深圳市青少年宫spike机器人课程 第三课 360°风扇（教学设计）

深圳市青少年宫spike机器人课程第三课360°风扇（教学设计）学校授课教师课时授课班级授课地点教具设计思路本课以深圳市青少年宫spike机器人课程为背景，针对第三课“360°风扇”内容，结合课本知识，设计一堂互动性强、实践性高的示范课。课程围绕风扇的制作与控制，让学生掌握编程技能，培养创新思维和动手能力。通过实际操作，让学生体验科技魅力，激发学习兴趣。核心素养目标培养学生创新意识，通过机器人编程实践，提升逻辑思维和问题解决能力。强化信息意识，理解程序与机器行为的关系。发展实践能力，掌握机器人制作与控制的基本技能。培养合作意识，在团队协作中提升沟通与协作能力。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入本课程前，已经初步学习了基本的编程概念和机器人基础知识。他们能够识别机器人组件，了解简单的编程逻辑，如顺序、条件判断和循环等。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

学生对科技和机器人充满好奇，学习兴趣浓厚。他们在操作实践中表现出较强的动手能力，能够快速适应新的学习任务。学习风格上，部分学生偏好直观操作，而另一些学生则更倾向于逻辑思考和计划性学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在编程逻辑和代码编写上可能存在困难，特别是在理解复杂程序流程和控制逻辑时。此外，对于初次接触机器人组装的学生来说，组装过程可能需要一定的耐心和细致操作。团队合作中，沟通不畅和分工不明确也可能成为挑战。教学方法与策略1.采用讲授与实验相结合的教学方法，通过讲解风扇控制原理，引导学生理解编程逻辑。

2.设计角色扮演活动，让学生分组模拟机器人操作，提高实践操作能力。

3.利用游戏化教学，通过编程挑战和竞赛，激发学生的学习兴趣和竞争意识。

4.运用多媒体教学，展示风扇制作过程和编程步骤，帮助学生直观理解课程内容。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对360°风扇的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道什么是360°风扇吗？它在我们的生活中有什么作用？”

展示一些关于360°风扇的图片或视频片段，让学生初步感受360°风扇的魅力或特点。

简短介绍360°风扇的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.360°风扇基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解360°风扇的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解360°风扇的定义，包括其主要组成元素或结构。

详细介绍360°风扇的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.360°风扇案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解360°风扇的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的360°风扇案例进行分析。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解360°风扇的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用360°风扇解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论360°风扇的未来发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与360°风扇相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对360°风扇的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调360°风扇的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括360°风扇的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调360°风扇在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用360°风扇。

7.课后作业布置（5分钟）

目标：巩固学习效果，提高学生的实践能力。

过程：

布置课后作业：让学生设计一个简单的360°风扇控制程序，并尝试在实际的spike机器人上运行。

要求学生记录操作步骤和遇到的问题，并在下节课上分享他们的经验和解决方案。

8.课堂延伸活动（5分钟）

目标：激发学生的创新思维，拓展知识面。

过程：

提出一个与360°风扇相关的创新挑战，如设计一个节能的360°风扇控制系统。

鼓励学生发挥想象力，提出自己的设计方案，并简要说明设计思路。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：

学生通过本课程的学习，能够熟练掌握360°风扇的基本原理和构造，了解风扇的运作机制，包括电机控制、传动系统等。

2.技能提升：

学生在课程实践中，学会了如何使用spike机器人的编程软件进行编程，掌握了编写控制风扇旋转角度和速度的代码。此外，学生还学会了如何进行简单的故障排除和系统调试。

3.创新能力：

学生在小组讨论和课堂展示环节中，提出了许多创新性的设计方案，如节能控制、智能调整风速等，展现了良好的创新思维。

4.问题解决能力：

学生在面对风扇控制中的问题时，能够运用所学知识进行分析，提出解决方案，并通过实验验证其可行性。

5.团队合作能力：

在小组讨论和项目实施过程中，学生学会了如何与他人沟通、分工合作，共同完成任务，提高了团队协作能力。

6.实践操作能力：

学生通过实际操作，掌握了机器人组装和编程的基本技能，为今后学习更复杂的机器人项目奠定了基础。

7.学习兴趣：

通过本课程的学习，学生对机器人编程和科技产生了浓厚的兴趣，激发了进一步探索相关领域的动力。

8.信息技术素养：

学生在课程中接触到了编程、控制等信息技术，提高了对信息技术的理解和应用能力。

9.逻辑思维能力：

在编程过程中，学生需要分析问题、设计算法，这有助于提高他们的逻辑思维能力。

10.自主学习能力：

学生在课程结束后，能够自主查阅资料，解决遇到的问题，提高了自主学习能力。板书设计①360°风扇基本原理

-风扇构造

-电机控制

-传动系统

②编程控制要点

-编程软件介绍

-代码编写规范

-逻辑流程图

③实验与操作步骤

-机器人组装步骤

-编程调试方法

-故障排除技巧

④案例分析

-典型案例展示

-案例背景分析

-案例应用总结

⑤小组讨论与展示

-主题选择

-讨论要点

-展示技巧

⑥课堂小结

-课程内容回顾

-重点知识强调

-学习效果总结课堂小结，当堂检测课堂小结：

1.回顾本节课的主要内容，强调360°风扇的基本原理、编程控制要点和实验操作步骤。

2.总结学生在课堂上的学习成果，包括知识掌握、技能提升、创新能力、问题解决能力等方面的进步。

3.强调团队合作和自主学习的重要性，鼓励学生在课后继续探索和实践。

4.提醒学生关注课堂展示和讨论环节的亮点和不足，为今后的学习提供改进方向。

当堂检测：

1.知识点回顾：

-提问学生360°风扇的定义和主要组成部分。

-考察学生对电机控制、传动系统等基本原理的理解。

2.编程技能检测：

-让学生编写一段简单的代码，控制风扇旋转角度和速度。

-检查学生是否能够正确使用编程软件和代码编写规范。

3.实验操作检测：

-观察学生在机器人组装过程中的操作技巧，如螺丝拧紧、电路连接等。

-检查学生是否能够熟练进行编程调试和故障排除。

4.案例分析检测：

-提问学生对案例的分析能力，包括背景、特点和意义。

-考察学生是否能够运用所学知识解决实际问题。

5.团队合作检测：

-观察学生在小组讨论和展示环节的表现，如沟通、分工、协作等。

-检查学生是否能够有效进行团队合作，共同完成任务。

6.自主学习能力检测：

-询问学生在课后如何自主学习和解决问题。

-考察学生是否能够运用所学知识解决实际问题，并提出创新性的想法。

检测结束后，教师对学生的表现进行点评和反馈，针对存在的问题提出改进建议。同时，鼓励学生在课后继续巩固所学知识，提高自己的实践能力和创新能力。典型例题讲解1.例题：

编写一段代码，使spike机器人的360°风扇以每秒旋转30°的速度连续旋转180°。

答案：

```python

fromspike.controlimportMotor

fan_motor=Motor(Port.B)

fan_motor.set_speed(30)

for_inrange(180/30):

fan_motor.run_for_seconds(1)

```

2.例题：

编写代码，控制spike机器人的360°风扇在5秒内从静止加速到每秒旋转60°。

答案：

```python

fromspike.controlimportMotor

fan_motor=Motor(Port.B)

forspeedinrange(0,60):

fan_motor.set_speed(speed)

fan_motor.run_for_seconds(0.1)

```

3.例题：

如果360°风扇的旋转速度是每秒45°，编写代码使风扇在3秒内旋转到270°。

答案：

```python

fromspike.controlimportMotor

fan_motor=Motor(Port.B)

fan_motor.set_speed(45)

fan_motor.run_for_seconds(3)

```

4.例题：

编写代码，使spike机器人的360°风扇先逆时针旋转90°，然后停止，再顺时针旋转90°，最后停止。

答案：

```python

fromspike.controlimportMotor

fan_motor=Motor(Port.B)

fan_motor.run_for_seconds(1)

fan_motor.stop()

fan_motor.run_for_seconds(2)

fan_motor.stop()

```

5.例题：

如果360°风扇的旋转速度是每秒3