全国中小学信息技术课程教学大赛获奖案例机器人创新活动——《泡泡机的制作(第2课时)》

1、机器人创新活动一一泡泡机的制作（第2课时）一、教学内容分析本课是初三上学期的内容，是江苏凤凰科学技术出版社的初中信息技术九年级第3章第 三节机器人创新活动的内容。本课是根据信息技术教材内容设计的机器人创新系列课程“泡 泡机的制作”的第2课时，这个系列课程根据学生认知规律将整个系列课程分为4课时。第 1课时是完成泡泡机的硬件搭建，第2课时是完成泡泡机的软件编程并在基础功能上实现智 能控制，第3到4课时是总结泡泡机机械机构上的缺陷并进行改良创造设计。本课是让学生 在上一节课搭建好泡泡机硬件部分的基础上，在本课对泡泡机进行软件部分的编程学习，并 让学生在实现泡泡机基本功能的前提下，加入其它的电子元件

2、进行控制，使泡泡机具有一定 的人工智能控制功能。二、学生情况分析1 .学生的知识基础因为考虑到初三的中考压力，所以学校把初三上学期的教学内容提前安排到初二下学 期，教学对象为初二下学期的学生。在前面的学习中，学生己经对电子模块的编程有了一定 的基础，并且掌握了机械模块和电子模块的搭建技巧，具备了在老师的指导下和小组成员独 立完成泡泡机硬件部分的搭建和软件部分编程的能力。2 .学生的学习特点与学习习惯由于我校开展的机器人课程（配合信息技术教材）是基于创客理念的，并不提倡传统 的“灌输”式的授课方式，学生在我的课堂上是学习的主角，他们更愿意通过自己的努力主 动参与探究去获得答案，所以我设计了让学生

3、自主探究的任务。三、教学准备11台计算机（装有scratch for robot）、无线网络、11台泡泡机、11套选定的电子模 块器材。四、教学目标知识与技能1 .理解泡泡机的工作过程与原理。2 .掌握如何通过对舵机和电机的编程实现泡泡机的基础功能（吹泡泡）。3 .引导学生在泡泡机的基础上加入其他电子模块，并对应现实生活中的实际应用情景实现 创意控制。过程与方法1 .通过向学生展现泡泡机实物工作的过程，引导学生理解泡泡机的工作原理,2 .通过小组合作，学生主动地与组员合作探究并完成教师布置的任务。情感态度与价值观通过本节.课来激发学生对科技制作的兴趣，培养学生的逻辑思维能力，并增强学生的探 究

4、意识和创新意识。五、教学重点1 .掌握如何通过对舵机和电机的编程实现泡泡机的基础功能（吹泡泡）。2 .引导学生在泡泡机的基础上加入其他电子模块，并对应现实生活中的实际应用情景实现 创意控制。六、教学难点引导学生在泡泡机的基础上加入其他电子模块，并对应现实生活中的实际应用情景实现 创意控制。七、教学过程教学环节师生活动设计意图新课导入（效果展示）教师：“童年是美好的，在童年的时光里，我们 玩过许多的小游戏，其中许多同学的最爱当属吹泡泡 了，大家想不想再来回味一下童年的时光啊？ ”学生回答：''想教师:“那现在让我们拿起桌上的泡泡杆和哆啦A 梦，大雄一起来吹泡泡吧！”学生拿起桌上的

5、泡泡杆吹泡泡，经过一段音乐以 后教师示意停止。通过视频和演示 吸引学生的注意力， 使课堂教学快速进入 状态，提高课堂效率， 并为接下来的课程内 容做好铺垫。DORAEMON教师：“刚刚同学们都吹得非常happy,那我今天 啊带来了一台吹泡泡神器，能够不断地来吹泡泡，我 把它称之为泡泡机，大家想不想来看一下它的吹泡泡 效果是怎么样的啊？ ”伴着音乐教师向学生演示泡泡机的工作过程。教师：“大家觉得效果怎么样呢？ ”学生：“好”（伴随着鼓掌）教师：“那这在课我将带领大家一起来实现泡泡 机吹泡泡的效果（出示课题，进入“泡泡机的制作” PPT）基础复习（原理分析）教师：“同学们通过刚才的观察，能不能向我

6、描 述一下泡泡机的工作过程？ ”学生回答，教师进行点评。教师：”在这过程中，主要是两个部件发挥了重通过老师的引 导，学生能够理解泡 泡机的原理并复习了 舵机和电机的内容，要的作用，一个是泡泡杆另外一个是风扇。”教师：“大家想一下，是什么控制风扇的转动？ 又是什么来控制泡泡杆的上下移动呢？ ”学生：是电机控制风扇的转动，舵机控制泡泡杆 的上下移动。最后将其运用到编程 中，为接下来能够顺 利完成老师的任务做 好铺垫。（教师根据学生不同的回答进行引导及点评）7教师播放PPT,向学生展示舵机和电机的图片。教师：”在前面的课程中，我们已经学习了舵机 和电机的使用，同学们想一下，为什么风扇要用马达 来控制

7、，而泡泡杆要用舵机来控制呢，能不能交换一 下呢？学生回答，老师进行引导和点评。教师：“电机和舵机都是通过旋转一定的角度来 完成工作的，但不同点是舵机旋转的范围是。到180 度，而电机旋转的范闱是0到360度，全方位的，所 以说舵机移动范围比较小，便于精准、便捷地来控制 泡泡机的角度，而电机360度的旋转就能给风扇提供 足够的风力把泡泡吹出来学生根据老师的 提示主动地去思考程 序的思路，避免了“灌 输式”的教学模式。教师：“那在scratch中，我们应该使用那些语句 来控制舵机和电机的旋转呢？ ”教师展示程序提示的PPT中的舵机和电机语句。 （“舵机是用电子模块中的调整舵机角度的语句，角 度参数

8、取值范围是0180,而电机是用电子模块中的 设置电机转速的语句，转速的取值范围是-255到 255。”）教师：“要实现泡泡机吹泡泡的效果，仅仅靠这 两条语句是不够的，我们还要在程序中加入哪些语 句？学生举手回答。（教师进行引导，触发语句，循 环语句，等待语句）基础编程（编程提示）教师：“接下来，请大家根据老师的提示以小组 合作的方式将这些语句按照一定的顺序组成一个能 够展现泡泡机工作过程的程序，并且连接泡泡机进行 调试。”（连接泡泡机进行测试，但是不使用泡泡溶液）基础编程（小试牛刀）学生以小组合作的方式使用电脑连接泡泡机进 行编程调试，教师巡视了解学生的完成情况。学生通过小组合 作完成编程，并

9、连接 到泡泡机上进行程序 的调试，在此过程中 国不断发现问题，解 决问题。教师通过学 生的完成情况了解学 生问题的所在。基础编程（程序设计）教师：“我通过观察，大部分同学已经完成了任务， 但是还有一些同学在程序设计上存在一定的问题，我 们大家一起来帮他分析问题出在哪里？ ”向学生打开scratch中展示学生常碰到的问题程 序并讲解。教师：”接下来请同学们完成编写泡泡机的程序, 完成程序的设计的同学可以使用泡泡溶液并调整程 序中的参数实现泡泡机吹泡泡的功能。”（使用泡泡溶 液）教师通过将没有 完成学生的程序投影 在屏幕上来帮他们分 析问题的所在，并通 过讲解引导学生去理 解泡泡机工作过程的 编程

10、思想。教师：”完成的同学可以去帮助有困难的同学学生根据老师的分析讲解完善程序，完成布置的没有完成任务的基础编程（完善任务）创意控制（教师引导）同学完善自己的程 序，完成老师布置的 任务。教师通过展示自 己的创意控制想法， 抛砖引玉，为学生在 接下来的操作环行中 创作出高质量的作品 做好铺垫。任务。教师：“同学们都表现不错，完成了老师布置的 任务教师：“刚刚我们是鼠标手动来控制泡泡机的， 同学们来观察一下我是怎么控制另外一台泡泡机 的？ 0 （教师在“新的泡泡机”面前走过时，泡泡机 会自动吹泡泡）（下而有学生反应过来，老师是用了人体红外传 感器。）教师：“大家是不是觉得很神奇，这台泡泡机能 够在

11、我经过的时候自动吹泡泡，其实聪明的同学马上 能反应过来，我是在原来泡泡机的基础上加入了哪一 种传感器来实现这样的功能的？ ”学生回答：“人体红外传感器教师：“我通过将人体红外传感器连接到泡泡机 上并编程实现对泡泡机创意控制的效果教师：“我们在课堂上制作的泡泡机要应用到生 活中去发挥它的功能才会变得更有意义。这台泡泡机 可以放在我们学校门口，同学清晨来学校上课的时候 泡泡机能够自动来吹泡泡欢迎你们0我在原来泡泡机 基础上加入了一个小小的传感器就有了大的妙用。我 在同学们面前的零件盒中放入了超声波、音量、红外 线遥感等三种传感器，接下来同学们发挥你们的创客精神的时间到了，请你们先设计泡泡机在现实生

12、活中 的应用情景然后根据设计的应用情境选择传感器连 接到泡泡机上并进行编程完成创意控制的效果。（有 困难的可参考学习手册的第一页）”创意控制h麻/1创意控制（学生操作）学生进行小组讨论，选择一种传感器并设计实际 应用的情景，将传感器与泡泡机连接，进行软件编程 实现功能，老师巡视学生的完成情况，对于有困难的 小组进行指导。已经完成的小组帮助其他的小组。学生通过小组合 作，充分挖掘自己的 创新实践能力，完成 老师布置的任务，并 培养了学生的合作能 力。创意控制（交流展示）教师：”时间到，同学们完成的怎么样了？工教 师根据学生的回应了解学生的完成情况。教师：“我们请完成的同学上来向大家展示一下 你们

13、的作品与想法？”学生先向教师说明自己的创意控制情景并演示 自己作品的工作效果，老师进行点评。教师：”同学们的表现都非常不错，大部分同学 通过小组合作完成了创意控制任务，没有完成任务的 同学可以下课后再与其他小组的同学进行交流。”完成任务的同学 在展示自己的创意想 法和作品时获得了别 人的肯定，获得一定 的成就感，没有完成 任务的同学通过观看 其他同学展示的作品 也可以了解别人的创 意，便于下课以后与 完成任务的同学交流 并找出自己的问题所 在。课堂总结 （享受成果）教师：“有句话说的好，“实践是检验真理的唯一标 准”，我们通过本节课对泡泡机的使用，发现泡泡机 的结构方面可以进行哪些改进呢？ ”

14、学生回答，教师进行点评。（角度，多加泡泡杆）教师：“同学们的想法都非常好，我们将在下节 课进行泡泡机的创意改进J教师总结本课内容（PPT）o教师：“我们先是通过对电机和舵机内容的复习， 实现了泡泡机吹泡泡的基础功能，然后再通过对超声 波、红外线等传感器的创新应用，实现对泡泡机的创 意控制功能教师：“然而，我更希望同学们通过这节课能够教师通过对本节 课的总结帮助学生回 顾本节课的内容，并 通过最后的情感升华 激发学生对科技制作 的兴趣，增强学生的 创新意识。让学生享受自己 的劳动成果，使其心理上能有极大的满足 感，也增强了对本课 程的兴趣。以创新的思维将我们所学到的知识应用到生活中去, 做到学以

15、致用，发扬出我们小小创客的精神来木课小结，.通过对电机右航机有客的复灯，呢 电电也被泡池的未川”混。2,通过对超产波、秋外转存今敕器的创 薪应用实她对他也机林控酌创意控制“ 恨。I雕或字田子新第三页上的电机心仪的设义对泣 泣，火沟沟效屏的密o»表格。展示并享受成果环节（PPT）。教师：“最后，我有一个提议，让我们以一种特 殊的方式来来结束本课吧，我们每一位同学都应该享 受自己的成果，让我们的每一台泡泡机工作起来吧， 一起吹泡泡再来回味我们的童年时光!”学生的泡泡机工作同时也拿着手中的泡泡杆一 起吹泡泡。伴随着音乐本节课结束。说明：由于时间关系，器材的归纳是在下课以后让学生整理完成的。

16、八、教学反思本课是江苏凤凰科学技术出版社的的初中信息技术9年级第3章第三节机器人创新活动 中的体验机器人创新设计的内容。本课以电机与舵机为突破口，引导学生去理解泡泡机的工 作原理，通过学生的认知规律将课程内容划分两大部分，第一大部分是引导学生理解泡泡机 的工作原理的基础上实现泡泡机吹泡泡的基础功能，第二大部分是在学生完成泡泡机的基础 功能的前提下利用传感器实现泡泡机创意智能控制的效果。通过我在学校多次教授本课，我将其优缺点归纳如下：优点：1、小组合作学习。通过小组分工进行合作交流学习，让学生自主能动根据老师布置的 学习任务通过讨论合作完成。2、创新探究学习。学生通过在完成基础任务的前提下，根据老师的下发的多种传感器 和创新任务提示完成在泡泡机基础上根据创意情境的设计选择传感器加入到泡泡机上实现 创意控制的效果，充分