2023-2024学年天津市中小学生mixly创意编程 第15课 防跌落小车-教学设计

2023-2024学年天津市中小学生mixly创意编程第15课防跌落小车-教学设计主备人备课成员设计意图嘿，亲爱的小朋友们，今天我们要一起动手制作一款“防跌落小车”，这节课可不仅仅是编程哦，我们还要运用到物理知识呢！🚗🌟通过这节课的学习，你们不仅能学会如何编写程序控制小车，还能了解到一些简单的物理原理。让我们一起开启这段充满乐趣的创意编程之旅吧！💪🎉核心素养目标孩子们，这节课我们要培养的是你们的创新思维、问题解决能力和团队合作精神。通过实际操作，你们将学会如何将编程与物理知识相结合，锻炼逻辑思维和动手实践能力，同时增强团队协作意识，培养在科技领域探索的热情和自信。🌟🤝💡学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

在进入这节“防跌落小车”编程课之前，学生们已经接触过基本的编程概念和语法，对Mixly编程软件有一定的熟悉度。他们能够理解变量、循环、条件语句等编程基础，并能够将这些概念应用于简单的程序设计中。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

学生们对科技和创造性的活动普遍表现出浓厚的兴趣，尤其是编程这样的互动性强、成果可见的课程。他们的能力各异，有的擅长逻辑思维，有的则更擅长动手实践。学习风格上，有的学生偏好独立工作，有的则更乐于团队合作。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

在学习制作“防跌落小车”的过程中，学生可能会遇到编程逻辑上的困难，如理解程序流程图与实际操作之间的对应关系，或者在编写程序时遇到逻辑错误。此外，物理知识与编程的结合也可能是一大挑战，尤其是如何将物理现象如重心、平衡等概念转化为程序控制指令。学生可能还需要适应从理论到实践的应用转变，这在初期可能会造成一定的学习压力。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备为确保教学效果，我们准备了以下资源：每位学生都将获得本节课的教材和学习资料，以便他们跟随课程内容学习。同时，我们会使用与教学内容相关的图片、图表和视频等多媒体资源，帮助学生更好地理解编程概念。实验器材方面，我们将确保所有器材的完整性和安全性，包括小车模型、传感器等。教室布置上，我们将设置分组讨论区和实验操作台，以便学生能够分组合作，进行编程和实验操作。教学流程1.导入新课

-详细内容：

“同学们，今天我们要一起动手制作一款可以防止跌落的小车。你们知道，在生活中，很多小发明都是为了解决实际问题而诞生的。今天，我们就来做一个这样的小发明。首先，让我们一起来看看这款小车的特点：它需要能够感应到地面倾斜，并在倾斜角度过大时采取措施防止跌落。现在，请大家思考一下，如果你们是这个小车的‘大脑’，你会怎么编写程序来实现这个功能呢？”（用时5分钟）

2.新课讲授

-详细内容：

1.首先讲解防跌落小车的工作原理，包括小车的基本结构、传感器的工作方式以及程序设计的基本思路。

2.接着介绍Mixly编程软件中的相关功能模块，如传感器接口、变量控制等，并演示如何将编程逻辑转化为实际的程序代码。

3.分析程序编写的关键步骤，包括检测倾斜角度、判断是否跌落、触发保护措施等，强调逻辑性和实用性。（用时10分钟）

3.实践活动

-详细内容：

1.学生根据教材和教师的讲解，尝试自己编写程序，控制小车在不同倾斜角度下的反应。

2.学生进行分组，每组选择一个小车模型，进行编程实践，并相互交流心得。

3.教师巡回指导，针对学生在编程过程中遇到的问题进行解答，帮助学生克服困难。（用时15分钟）

4.学生小组讨论

-写3方面内容举例回答：

1.如何通过程序实现小车倾斜角度的检测？（回答：可以使用倾斜传感器来检测小车的倾斜角度，并通过Mixly编程软件中的变量控制来获取传感器的数据。）

2.在编写程序时，如何处理传感器数据以判断小车是否跌落？（回答：可以设置一个阈值，当倾斜角度超过这个阈值时，程序触发保护措施。）

3.在小车跌落时，应该采取哪些保护措施？（回答：可以设计程序，使小车在检测到跌落时停止运动，并通过报警装置提醒用户注意安全。）

（用时5分钟）

5.总结回顾

-内容：

“今天我们学习了如何通过编程来制作一款防跌落小车。在这节课中，我们掌握了如何使用传感器来检测小车的倾斜角度，并通过编程逻辑来控制小车在不同情况下的行为。这节课的重点在于理解传感器的工作原理和如何将物理现象转化为程序控制。难点在于编写程序时如何处理逻辑判断和变量控制。现在，请大家分享一下你们在编程过程中的收获和遇到的问题。”（用时5分钟）教学资源拓展1.拓展资源：

-在本节课的基础上，我们可以引入更多关于传感器和物理原理的知识。例如，介绍不同类型的传感器及其应用，如温度传感器、湿度传感器等，以及它们在现实生活中的应用案例。

-探讨编程中的算法思维，如排序算法、搜索算法等，并展示这些算法如何应用于编程实践中。

-通过视频或案例研究，让学生了解机器人技术和其他自动化技术在现代社会中的应用。

2.拓展建议：

-学生可以尝试使用其他编程软件或平台，如Scratch或Arduino，来进一步探索编程的乐趣和可能性。

-鼓励学生参与学校的科技俱乐部或编程工作坊，与其他对编程感兴趣的同学一起学习和交流。

-建议学生阅读一些关于物理学的入门书籍，如《简单的物理实验》或《有趣的物理现象》，以加深对物理原理的理解。

-通过在线课程或开放课程，如MITOpenCourseWare，学生可以学习更多关于计算机科学和编程的高级概念。

-组织学生参观当地的科技展览或机器人比赛，让学生亲身体验最新的科技发展和技术创新。

-鼓励学生进行个人项目，如设计一个智能家居系统或一个简单的游戏，以应用和巩固所学的编程知识。

-提供一些编程挑战和竞赛的信息，如GoogleCodeJam或Kaggle竞赛，让学生有机会在更广泛的平台上展示他们的编程技能。

-通过在线论坛或社交媒体群组，学生可以加入编程社区，与其他编程爱好者交流心得和解决编程问题。

-推荐学生参加编程相关的在线研讨会或讲座，以获取行业专家的最新见解和指导。

-鼓励学生参与开源项目，通过贡献代码和解决问题来提升自己的编程能力。典型例题讲解1.例题一：编写一个程序，当小车的前轮传感器检测到有障碍物时，小车应该停止前进并后退一小段距离。

答案：

```python

frommixlyimport*

defobstacle_detected():

ifsensor_value('front_wheel_sensor')>0:

move_stop()

move_forward(100)

move_stop()

whileTrue:

obstacle_detected()

```

2.例题二：编写一个程序，当小车倾斜超过一定角度时，小车应该发出警报声并停止所有动作。

答案：

```python

frommixlyimport*

deftilt_alert():

ifsensor_value('tilt_sensor')>30:#假设超过30度时发出警报

buzzer_play_tone(440,500)#发出440Hz的音调，持续500毫秒

move_stop()

whileTrue:

tilt_alert()

```

3.例题三：编写一个程序，当小车的前轮传感器检测到有障碍物时，小车应该左转并继续前进。

答案：

```python

frommixlyimport*

defavoid_obstacle():

ifsensor_value('front_wheel_sensor')>0:

turn_left(90)

move_forward(200)

turn_right(90)

whileTrue:

avoid_obstacle()

```

4.例题四：编写一个程序，当小车的前轮传感器检测到有障碍物时，小车应该右转并继续前进。

答案：

```python

frommixlyimport*

defavoid_obstacle():

ifsensor_value('front_wheel_sensor')>0:

turn_right(90)

move_forward(200)

turn_left(90)

whileTrue:

avoid_obstacle()

```

5.例题五：编写一个程序，当小车的前轮传感器检测到有障碍物时，小车应该后退并停止。

答案：

```python

frommixlyimport*

defstop_and_reverse():

ifsensor_value('front_wheel_sensor')>0:

move_reverse(100)

move_stop()

whileTrue:

stop_and_reverse()

```

这些例题涵盖了小车编程中常见的情景，包括障碍物检测、倾斜警报、避障和后退等。通过这些例题，学生可以学习如何根据传感器的输入来编写程序，控制小车的行为。这些例子可以作为学生练习的基础，帮助他们掌握编程逻辑和传感器应用。教学反思与总结亲爱的小朋友们，转眼间我们今天的小车编程课就结束了。站在这里，我想和大家一起回顾一下今天的课程，也对自己进行一下小小的反思和总结。

首先，我要说的是，今天的课程中，我发现你们的学习热情非常高，尤其是在面对新的挑战时，你们展现出了很强的求知欲和解决问题的能力。这让我非常欣慰，也给了我很大的鼓舞。在教学方法上，我尝试了一些新的方式，比如通过小组讨论来激发你们的思考，以及通过实际操作来加深对知识点的理解。我觉得这些方法在一定程度上是有效的，因为你们在操作小车编程的过程中，不仅学会了如何编写代码，还理解了背后的物理原理。

在教学方法上，我有几点想要反思：

-我注意到，有些学生对于传感器的工作原理不太理解，这在编程时可能会造成一些困扰。也许在接下来的课程中，我们可以花更多的时间来讲解传感器的知识，让同学们有更深的理解。

-另外，我发现一些学生对于程序的逻辑结构掌握得不是很好。在今后的教学中，我可能会设计一些更加结构化的练习，帮助大家更好地掌握编程的逻辑思维。

当然，今天的课程也有一些不足之处。比如，时间安排上可能有些紧张，导致我们在某些环节上的讲解不够深入。同时，个别学生在操作过程中遇到了困难，没有得到及时的个别指导。针对这些问题，我提出以下改进措施和