深圳市青少年宫spike机器人课程 第六课 跳跳虫-教学设计

深圳市青少年宫spike机器人课程第六课跳跳虫-教学设计学校授课教师课时授课班级授课地点教具设计意图本课旨在通过搭建和编程跳跳虫机器人，让学生熟悉机器人运动控制原理，培养动手操作能力和逻辑思维能力。通过实际操作，让学生了解机器人传感器的工作原理，以及如何通过编程控制机器人完成特定动作。核心素养目标培养学生创新思维和问题解决能力，通过机器人搭建和编程，锻炼学生的逻辑推理和系统设计能力。增强学生的实践操作技能，提升对科学技术的兴趣和探究精神，培养团队合作意识和信息素养。重点难点及解决办法重点：1.跳跳虫机器人的结构搭建；2.传感器的使用及编程控制。

难点：1.传感器信号的理解与应用；2.机器人动作的精确控制。

解决办法：1.通过课堂演示和分步骤讲解，帮助学生掌握跳跳虫的结构搭建方法；2.结合实际案例，引导学生理解传感器的工作原理和信号处理；3.通过反复练习和小组讨论，提高学生编程控制的精确性和适应性，突破动作控制难点。教学资源软硬件资源：Spike机器人套件、电脑、编程软件（如Scratch、C等）

课程平台：青少年宫教育平台

信息化资源：机器人原理教学视频、传感器使用指南

教学手段：实物演示、小组合作、互动讨论教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：教师通过提问“你们知道什么是机器人吗？机器人能做什么？”来引起学生的兴趣。

-回顾旧知：引导学生回顾上节课所学的机器人基本结构和工作原理。

2.新课呈现（约15分钟）

-讲解新知：教师详细讲解跳跳虫机器人的结构组成、传感器类型及其功能。

-举例说明：展示跳跳虫机器人的实际操作视频，让学生直观了解机器人的动作。

-互动探究：教师提出问题，引导学生思考如何通过编程实现跳跳虫的特定动作。

3.搭建实践（约30分钟）

-学生活动：学生根据教师指导，分组进行跳跳虫机器人的搭建。

-教师指导：教师巡回指导，帮助学生解决搭建过程中遇到的问题。

4.编程实践（约30分钟）

-学生活动：学生利用编程软件，为跳跳虫编写程序，实现预设的动作。

-教师指导：教师指导学生如何使用传感器，以及如何编写程序控制机器人动作。

5.测试与改进（约20分钟）

-学生活动：学生进行编程测试，观察跳跳虫的动作是否符合预期。

-教师指导：教师引导学生分析测试结果，找出问题并改进程序。

6.小组展示（约15分钟）

-学生活动：每组展示自己的跳跳虫机器人，并讲解程序设计思路。

-教师指导：教师评价学生的作品，并给予改进建议。

7.总结与反思（约5分钟）

-教师总结：回顾本节课所学内容，强调重点和难点。

-学生反思：学生回顾自己的学习过程，分享学习心得。

8.作业布置（约2分钟）

-教师布置：布置课后作业，要求学生完成跳跳虫机器人的进一步编程，并尝试实现新的动作。

整个教学过程注重理论与实践相结合，通过学生动手实践、小组合作和教师指导，使学生能够深入理解机器人运动控制原理，并掌握编程技能。教学资源拓展1.拓展资源：

-机器人历史与发展：介绍机器人的发展历程，从早期的机械装置到现代的智能机器人，激发学生对机器人技术的兴趣。

-传感器技术：探讨不同类型的传感器及其在机器人中的应用，如红外传感器、超声波传感器等。

-编程语言介绍：简要介绍几种常见的机器人编程语言，如Python、Arduino等，让学生了解编程语言的选择和应用。

-机器人竞赛与活动：介绍国内外知名的机器人竞赛，如RoboCup、VEX机器人竞赛等，激发学生的竞技意识和团队合作精神。

-机器人应用案例：展示机器人技术在工业、医疗、教育等领域的应用案例，让学生了解机器人的实际应用价值。

2.拓展建议：

-学生可以阅读关于机器人历史的书籍或文章，了解机器人技术的发展历程和未来趋势。

-通过在线课程或教材，学习不同类型传感器的原理和特点，了解其在机器人中的应用。

-尝试使用Python或Arduino等编程语言，编写简单的机器人控制程序，提高编程能力。

-参加机器人竞赛或相关活动，与其他同学交流学习经验，提升自己的实践能力。

-观看机器人应用案例视频，了解机器人在不同领域的应用，激发创新思维。

-利用网络资源，学习机器人相关的最新技术和研究成果，拓宽知识面。

-鼓励学生参与开源机器人项目，如Arduino开源机器人套件，提高动手能力和创新精神。

-组织学生进行小组讨论，分享各自对机器人技术的理解和看法，培养团队协作能力。

-鼓励学生设计并制作自己的机器人项目，如跳跳虫机器人的改进版本，锻炼学生的实践能力和创新能力。课堂1.课堂评价：

-提问：通过提问，了解学生对课堂知识的掌握程度，如询问学生对传感器类型和应用的理解，以及对编程逻辑的把握。

-观察：在学生进行搭建和编程过程中，观察他们的操作技巧、合作态度和解决问题的能力。

-测试：通过小测验或小组项目，评估学生对课堂内容的理解和应用能力，测试内容包括传感器信号的解读、编程逻辑的正确性等。

2.教学反馈：

-及时反馈：对于学生的回答和操作，教师应立即给予反馈，表扬正确之处，指出错误并给予指导。

-鼓励与支持：对表现优秀的学生给予肯定，对遇到困难的学生提供鼓励和支持，帮助他们克服学习障碍。

3.课堂互动：

-小组讨论：鼓励学生进行小组讨论，通过合作解决问题，培养学生的团队协作能力和沟通能力。

-分享与展示：让学生展示自己的作品，分享学习心得，通过互评激发学生的积极性。

4.教学效果评估：

-学生参与度：通过观察学生的课堂参与情况，评估教学内容的吸引力和学生的学习兴趣。

-学生作品：对学生的机器人搭建和编程作品进行评估，检查他们是否能够将所学知识应用到实际操作中。

-学生自评：引导学生进行自我评价，反思自己的学习过程，发现自身不足并制定改进计划。

5.教学反思：

-教师根据学生的课堂表现和作业完成情况，进行教学反思，分析教学效果，找出不足之处，为后续教学提供改进方向。

-教师可以记录学生的进步，如从最初的不知所措到逐步掌握编程技能，以激励学生继续努力。

6.作业评价：

-认真批改：对学生的作业进行认真批改，确保评价的客观性和公正性。

-点评与反馈：在作业上给出具体、详细的点评，指出学生的优点和需要改进的地方，帮助学生理解错误原因。

-及时反馈：将作业评价及时反馈给学生，鼓励学生根据反馈调整学习策略，提高学习效果。典型例题讲解1.例题：跳跳虫机器人通过红外传感器检测地面，编写程序使机器人遇到障碍物时停止前进。

解答：编写程序时，首先需要检测红外传感器的信号。当红外传感器检测到障碍物时，输出高电平信号，机器人停止前进。以下是示例代码：

```plaintext

ifsensor.read_value()==HIGH:

motor.stop()

else:

motor.forward()

```

2.例题：跳跳虫机器人使用超声波传感器测量前方距离，当距离小于20厘米时，机器人转向。

解答：通过读取超声波传感器的距离值，当距离小于20厘米时，机器人执行转向动作。示例代码如下：

```plaintext

distance=ultrasonic.get_distance_cm()

ifdistance<20:

motor.turn_right()

else:

motor.forward()

```

3.例题：跳跳虫机器人使用触碰传感器检测地面倾斜，当倾斜角度大于15度时，机器人停止前进。

解答：读取触碰传感器的状态，当检测到地面倾斜角度大于15度时，机器人停止前进。示例代码如下：

```plaintext

ifsensor.read_value()==HIGH:

motor.stop()

else:

motor.forward()

```

4.例题：跳跳虫机器人使用颜色传感器识别不同颜色的地面，当检测到红色地面时，机器人停止前进。

解答：读取颜色传感器的信号，当检测到红色地面时，机器人停止前进。示例代码如下：

```plaintext

ifsensor.read_value()=="RED":

motor.stop()

else:

motor.forward()

```

5.例题：跳跳虫机器人使用温度传感器检测环境温度，当温度超过30摄氏度时，机器人开启风扇。

解答：读取温度传感器的值，当温度超过30摄氏度时，机器人开启风扇。示例代码如下：

```plaintext

temperature=sensor.get_temperature()

iftemperature>30:

fan.start()

else:

fan.stop()

```板书设计①跳跳虫机器人结构

-传感器类型：红外传感器、超声波传感器、触碰传感器、颜色传感器、温度传感器

-电机控制：前进、后退、停止、转向

-连接方式：传感器与主控板的连接、电机与主控板的连接

②编程基础

-条件语句：if-else结构

-循环语句：for、while循环

-传感器读取与处理：sensor.read_value()

-电机控制命令：motor.forward(),motor.stop(),motor.turn_right()

③传感器应用实例

-红外传感器：障碍物检测

-超声波传感器：距离测量

-触碰传感器：地面倾斜检测

-颜色传感器：颜色识别

-温度传感器：温度监测教学反思与改进教学反思是教师不断成长的重要环节，通过反思我们可以更好地理解教学过程，发现其中的不足，并制定相应的改进措施。以下是我对本次“深圳市青少年宫spike机器人课程第六课跳跳虫”教学的一些反思和改进计划。

1.学生参与度

-反思：在课堂互动环节，我发现部分学生的参与度不高，可能是因为他们对机器人编程的兴趣不足或对编程逻辑的理解不够。

-改进：在未来的教学中，我将尝试引入更具吸引力的项目，如设计有趣的机器人挑战任务，激发学生的兴趣。同时，我会提供更多的实例和练习，帮助学生更好地理解编程逻辑。

2.课堂氛围

-反思：课堂氛围较为沉闷，学生之间互动较少，可能是因为我对课堂活动的引导不够。

-改进：我将设计更多小组合作的活动，鼓励学生之间的交流和合作。此外，我会利用多媒体工具，如视频、动画等，来丰富课堂内容，提高学生的注意力。

3.个性化指导

-反思：在个别指导时，我发现一些学生因为基础薄弱，对课程内容的理解存在困难。

-改进：我将提供个性化辅导，针对不同学生的学习情况，给予不同的指导和支持。例如，为理解困难的学生提供额外的练习和解释，确保他们能够