深圳市青少年宮spike機器人課程第六課跳跳蟲-教學設計學校授課教師課時授課班級授課地點教具設計意圖本課旨在通過搭建和編程跳跳蟲機器人，讓學生熟悉機器人運動控制原理，培養(yǎng)動手操作能力和邏輯思維能力。通過實際操作，讓學生了解機器人傳感器的工作原理，以及如何通過編程控制機器人完成特定動作。核心素養(yǎng)目標培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和問題解決能力，通過機器人搭建和編程，鍛煉學生的邏輯推理和系統(tǒng)設計能力。增強學生的實踐操作技能，提升對科學技術的興趣和探究精神，培養(yǎng)團隊合作意識和信息素養(yǎng)。重點難點及解決辦法重點：1.跳跳蟲機器人的結構搭建；2.傳感器的使用及編程控制。

難點：1.傳感器信號的理解與應用；2.機器人動作的精確控制。

解決辦法：1.通過課堂演示和分步驟講解，幫助學生掌握跳跳蟲的結構搭建方法；2.結合實際案例，引導學生理解傳感器的工作原理和信號處理；3.通過反復練習和小組討論，提高學生編程控制的精確性和適應性，突破動作控制難點。教學資源軟硬件資源：Spike機器人套件、電腦、編程軟件（如Scratch、C等）

課程平臺：青少年宮教育平臺

信息化資源：機器人原理教學視頻、傳感器使用指南

教學手段：實物演示、小組合作、互動討論教學過程1.導入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：教師通過提問“你們知道什么是機器人嗎？機器人能做什么？”來引起學生的興趣。

-回顧舊知：引導學生回顧上節(jié)課所學的機器人基本結構和工作原理。

2.新課呈現(xiàn)（約15分鐘）

-講解新知：教師詳細講解跳跳蟲機器人的結構組成、傳感器類型及其功能。

-舉例說明：展示跳跳蟲機器人的實際操作視頻，讓學生直觀了解機器人的動作。

-互動探究：教師提出問題，引導學生思考如何通過編程實現(xiàn)跳跳蟲的特定動作。

3.搭建實踐（約30分鐘）

-學生活動：學生根據(jù)教師指導，分組進行跳跳蟲機器人的搭建。

-教師指導：教師巡回指導，幫助學生解決搭建過程中遇到的問題。

4.編程實踐（約30分鐘）

-學生活動：學生利用編程軟件，為跳跳蟲編寫程序，實現(xiàn)預設的動作。

-教師指導：教師指導學生如何使用傳感器，以及如何編寫程序控制機器人動作。

5.測試與改進（約20分鐘）

-學生活動：學生進行編程測試，觀察跳跳蟲的動作是否符合預期。

-教師指導：教師引導學生分析測試結果，找出問題并改進程序。

6.小組展示（約15分鐘）

-學生活動：每組展示自己的跳跳蟲機器人，并講解程序設計思路。

-教師指導：教師評價學生的作品，并給予改進建議。

7.總結與反思（約5分鐘）

-教師總結：回顧本節(jié)課所學內容，強調重點和難點。

-學生反思：學生回顧自己的學習過程，分享學習心得。

8.作業(yè)布置（約2分鐘）

-教師布置：布置課后作業(yè)，要求學生完成跳跳蟲機器人的進一步編程，并嘗試實現(xiàn)新的動作。

整個教學過程注重理論與實踐相結合，通過學生動手實踐、小組合作和教師指導，使學生能夠深入理解機器人運動控制原理，并掌握編程技能。教學資源拓展1.拓展資源：

-機器人歷史與發(fā)展：介紹機器人的發(fā)展歷程，從早期的機械裝置到現(xiàn)代的智能機器人，激發(fā)學生對機器人技術的興趣。

-傳感器技術：探討不同類型的傳感器及其在機器人中的應用，如紅外傳感器、超聲波傳感器等。

-編程語言介紹：簡要介紹幾種常見的機器人編程語言，如Python、Arduino等，讓學生了解編程語言的選擇和應用。

-機器人競賽與活動：介紹國內外知名的機器人競賽，如RoboCup、VEX機器人競賽等，激發(fā)學生的競技意識和團隊合作精神。

-機器人應用案例：展示機器人技術在工業(yè)、醫(yī)療、教育等領域的應用案例，讓學生了解機器人的實際應用價值。

2.拓展建議：

-學生可以閱讀關于機器人歷史的書籍或文章，了解機器人技術的發(fā)展歷程和未來趨勢。

-通過在線課程或教材，學習不同類型傳感器的原理和特點，了解其在機器人中的應用。

-嘗試使用Python或Arduino等編程語言，編寫簡單的機器人控制程序，提高編程能力。

-參加機器人競賽或相關活動，與其他同學交流學習經驗，提升自己的實踐能力。

-觀看機器人應用案例視頻，了解機器人在不同領域的應用，激發(fā)創(chuàng)新思維。

-利用網絡資源，學習機器人相關的最新技術和研究成果，拓寬知識面。

-鼓勵學生參與開源機器人項目，如Arduino開源機器人套件，提高動手能力和創(chuàng)新精神。

-組織學生進行小組討論，分享各自對機器人技術的理解和看法，培養(yǎng)團隊協(xié)作能力。

-鼓勵學生設計并制作自己的機器人項目，如跳跳蟲機器人的改進版本，鍛煉學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。課堂1.課堂評價：

-提問：通過提問，了解學生對課堂知識的掌握程度，如詢問學生對傳感器類型和應用的理解，以及對編程邏輯的把握。

-觀察：在學生進行搭建和編程過程中，觀察他們的操作技巧、合作態(tài)度和解決問題的能力。

-測試：通過小測驗或小組項目，評估學生對課堂內容的理解和應用能力，測試內容包括傳感器信號的解讀、編程邏輯的正確性等。

2.教學反饋：

-及時反饋：對于學生的回答和操作，教師應立即給予反饋，表揚正確之處，指出錯誤并給予指導。

-鼓勵與支持：對表現(xiàn)優(yōu)秀的學生給予肯定，對遇到困難的學生提供鼓勵和支持，幫助他們克服學習障礙。

3.課堂互動：

-小組討論：鼓勵學生進行小組討論，通過合作解決問題，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力和溝通能力。

-分享與展示：讓學生展示自己的作品，分享學習心得，通過互評激發(fā)學生的積極性。

4.教學效果評估：

-學生參與度：通過觀察學生的課堂參與情況，評估教學內容的吸引力和學生的學習興趣。

-學生作品：對學生的機器人搭建和編程作品進行評估，檢查他們是否能夠將所學知識應用到實際操作中。

-學生自評：引導學生進行自我評價，反思自己的學習過程，發(fā)現(xiàn)自身不足并制定改進計劃。

5.教學反思：

-教師根據(jù)學生的課堂表現(xiàn)和作業(yè)完成情況，進行教學反思，分析教學效果，找出不足之處，為后續(xù)教學提供改進方向。

-教師可以記錄學生的進步，如從最初的不知所措到逐步掌握編程技能，以激勵學生繼續(xù)努力。

6.作業(yè)評價：

-認真批改：對學生的作業(yè)進行認真批改，確保評價的客觀性和公正性。

-點評與反饋：在作業(yè)上給出具體、詳細的點評，指出學生的優(yōu)點和需要改進的地方，幫助學生理解錯誤原因。

-及時反饋：將作業(yè)評價及時反饋給學生，鼓勵學生根據(jù)反饋調整學習策略，提高學習效果。典型例題講解1.例題：跳跳蟲機器人通過紅外傳感器檢測地面，編寫程序使機器人遇到障礙物時停止前進。

解答：編寫程序時，首先需要檢測紅外傳感器的信號。當紅外傳感器檢測到障礙物時，輸出高電平信號，機器人停止前進。以下是示例代碼：

```plaintext

ifsensor.read_value()==HIGH:

motor.stop()

else:

motor.forward()

```

2.例題：跳跳蟲機器人使用超聲波傳感器測量前方距離，當距離小于20厘米時，機器人轉向。

解答：通過讀取超聲波傳感器的距離值，當距離小于20厘米時，機器人執(zhí)行轉向動作。示例代碼如下：

```plaintext

distance=ultrasonic.get_distance_cm()

ifdistance<20:

motor.turn_right()

else:

motor.forward()

```

3.例題：跳跳蟲機器人使用觸碰傳感器檢測地面傾斜，當傾斜角度大于15度時，機器人停止前進。

解答：讀取觸碰傳感器的狀態(tài)，當檢測到地面傾斜角度大于15度時，機器人停止前進。示例代碼如下：

```plaintext

ifsensor.read_value()==HIGH:

motor.stop()

else:

motor.forward()

```

4.例題：跳跳蟲機器人使用顏色傳感器識別不同顏色的地面，當檢測到紅色地面時，機器人停止前進。

解答：讀取顏色傳感器的信號，當檢測到紅色地面時，機器人停止前進。示例代碼如下：

```plaintext

ifsensor.read_value()=="RED":

motor.stop()

else:

motor.forward()

```

5.例題：跳跳蟲機器人使用溫度傳感器檢測環(huán)境溫度，當溫度超過30攝氏度時，機器人開啟風扇。

解答：讀取溫度傳感器的值，當溫度超過30攝氏度時，機器人開啟風扇。示例代碼如下：

```plaintext

temperature=sensor.get_temperature()

iftemperature>30:

fan.start()

else:

fan.stop()

```板書設計①跳跳蟲機器人結構

-傳感器類型：紅外傳感器、超聲波傳感器、觸碰傳感器、顏色傳感器、溫度傳感器

-電機控制：前進、后退、停止、轉向

-連接方式：傳感器與主控板的連接、電機與主控板的連接

②編程基礎

-條件語句：if-else結構

-循環(huán)語句：for、while循環(huán)

-傳感器讀取與處理：sensor.read_value()

-電機控制命令：motor.forward(),motor.stop(),motor.turn_right()

③傳感器應用實例

-紅外傳感器：障礙物檢測

-超聲波傳感器：距離測量

-觸碰傳感器：地面傾斜檢測

-顏色傳感器：顏色識別

-溫度傳感器：溫度監(jiān)測教學反思與改進教學反思是教師不斷成長的重要環(huán)節(jié)，通過反思我們可以更好地理解教學過程，發(fā)現(xiàn)其中的不足，并制定相應的改進措施。以下是我對本次“深圳市青少年宮spike機器人課程第六課跳跳蟲”教學的一些反思和改進計劃。

1.學生參與度

-反思：在課堂互動環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)部分學生的參與度不高，可能是因為他們對機器人編程的興趣不足或對編程邏輯的理解不夠。

-改進：在未來的教學中，我將嘗試引入更具吸引力的項目，如設計有趣的機器人挑戰(zhàn)任務，激發(fā)學生的興趣。同時，我會提供更多的實例和練習，幫助學生更好地理解編程邏輯。

2.課堂氛圍

-反思：課堂氛圍較為沉悶，學生之間互動較少，可能是因為我對課堂活動的引導不夠。

-改進：我將設計更多小組合作的活動，鼓勵學生之間的交流和合作。此外，我會利用多媒體工具，如視頻、動畫等，來豐富課堂內容，提高學生的注意力。

3.個性化指導

-反思：在個別指導時，我發(fā)現(xiàn)一些學生因為基礎薄弱，對課程內容的理解存在困難。

-改進：我將提供個性化輔導，針對不同學生的學習情況，給予不同的指導和支持。例如，為理解困難的學生提供額外的練習和解釋，確保他們能夠