小学五年级机器人编程课 6.《投石机》教学设计

小学五年级机器人编程课6.《投石机》教学设计学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容分析1.本节课的主要教学内容：小学五年级机器人编程课《投石机》教学设计，主要包括投石机的基本原理、编程实现以及实战演练。

2.教学内容与学生已有知识的联系：本节课与教材中的《机器人编程基础》章节相关联，学生需要掌握基础的编程知识，如顺序结构、循环结构等。同时，本节课还将涉及到数学中的几何知识，如三角函数等。核心素养目标分析本节课旨在培养学生的计算思维、问题解决能力和创新实践能力。学生将通过编程实现投石机，锻炼逻辑思维和算法设计能力。同时，通过团队协作完成项目，提升沟通协作和团队精神。此外，学生将学习如何将数学知识应用于实际问题，增强数学应用意识和实践能力。重点难点及解决办法重点：

1.投石机原理的理解：重点在于学生能够理解投石机的物理原理，包括力、角度和距离的关系。

2.编程逻辑的运用：学生需要掌握如何将物理原理转化为编程逻辑，实现投石机的精确控制。

难点：

1.复杂编程逻辑的构建：学生可能难以构建复杂的编程逻辑来模拟投石机的运动轨迹。

2.调试与优化：在实际编程过程中，学生可能需要多次调试和优化程序，以实现理想的投掷效果。

解决办法：

1.通过实际操作和实验，让学生直观感受投石机的运动原理，结合课本中的物理知识进行讲解。

2.采用分步骤的教学方法，逐步引导学生构建编程逻辑，同时提供示例代码和模板。

3.鼓励学生进行小组讨论和合作，共同解决问题。在遇到调试难题时，提供指导性的调试步骤和优化策略。

4.利用在线资源或软件工具，帮助学生模拟和测试程序，减少调试过程中的试错次数。教学资源-软硬件资源：机器人编程教学平台、编程控制器、机器人套件、电脑或平板电脑。

-课程平台：学校或地区的机器人编程教学管理系统。

-信息化资源：在线编程教程、教学视频、编程示例代码库。

-教学手段：实物演示、互动教学软件、编程挑战任务卡。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。例如，提前一天发布关于投石机原理的介绍视频和基本编程概念的解释文档。

-设计预习问题：围绕《投石机》编程课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考。如：“如何根据目标距离和角度计算投石机的发射力度？”

-监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。例如，通过查看学生的在线学习记录和提交的预习成果来评估预习情况。

学生活动：

-自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解投石机的基本原理和编程概念。

-思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。例如，学生可以提交一份关于投石机原理的简报。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

-帮助学生提前了解《投石机》编程课题，为课堂学习做好准备。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过故事、案例或视频等方式，引出《投石机》编程课题，激发学生的学习兴趣。例如，播放一段关于古代投石机的视频。

-讲解知识点：详细讲解投石机的编程逻辑，结合实例帮助学生理解。例如，讲解如何使用三角函数计算角度和力度。

-组织课堂活动：设计小组讨论、角色扮演、实验等活动，让学生在实践中掌握编程技能。例如，让学生分组设计并测试不同的投石机编程方案。

-解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。

学生活动：

-听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：积极参与小组讨论、角色扮演、实验等活动，体验编程知识的应用。

-提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解编程逻辑。

-实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握编程技能。

-合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解编程逻辑，掌握《投石机》编程技能。

-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：根据《投石机》编程课题，布置适量的课后作业，巩固学习效果。例如，让学生设计一个能够根据不同距离自动调整角度的投石机程序。

-提供拓展资源：提供与《投石机》编程相关的拓展资源（如书籍、网站、视频等），供学生进一步学习。例如，推荐一些高级编程技巧的教程。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。例如，指出学生程序中的错误并提供改进建议。

学生活动：

-完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

-拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

-反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的编程知识点和技能。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。拓展与延伸六、拓展与延伸

1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

-《机器人编程入门》：介绍基础的机器人编程概念和技巧，适合初学者。

-《编程思维训练》：通过一系列编程挑战，提升学生的逻辑思维和问题解决能力。

-《Python编程：从入门到实践》：详细讲解Python编程语言，适合有一定编程基础的学生。

-《机器人编程项目实战》：提供多个机器人编程项目案例，帮助学生将所学知识应用于实际。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

-学生可以尝试使用不同的编程语言实现投石机程序，如Python、Scratch等。

-鼓励学生研究不同类型的机器人，了解其工作原理和编程方法。

-引导学生关注机器人编程领域的最新动态，如人工智能、物联网等。

-组织学生参加机器人编程竞赛或活动，提升编程技能和团队合作能力。

3.拓展知识点：

-机器人编程基础：学习不同编程语言的基本语法和编程结构。

-机器人传感器应用：了解各种传感器的工作原理和应用场景。

-机器人控制算法：研究PID控制、模糊控制等算法在机器人控制中的应用。

-机器人视觉与导航：学习机器人视觉系统、SLAM（同步定位与地图构建）等知识。

-机器人编程项目实战：通过实际项目，提升编程技能和问题解决能力。

4.实用性强的拓展活动：

-设计一个能够自动调整投石机角度和力度的程序，实现远程控制。

-利用机器人编程，设计一个自动清理垃圾的机器人，提升环保意识。

-通过编程，实现一个智能停车场管理系统，提高停车效率。

-利用机器人编程，设计一个自动跟随的机器人，提升学生的编程和创新能力。

5.培养学生的综合素质：

-通过机器人编程，培养学生的逻辑思维、创新能力和团队合作精神。

-引导学生关注社会热点问题，利用机器人技术解决实际问题。

-培养学生的动手能力和实践能力，为未来的职业发展打下基础。

-提升学生的信息素养，适应信息化社会的发展需求。课堂小结，当堂检测课堂小结：

1.本节课通过《投石机》的编程学习，我们了解了机器人编程的基本原理和应用场景。学生掌握了如何将物理原理转化为编程逻辑，实现机器人的精确控制。

2.在课程过程中，学生们通过小组合作和实际操作，学习了如何运用编程技巧解决实际问题。通过讨论和交流，学生们的团队协作能力和沟通能力得到了提升。

3.学生们学习了如何通过调试和优化程序，实现机器人的稳定运行。这一过程中，学生们培养了耐心和解决问题的能力。

4.在课程结束时，我们强调了编程思维的重要性，鼓励学生在今后的学习中，将编程思维应用于其他学科和日常生活中。

当堂检测：

1.单项选择题：

(1)投石机发射石头时，以下哪个因素与石头飞行距离无关？

A.发射力度

B.发射角度

C.重力加速度

D.空气阻力

(2)在编写投石机程序时，以下哪个语句可以表示循环执行一定次数的操作？

A.while(条件){代码块}

B.for(变量；条件；增量){代码块}

C.if(条件){代码块}

D.switch(表达式){代码块}

(3)以下哪个编程语言适用于机器人编程？

A.Java

B.C++

C.Python

D.HTML

2.编程题：

请编写一个Python程序，实现以下功能：根据用户输入的目标距离和角度，计算投石机的发射力度。要求输出发射力度并给出合理的解释。

3.简答题：

请简述在编写机器人编程程序时，如何提高程序的执行效率？

4.实践题：

请结合本节课所学内容，设计一个能够自动调整投石机角度和力度的程序，实现远程控制。要求说明设计思路和关键步骤。

5.课堂总结：

请简要总结本节课的学习内容和收获，以及在学习过程中遇到的问题和解决方法。内容逻辑关系①投石