深圳市青少年宫spike机器人课程 第三十四课 海盗船-教学设计VIP

深圳市青少年宫spike机器人课程第三十四课海盗船-教学设计科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）深圳市青少年宫spike机器人课程第三十四课海盗船-教学设计教材分析一、教材分析：“深圳市青少年宫spike机器人课程第三十四课海盗船-教学设计”。本课以spike机器人套件为工具，旨在让学生通过搭建和编程，制作一个能够模拟海盗船摇摆运动的机器人模型。课程内容与小学四年级学生的认知水平相符，通过引导学生了解海盗船的结构特点及运动原理，培养学生的逻辑思维、创新能力和团队协作精神。课程设计紧密围绕教材，结合实际操作，让学生在实践中掌握机器人搭建和编程的基本技能。核心素养目标分析二、核心素养目标分析：本节课旨在培养学生的信息素养、创新实践素养和科学精神。通过海盗船模型的搭建与编程，学生将提升信息获取、处理能力，锻炼问题解决和逻辑思维技巧。在创新实践中，学生将运用所学知识进行创造性的设计和调试，培养动手能力和创新思维。同时，课程还将激发学生对科学技术的兴趣，培养其探究精神和科学态度，为终身学习和未来发展奠定基础。学习者分析1.学生已经掌握了spike机器人的基本搭建方法，了解了简单的编程逻辑和传感器使用。

2.学生对机器人制作和编程表现出浓厚的兴趣，具备一定的动手能力和逻辑思维能力，喜欢通过实践学习，倾向于直观和互动的学习风格。

3.学生可能在搭建过程中遇到结构设计上的困难，编程时可能面临理解程序逻辑和调试程序的挑战。此外，团队协作时可能会有沟通和协调上的问题。教学资源-SpikePrime机器人套件

-编程软件

-教学用大屏幕或投影仪

-教学辅助文档

-实践操作手册

-互动讨论平台

-课堂管理软件教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台发布预习资料，包括海盗船的运动原理介绍和spike机器人相关组件的使用说明。

-设计预习问题：设计问题如“海盗船是如何摇摆的？”和“你认为哪些传感器和马达可以用来模拟海盗船的运动？”

-监控预习进度：通过平台跟踪学生预习情况，及时提供反馈。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生阅读资料，理解海盗船的物理原理和spike机器人的功能。

-思考预习问题：学生针对问题进行思考，尝试提出解决方案。

-提交预习成果：学生将预习笔记和问题提交至平台。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：鼓励学生自主探索，发展独立思考能力。

-信息技术手段：利用在线平台进行资源分享和进度监控。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过播放海盗船摇摆的视频，引起学生兴趣。

-讲解知识点：讲解spike机器人的搭建和编程要点。

-组织课堂活动：分组进行海盗船模型的搭建和编程实践。

-解答疑问：针对学生操作中的问题提供即时帮助。

学生活动：

-听讲并思考：学生跟随老师的讲解，思考如何实现海盗船的运动。

-参与课堂活动：学生分组合作，完成海盗船模型的搭建和编程。

-提问与讨论：学生在实践中遇到问题时，向老师提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：讲解机器人搭建和编程的基础知识。

-实践活动法：通过实际操作，加深对知识点的理解。

-合作学习法：促进学生之间的交流与合作。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：布置与海盗船模型相关的编程挑战。

-提供拓展资源：提供拓展阅读材料，如机器人编程进阶指南。

-反馈作业情况：对学生的作业进行批改，提供反馈。

学生活动：

-完成作业：根据课堂学习，完成课后编程挑战。

-拓展学习：利用提供的资源，深入学习机器人编程知识。

-反思总结：总结学习过程，提出改进措施。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：鼓励学生自主完成作业，发展自我学习能力。

-反思总结法：引导学生反思学习过程，提升学习效率。

本节课的重点是让学生理解和掌握spike机器人搭建和编程的基本技能，难点在于如何通过编程实现海盗船的摇摆运动，以及如何在团队协作中有效沟通。通过以上教学实施过程，学生能够逐步克服这些难点，达到教学目标。学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握方面：通过本节课的学习，学生能够熟练掌握spike机器人套件的搭建方法，理解海盗船运动原理，并能够运用编程软件进行简单的程序编写。他们能够独立完成海盗船模型的搭建，并通过编程实现其摇摆运动。此外，学生对传感器的使用和功能有了更深入的了解，能够灵活运用各种传感器来优化机器人性能。

2.技能提升方面：学生在动手搭建和编程过程中，提高了动手操作能力和问题解决能力。他们在面对搭建和编程中的挑战时，能够通过尝试和调试来找到解决问题的方法。同时，学生的逻辑思维能力和创新能力也得到了锻炼，他们能够提出自己的想法并尝试实现。

3.团队协作方面：在小组合作完成海盗船模型的搭建和编程时，学生学会了如何与同伴有效沟通和协作。他们能够在团队中分配任务，共同解决问题，并在讨论中互相学习和启发。这种合作经验有助于学生培养团队精神和协作能力。

4.科学探究方面：学生在探究海盗船运动原理和机器人编程过程中，学会了如何提出假设、设计实验和验证结果。他们能够运用科学方法来解决问题，并对科学探究产生了更浓厚的兴趣。

5.自主学习能力方面：通过预习和课后拓展学习，学生养成了自主学习的习惯。他们能够主动查找资料，理解新知识，并在学习过程中进行自我监督和评估。

6.学习态度方面：学生在完成海盗船模型的搭建和编程任务后，对自己的成就感到自豪，增强了学习信心。他们对待学习的态度变得更加积极，愿意接受新的挑战。

7.创新意识方面：学生在设计海盗船模型时，能够发挥自己的创意，尝试不同的设计方案和编程策略。这种创新意识的培养对于他们将来的学习和工作具有重要意义。

8.信息素养方面：学生在使用编程软件和在线资源进行学习时，提高了信息素养。他们能够有效地搜索和筛选信息，利用技术工具来支持自己的学习。

总体来说，学生在本节课中不仅掌握了spike机器人搭建和编程的基础知识，而且在多方面取得了显著的学习效果。他们不仅提高了专业技能，还增强了自主学习能力、团队协作能力和科学探究能力。这些学习效果将为学生的未来发展打下坚实的基础。板书设计①海盗船运动原理

-重点知识点：海盗船摇摆的物理原理（摆动周期、动力与阻力等）

-重点词：摆动、周期、动力、阻力

②Spike机器人搭建与编程

-重点知识点：spike机器人组件功能及搭建方法、编程逻辑

-重点词：传感器、马达、编程指令

③实践操作要点

-重点知识点：海盗船模型搭建步骤、编程调试技巧

-重点词：搭建步骤、调试、优化课后作业1.编程实践题

请根据课堂上学到的知识，编写一个简单的程序，使spike机器人模拟海盗船的摇摆运动。要求在程序中包含至少两种传感器的作用，并说明传感器在模拟中的作用是什么。

参考答案：使用加速度传感器来检测海盗船的摇摆幅度，使用旋转传感器来控制摇摆周期。程序中，通过加速度传感器的数据来调整马达的转速，使摇摆幅度保持一致；通过旋转传感器来控制摇摆的周期，确保摇摆的稳定性。

2.设计创新题

设计一个spike机器人项目，该项目能够模拟一个真实世界中的物理现象。请描述你的设计思路，包括所需材料、搭建步骤和编程逻辑。

参考答案：设计一个模拟地球自转的机器人。使用spike机器人套件中的大型马达和旋转传感器，搭建一个能够旋转的地球模型。编程时，设置马达以恒定速度旋转，模拟地球自转的速度。使用LED灯模拟极光，根据地球自转的位置点亮或熄灭。

3.分析理解题

阅读以下关于spike机器人传感器使用说明的段落，回答问题：为什么在模拟海盗船摇摆运动时，使用传感器是必要的？

“在spike机器人编程中，传感器提供了与外部环境交互的方式。它们可以检测光照、温度、距离、声音等环境因素，并将这些信息反馈给中央处理器，以便机器人做出相应的反应。”

参考答案：在模拟海盗船摇摆运动时，使用传感器是必要的，因为传感器可以实时监测海盗船的运动状态，如摇摆幅度和速度。这些数据对于调整马达的输出，以保持摇摆运动的稳定性和真实感至关重要。

4.应用拓展题

请结合本节课所学内容，设想一种spike机器人在教育领域的其他应用场景，并简要说明其教育价值。

参考答案：spike机器人可以应用于模拟生态系统。学生可以搭建一个生态系统模型，包括植物、动物和自然环境。通过编程机器人，模拟生态系统中物种间的相互作用，如食物链和生物循环。这种应用场景有助于学生理解生态系统的复杂性和物种间的关系，具有很高的教育价值。

5.团队协作题

假设你所在的团队正在参与一个spike机器人编程竞赛，你们的任务是设计一个能够在限定时间内完成特定任务