(zhàn)，如設計一個節(jié)能的360°風扇控制系統(tǒng)。

鼓勵學生發(fā)揮想象力，提出自己的設計方案，并簡要說明設計思路。學生學習效果學生學習效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.知識掌握：

學生通過本課程的學習，能夠熟練掌握360°風扇的基本原理和構造，了解風扇的運作機制，包括電機控制、傳動系統(tǒng)等。

2.技能提升：

學生在課程實踐中，學會了如何使用spike機器人的編程軟件進行編程，掌握了編寫控制風扇旋轉(zhuǎn)角度和速度的代碼。此外，學生還學會了如何進行簡單的故障排除和系統(tǒng)調(diào)試。

3.創(chuàng)新能力：

學生在小組討論和課堂展示環(huán)節(jié)中，提出了許多創(chuàng)新性的設計方案，如節(jié)能控制、智能調(diào)整風速等，展現(xiàn)了良好的創(chuàng)新思維。

4.問題解決能力：

學生在面對風扇控制中的問題時，能夠運用所學知識進行分析，提出解決方案，并通過實驗驗證其可行性。

5.團隊合作能力：

在小組討論和項目實施過程中，學生學會了如何與他人溝通、分工合作，共同完成任務，提高了團隊協(xié)作能力。

6.實踐操作能力：

學生通過實際操作，掌握了機器人組裝和編程的基本技能，為今后學習更復雜的機器人項目奠定了基礎。

7.學習興趣：

通過本課程的學習，學生對機器人編程和科技產(chǎn)生了濃厚的興趣，激發(fā)了進一步探索相關領域的動力。

8.信息技術素養(yǎng)：

學生在課程中接觸到了編程、控制等信息技術，提高了對信息技術的理解和應用能力。

9.邏輯思維能力：

在編程過程中，學生需要分析問題、設計算法，這有助于提高他們的邏輯思維能力。

10.自主學習能力：

學生在課程結(jié)束后，能夠自主查閱資料，解決遇到的問題，提高了自主學習能力。板書設計①360°風扇基本原理

-風扇構造

-電機控制

-傳動系統(tǒng)

②編程控制要點

-編程軟件介紹

-代碼編寫規(guī)范

-邏輯流程圖

③實驗與操作步驟

-機器人組裝步驟

-編程調(diào)試方法

-故障排除技巧

④案例分析

-典型案例展示

-案例背景分析

-案例應用總結(jié)

⑤小組討論與展示

-主題選擇

-討論要點

-展示技巧

⑥課堂小結(jié)

-課程內(nèi)容回顧

-重點知識強調(diào)

-學習效果總結(jié)課堂小結(jié)，當堂檢測課堂小結(jié)：

1.回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強調(diào)360°風扇的基本原理、編程控制要點和實驗操作步驟。

2.總結(jié)學生在課堂上的學習成果，包括知識掌握、技能提升、創(chuàng)新能力、問題解決能力等方面的進步。

3.強調(diào)團隊合作和自主學習的重要性，鼓勵學生在課后繼續(xù)探索和實踐。

4.提醒學生關注課堂展示和討論環(huán)節(jié)的亮點和不足，為今后的學習提供改進方向。

當堂檢測：

1.知識點回顧：

-提問學生360°風扇的定義和主要組成部分。

-考察學生對電機控制、傳動系統(tǒng)等基本原理的理解。

2.編程技能檢測：

-讓學生編寫一段簡單的代碼，控制風扇旋轉(zhuǎn)角度和速度。

-檢查學生是否能夠正確使用編程軟件和代碼編寫規(guī)范。

3.實驗操作檢測：

-觀察學生在機器人組裝過程中的操作技巧，如螺絲擰緊、電路連接等。

-檢查學生是否能夠熟練進行編程調(diào)試和故障排除。

4.案例分析檢測：

-提問學生對案例的分析能力，包括背景、特點和意義。

-考察學生是否能夠運用所學知識解決實際問題。

5.團隊合作檢測：

-觀察學生在小組討論和展示環(huán)節(jié)的表現(xiàn)，如溝通、分工、協(xié)作等。

-檢查學生是否能夠有效進行團隊合作，共同完成任務。

6.自主學習能力檢測：

-詢問學生在課后如何自主學習和解決問題。

-考察學生是否能夠運用所學知識解決實際問題，并提出創(chuàng)新性的想法。

檢測結(jié)束后，教師對學生的表現(xiàn)進行點評和反饋，針對存在的問題提出改進建議。同時，鼓勵學生在課后繼續(xù)鞏固所學知識，提高自己的實踐能力和創(chuàng)新能力。典型例題講解1.例題：

編寫一段代碼，使spike機器人的360°風扇以每秒旋轉(zhuǎn)30°的速度連續(xù)旋轉(zhuǎn)180°。

答案：

```python

fromspike.controlimportMotor

fan_motor=Motor(Port.B)

fan_motor.set_speed(30)

for_inrange(180/30):

fan_motor.run_for_seconds(1)

```

2.例題：

編寫代碼，控制spike機器人的360°風扇在5秒內(nèi)從靜止加速到每秒旋轉(zhuǎn)60°。

答案：

```python

fromspike.controlimportMotor

fan_motor=Motor(Port.B)

forspeedinrange(0,60):

fan_motor.set_speed(speed)

fan_motor.run_for_seconds(0.1)

```

3.例題：

如果360°風扇的旋轉(zhuǎn)速度是每秒45°，編寫代碼使風扇在3秒內(nèi)旋轉(zhuǎn)到270°。

答案：

```python

fromspike.controlimportMotor

fan_motor=Motor(Port.B)

fan_motor.set_speed(45)

fan_motor.run_for_seconds(3)

```

4.例題：

編寫代碼，使spike機器人的360°風扇先逆時針旋轉(zhuǎn)90°，然后停止，再順時針旋轉(zhuǎn)90°，最后停止。

答案：

```python

fromspike.controlimportMotor

fan_motor=Motor(Port.B)

fan_motor.run_for_seconds(1)

fan_motor.stop()

fan_motor.run_for_seconds(2)

fan_motor.stop()

```

5.例題：

如果360°風扇的旋轉(zhuǎn)速度是每秒3