深圳市青少年宫spike机器人课程 第十三课 椭圆漫步机-教学实录

深圳市青少年宫spike机器人课程第十三课椭圆漫步机-教学实录一、课程背景与目标定位

本节课为深圳市青少年宫spike机器人课程第十三课，主题为“椭圆漫步机”。本课程旨在通过引导学生设计并搭建一个能够模拟椭圆运动轨迹的机器人，让学生深入了解椭圆的性质及其在实际生活中的应用。课程内容与中学数学、物理学科紧密相关，旨在培养学生的空间想象能力、动手操作能力及创新思维。通过本节课的学习，学生将掌握椭圆运动的基本原理，并能运用所学知识解决实际问题。二、学情分析与内容规划

1.学情分析：学生已具备基础的机器人搭建和编程能力，但对椭圆轨迹的理解和运用尚处于初步阶段，需要在实践中加深理解和应用。

2.内容规划：课程将围绕椭圆轨迹的运动原理，设计spike机器人的搭建指导、编程实践和调试优化。首先，通过理论学习椭圆的基本特性和运动规律；其次，指导学生分步搭建椭圆漫步机，并编写相应的控制程序；最后，通过实践操作，调整机器人参数，实现平滑的椭圆运动。三、学习者分析

1.学生已经掌握了基础的机器人搭建知识，能够理解简单的编程逻辑，并熟悉了spike机器人的基本操作和功能。在数学方面，学生对椭圆的基本概念和性质有了一定的了解，但在应用层面尚需提升。

2.学生对机器人制作和编程具有浓厚的兴趣，他们善于动手实践，喜欢通过操作来学习新知识。在学习能力上，学生具备良好的逻辑思维和问题解决能力，但个别学生在空间想象力和抽象思维方面存在差异。学习风格上，学生偏好互动式和体验式学习，对理论知识的接受程度相对较低。

3.学生可能遇到的困难和挑战包括：对椭圆运动原理的深入理解，将理论知识转化为实际操作的能力，以及在调试机器人时可能遇到的技术问题。此外，团队合作中的沟通和协调也可能成为挑战之一。四、教学资源

1.硬件资源：spike机器人套装、计算机设备、电子传感器、电机及连接线等。

2.软件资源：spike编程软件、椭圆轨迹模拟软件。

3.课程平台：青少年宫spike机器人教学平台。

4.信息化资源：教学PPT、椭圆轨迹相关教学视频、编程示例代码。

5.教学手段：小组讨论、演示教学、任务驱动、问题导向学习。五、教学过程设计

1.情境导入（5分钟）

内容：教师通过展示一段spike机器人模拟椭圆运动的视频，引导学生关注椭圆轨迹的特点，并提出问题：“同学们，你们知道这个机器人是如何实现椭圆运动的吗？椭圆运动在现实生活中有哪些应用？”通过这种方式激发学生的兴趣和好奇心，为后续的新知探索打下基础。

2.新知探索（20分钟）

内容：教师首先通过PPT介绍椭圆的定义、性质及其运动规律，引导学生理解椭圆运动的基本概念。接着，教师引导学生学习spike机器人的基本组件和功能，以及如何使用编程软件编写控制程序。在这一环节，教师可以设置一些简单的编程任务，让学生动手实践，加深对椭圆运动的理解。

在新知探索过程中，教师将学生分成小组，每组分配一个spike机器人套装。教师引导学生按照教材指导，分步搭建椭圆漫步机。在搭建过程中，教师会巡回指导，解答学生的问题，并确保每个学生都能参与到搭建过程中。

3.互动体验（15分钟）

内容：在椭圆漫步机搭建完成后，教师组织学生进行编程实践。教师提供一段示例代码，并引导学生根据椭圆运动的规律，修改代码中的参数，使机器人能够实现平滑的椭圆运动。在实践过程中，学生可以互相观察、讨论和交流，共同解决问题。

在互动体验环节，教师会设置一些挑战性的任务，如改变椭圆的大小、调整运动速度等，让学生在实践中探索和发现椭圆运动的特点。同时，教师会鼓励学生发挥创意，设计出具有自己特色的椭圆漫步机。

4.实践应用（5分钟）

内容：在实践应用环节，教师组织学生进行展示和评价。每组学生展示自己的椭圆漫步机，并简要介绍设计思路和调试过程。其他学生对其进行评价，提出改进意见。教师根据学生的展示和评价，总结本节课的学习成果，并布置课后作业：让学生结合所学知识，思考椭圆运动在现实生活中的其他应用。

通过实践应用环节，学生能够将所学知识应用到实际生活中，提高解决问题的能力。同时，展示和评价活动也有助于培养学生的表达能力和团队协作精神。六、教学反思

这节课通过椭圆漫步机的搭建和编程，让学生深刻理解了椭圆运动原理。看到学生们能够将理论知识转化为实际操作，我感到非常欣慰。但在教学过程中，我也发现了一些不足之处，比如部分学生在编程时遇到困难，需要更多个别指导。另外，课堂时间分配上，互动体验环节略显紧张，未来我会调整时间安排，确保每个学生都有足够的实践机会。我会继续优化教学方法，让学生在轻松愉快的氛围中学习更多知识。七、教学资源与技术支持

教学资源库：

-课件资源：制作包含椭圆定义、性质、应用案例等内容的PPT课件，以及spike机器人搭建和编程的步骤演示。

-案例库：收集不同类型的椭圆应用实例，如行星运动、椭圆齿轮等，以及相应的spike机器人项目案例。

-视频资源：录制椭圆运动原理讲解视频、spike机器人搭建和编程教学视频，以及学生操作演示视频。

-文章资源：整理关于椭圆轨迹在工程和自然界中应用的科普文章，以及spike机器人相关技术文章。

在线学习平台：

-远程教学：利用青少年宫spike机器人教学平台进行远程教学，发布课程通知、教学资料和作业。

-互动交流：设置在线论坛和即时通讯工具，方便学生提问、讨论和分享经验。

-学习跟踪：通过平台记录学生的学习进度、作业完成情况和测试成绩，以便教师跟踪教学效果。

技术支持：

-硬件保障：定期检查和维护spike机器人套装，确保所有设备功能正常，满足教学需求。

-软件更新：及时更新spike编程软件和相关教学资源，保证教学内容的最新性。

-网络环境：确保网络连接稳定，保障在线学习平台的流畅运行。

-技术培训：为教师提供spike机器人编程和教学平台的操作培训，以及必要的技术支持服务。

-安全保障：加强网络安全措施，保护教学资源不受侵害，确保学生个人信息的安全。

教学资源和技术支持的有效整合，能够极大地提升教学质量和学生的学习体验。通过以上措施，教师能够更加高效地备课和教学，学生也能够在自主学习和协作探究中更好地掌握知识。八、作业布置与反馈

作业布置：

1.理论作业：要求学生复习椭圆的定义、性质和运动规律，并撰写一篇短文，阐述椭圆运动在生活中的应用，以及如何将椭圆运动原理应用到spike机器人的编程中。

2.实践作业：学生需要根据课堂所学，独立编写一个spike机器人的控制程序，实现椭圆轨迹的运动。要求程序中包含变量调整，以改变椭圆的大小和运动速度。

3.创新作业：鼓励学生发挥创意，设计一个基于椭圆轨迹的新颖spike机器人项目，并绘制出项目的设计草图和预期效果。

作业反馈：

在作业批改过程中，我重点关注了学生对于椭圆运动原理的理解程度以及编程实践的能力。以下是对学生作业的反馈：

1.理论作业反馈：大多数学生能够准确描述椭圆的基本性质，但在阐述椭圆运动应用方面，部分学生的理解不够深入，未能充分联系生活实际。对于这些学生，我给出了具体的改进建议，鼓励他们通过查阅资料或观察生活，找到更多椭圆运动的应用实例。

2.实践作业反馈：学生在编程实践方面的表现参差不齐。一些学生能够顺利实现椭圆轨迹的运动，但在变量调整上存在困难。我针对这些问题进行了个别指导，提供了一些调试技巧，并鼓励他们在实践中不断尝试和优化。

3.创新作业反馈：创新作业展现了学生的创造力和想象力。大部分学生能够提出有趣的想法，但部分设计缺乏可行性。我对每个项目都给出了具体的评价和建议，强调在创意设计的同时，也要考虑实际操作的可能性和技术限制。九、结语

同学们，今天我们一起探索了椭圆的世界，不仅了解了椭圆的性质，还亲自动手制作了椭圆漫步机。通