2023-2024学年天津市中小学生mixly创意编程 第19课 双巡线小车-教学设计

2023-2024学年天津市中小学生mixly创意编程第19课双巡线小车-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）2023-2024学年天津市中小学生mixly创意编程第19课双巡线小车-教学设计设计思路本节课以mixly创意编程为教学平台，以双巡线小车为项目案例，结合学生所学知识，设计了一系列编程任务。通过任务驱动，引导学生掌握mixly编程的基本操作，理解传感器的工作原理，培养学生创新思维和实践能力。课程内容与课本知识点紧密相连，旨在提高学生综合运用知识解决实际问题的能力。核心素养目标培养学生信息意识，通过mixly编程学习，提升对编程语言和逻辑思维的理解。增强计算思维，通过编写程序控制小车巡线，锻炼问题解决能力。发展创新精神，鼓励学生在编程过程中尝试不同算法，培养创新实践能力。重点难点及解决办法重点：

1.掌握mixly编程界面操作和编程逻辑。

2.理解传感器工作原理，实现小车巡线功能。

难点：

1.理解编程逻辑，编写复杂的巡线程序。

2.调试程序，确保小车准确执行巡线任务。

解决办法：

1.通过课堂演示和实例分析，帮助学生理解编程逻辑。

2.提供编程模板和参考代码，降低编写难度。

3.设置小组合作任务，共同解决编程问题。

4.采用逐步调试的方法，帮助学生逐步克服调试难题。教学资源软硬件资源：Mixly创意编程软件、ArduinoUNO开发板、巡线传感器、小车底盘及电机、连接线材。

课程平台：mixly在线编程平台。

信息化资源：相关编程教程视频、案例库。

教学手段：多媒体投影设备、实物展示台、学生实验手册。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，例如让学生预习mixly编程的基本操作和Arduino传感器的工作原理。

设计预习问题：围绕“双巡线小车编程”，设计问题如“如何读取传感器数据”、“如何编写控制小车移动的代码”等，引导学生自主思考编程逻辑。

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。

学生活动：

自主阅读预习资料：学生按照预习要求，自主阅读mixly编程教程和Arduino传感器介绍，理解相关知识点。

思考预习问题：学生针对预习问题，如如何编写程序使小车在巡线过程中避开障碍物，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：通过预习任务，培养学生的自主学习能力。

信息技术手段：利用在线平台和微信群，实现预习资源的共享和监控。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示双巡线小车的实际运行视频，引出编程课题，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解mixly编程中如何使用传感器数据来控制小车运动，结合实际案例讲解编程逻辑。

组织课堂活动：设计小组合作编程任务，让学生分组编写程序，实现小车巡线功能。

学生活动：

听讲并思考：学生认真听讲，积极思考如何将理论知识应用于实践。

参与课堂活动：学生积极参与小组讨论，共同解决问题，编写程序。

教学方法/手段/资源：

讲授法：通过讲解，帮助学生理解编程逻辑。

实践活动法：通过小组合作编程，让学生在实践中掌握编程技能。

合作学习法：通过小组活动，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：布置编写更复杂巡线程序的作业，如增加避障功能。

提供拓展资源：提供与编程相关的书籍、在线教程和视频，供学生进一步学习。

学生活动：

完成作业：学生按照作业要求，独立完成编程任务，巩固所学知识。

拓展学习：学生利用拓展资源，学习更高级的编程技巧。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：通过完成作业和拓展学习，提高学生的自主学习能力。

反思总结法：通过反思总结，帮助学生发现学习中的不足，并提出改进措施。

本节课的重难点在于理解编程逻辑和编写控制小车巡线的代码。通过课前预习、课堂实践和课后拓展，学生可以逐步克服这些难点，掌握mixly编程和Arduino传感器应用的基本技能。教学资源拓展1.拓展资源：

（1）Arduino编程基础：介绍Arduino编程的基础知识，包括Arduino硬件架构、编程语言基础、基本输入输出操作等。通过学习这些内容，学生可以更好地理解Arduino平台和mixly编程环境。

（2）传感器应用：介绍多种传感器的工作原理和应用场景，如温度传感器、光线传感器、距离传感器等。这些内容有助于学生了解传感器在智能小车编程中的应用。

（3）控制算法：讲解控制算法的基本原理，如PID控制、模糊控制等。这些算法在智能小车编程中具有重要的应用价值。

（4）编程语言：介绍C++、Python等编程语言的基本语法和特点，为学生提供更多的编程选择。

（5）开源平台：介绍开源平台如GitHub，让学生了解如何搜索和利用开源资源，提高编程效率。

2.拓展建议：

（1）深入学习Arduino编程：建议学生阅读Arduino官方文档和教程，学习Arduino编程语言和库函数的使用方法。

（2）学习传感器应用：鼓励学生查阅传感器相关资料，了解不同类型传感器的工作原理和应用场景，为智能小车编程做准备。

（3）掌握控制算法：学生可以阅读相关书籍和在线教程，了解控制算法的基本原理和应用方法，为编写更复杂的智能小车程序打下基础。

（4）学习编程语言：推荐学生学习C++、Python等编程语言，了解它们在智能小车编程中的应用。

（5）加入开源社区：鼓励学生加入开源社区，如GitHub，参与开源项目，提高编程技能。

（6）实践应用：鼓励学生将所学知识应用于实际项目，如设计制作自己的智能小车，实现巡线、避障等功能。

（7）跨学科学习：结合数学、物理等学科知识，研究智能小车在复杂环境下的运动规律，提高编程和解决问题的能力。

（8）参加竞赛：鼓励学生参加机器人竞赛、编程比赛等，提高自己的编程技能和团队协作能力。

（9）分享交流：组织学生分享自己的编程经验和心得，互相学习，共同进步。内容逻辑关系①本文重点知识点：

-Mixly编程界面及功能

-ArduinoUNO开发板硬件结构

-巡线传感器工作原理

-编程逻辑与控制小车移动

②关键词：

-串口通信

-传感器数据读取

-程序流程控制

-循环与条件语句

③重点句子：

-“Mixly是一款基于Arduino的图形化编程软件，它简化了编程过程，使编程变得更加直观和易学。”

-“ArduinoUNO开发板是Arduino系列中较为常见的开发板，它拥有丰富的I/O接口，可以连接各种传感器和执行器。”

-“巡线传感器通过检测地面颜色变化来控制小车行驶，实现自动巡线功能。”

-“通过编写程序，我们可以控制小车按照预设的路径行驶，实现自动巡线。”教学反思与总结回顾今天这节课，我觉得整体来说，学生们的学习效果还是挺不错的。但是，也有一些地方我觉得可以做得更好。

首先，我在教学方法上尝试了一些新的方式。比如，我引入了小组合作的学习模式，让学生们在讨论中互相学习，共同进步。我发现，这种方法对于激发学生的学习兴趣和培养他们的团队合作能力有很大的帮助。但是，我也注意到，部分学生在小组讨论中比较沉默，可能是因为他们不太熟悉这种学习方式，或者是对编程知识不够自信。所以，我需要在今后的教学中，更多地鼓励那些不太爱发言的学生，让他们在团队中找到自己的位置，发挥自己的长处。

在教学策略上，我主要采用了任务驱动的方式，让学生通过完成一个个具体的编程任务来学习知识。我发现，这种方式对于提高学生的学习效率很有帮助，因为学生们在解决问题的过程中，能够更好地理解和掌握编程的原理。但是，我也发现有些学生在面对复杂问题时，可能会感到无从下手。对此，我应该在今后的教学中，更加注重引导学生如何分析问题，如何分解任务，这样可以帮助他们在遇到困难时，能够更加从容地应对。

在课堂管理方面，我尝试了更多的互动，比如提问、讨论等，来提高学生的参与度。我觉得这种做法是有效的，因为学生们在互动中能够更好地理解和消化知识。但是，我也发现，在互动过程中，有些学生可能会因为紧张或者不自信而不敢发言。因此，我需要在今后的教学中，创造一个更加宽松和包容的学习氛围，让每个学生都能够大胆地表达自己的想法。

当然，教学中也存在一些问题和不足。比如，对于一些编程概念的理解，学生们的掌握程度参差不齐；在课堂互动中，部分学生参与度不高；在编程实践中，有些学生遇到问题时缺乏解决问题的策略等。针对这些问题，我提出以下改进措施和建议：

1.针对不同层次的学生，设计分层教学方案，确保每个学生都能在适合自己的学习节奏中进步。

2.加强课堂互动，鼓励学生积极参与，提高课堂参与度。

3.培养学生的问题解决能力，通过案例分析、小组讨论等方式，引导学生学会分析和解决编程问题。

4.定期组织编程竞赛或项目展示，激发学生的学习兴趣，提高他们的编程技能。

5.加强对学生的心理辅导，帮助学生克服学习中的困难和压力，树立自信。课堂在课堂评价方面，我采取了多种方式来了解学生的学习情况，并及时发现并解决问题。

1.提问评价：

课堂上的提问是了解学生学习情况的重要手段。我通过提问来检验学生对知识的掌握程度，以及他们是否能够灵活运用所学知识。例如，在讲解传感器数据读取时，我会提问：“如果传感器检测到地面颜色变化，我们应该如何编写代码来控制小车？”这样的问题不仅能够检验学生对传感器原理的理解，还能考察他们是否能够将理论知识与编程实践相结合。

2.观察评价：

在课堂上，我会仔细观察学生的反应和参与度。例如，当进行小组讨论时，我会注意观察哪些学生积极参与，哪些学生显得比较沉默。通过观察，我可以发现哪些学生可能需要额外的帮助，或者哪些学生需要更多的挑战。

3.测试评价：

为了更全面地了解学生的学习情况，我会定期进行小测验。这些测验可以是纸笔测试，也可以是编程实践。例如，我会让学生编写一个简单的程序，控制小车按照特定的路径行驶。通过测试，我可以评估学生对编程逻辑和传感器应用的掌握程度。

-在提问环节，我鼓励所有学生回答问题，特别是那些平时不太发言的学生。对于回答正确的学生，我会给予表扬和鼓励；对于回答错误的学生，我会耐心地引导他们找到正确的答案，并解释错误的原因。

-在观察环节，我注意到一些学生在小组讨论中显得比较紧张，于是我特意安排了一些轻松的讨论话题，帮助他们放松心情，逐渐融入团队。

-在测试环节，我设计了不同难度的题目，以满足不同层次学生的学习需求。对于完成得好的学生，我会给予额外的奖励，以激发他们的学习动力；对于完成得不够理想的学生，我会提供个别辅导，帮助他们克服困难。课后拓展1.拓展内容：

（1）阅读材料：《Arduino编程基础教程》，这本书详细介绍了Arduino的基本概念、编程环境和常见库函数，适合学生进一步学习Arduino编程。

（2）视频资源：《Arduino编程入门教程》系列视频，通过视频讲解，学生可以直观地学习Arduino编程的基本操作和技巧。

（3）在线教程：Arduino官方网站提供了一系列在线教程，包括传感器应用、控制算法等，学生可以在线学习，提高编程技能。

2.拓展要求：

（1）鼓励学生利用课后时间阅读《Arduino编程基础教程》，了解Arduino编程的基本概念和操作方法。

（2）观看《Arduino编程入门教程》系