小學五年級創(chuàng)意機器人編程課 2-2.9 設(shè)計巡線車（教學設(shè)計）

小學五年級創(chuàng)意機器人編程課2-2.9設(shè)計巡線車（教學設(shè)計）課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、教學內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學內(nèi)容來自小學五年級創(chuàng)意機器人編程課的2-2.9章節(jié)，著重于設(shè)計巡線車。教學內(nèi)容包括理解巡線車的原理，學習使用編程軟件控制電機以實現(xiàn)巡線功能，以及通過實際操作來培養(yǎng)解決問題的能力。這些內(nèi)容與學生已有知識中的基礎(chǔ)編程概念（如循環(huán)、條件語句）及簡單的機械原理有關(guān)聯(lián)，幫助學生將理論知識與實踐相結(jié)合，提升創(chuàng)新思維和動手能力。二、核心素養(yǎng)目標本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標圍繞培養(yǎng)學生的信息技術(shù)素養(yǎng)、創(chuàng)新思維和問題解決能力。學生將通過設(shè)計巡線車，深化對機器人編程及控制原理的理解，提高運用信息技術(shù)工具進行問題分析的能力。此外，通過實際操作和團隊協(xié)作，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)其面對實際問題時的探究精神和解決復雜問題的能力，進而達成新教材要求的學生核心素養(yǎng)提升。三、學習者分析1.學生已掌握了相關(guān)知識：學生在前期課程中學習了基本的機器人結(jié)構(gòu)和編程邏輯，如條件語句、循環(huán)等，對機器人編程有了初步了解。此外，他們對電機控制、傳感器等硬件也有所認識。

2.學習興趣、能力和風格：五年級學生對新鮮事物充滿好奇心，對動手實踐類課程有較高興趣。在能力上，他們具備一定的邏輯思維和問題解決能力，但需進一步培養(yǎng)創(chuàng)新意識和團隊協(xié)作能力。學生的學習風格多樣，部分擅長理論學習，部分則更傾向于實踐操作。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在設(shè)計巡線車過程中，學生可能會在編程與硬件結(jié)合部分遇到困難，如調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題解決、巡線算法的理解等。此外，團隊協(xié)作中可能會出現(xiàn)溝通不暢、任務(wù)分配不均等問題。

四、教學資源1.硬件資源：

-創(chuàng)意機器人套件

-巡線傳感器

-電機及控制器

-電池及充電器

2.軟件資源：

-機器人編程軟件

-電腦及投影設(shè)備

3.課程平臺：

-在線教室管理系統(tǒng)

-學校內(nèi)部學習平臺

4.信息化資源：

-電子教材

-教學視頻

-互動教學課件

5.教學手段：

-講授與演示

-分組合作學習

-任務(wù)驅(qū)動法

-互動問答

-實踐操作反饋

（注：以上資源均根據(jù)學校實際情況及課程要求準備）五、教學過程設(shè)計1.導入環(huán)節(jié)（5分鐘）

-創(chuàng)設(shè)情境：通過展示巡線機器人在生活中的應用場景，如智能掃地機器人，引發(fā)學生對巡線車的好奇心和興趣。

-提出問題：詢問學生“巡線機器人是如何實現(xiàn)自動巡線的？”，激發(fā)學生的求知欲。

2.講授新課（15分鐘）

-講解巡線原理：介紹巡線傳感器的工作原理，如何檢測黑線并傳遞信號給控制器。

-編程控制：圍繞教學重點，講解如何使用編程軟件控制電機，實現(xiàn)巡線功能。

-示范操作：教師現(xiàn)場演示如何搭建巡線車并編寫程序，讓學生直觀地了解整個操作過程。

3.鞏固練習（10分鐘）

-分組討論：學生分組討論如何搭建巡線車，并在編程軟件中編寫程序。

-實踐操作：學生根據(jù)討論結(jié)果，動手搭建巡線車并進行編程。

-教師指導：在學生操作過程中，教師巡回指導，解答疑問，幫助學生解決問題。

4.課堂提問（5分鐘）

-針對巡線車原理、編程控制等方面提問，檢查學生對新知識的理解和掌握。

-鼓勵學生提問，培養(yǎng)他們的探究精神和問題解決能力。

5.雙邊互動環(huán)節(jié)（5分鐘）

-學生展示：各小組展示自己的巡線車作品，分享編程心得。

-互評互學：學生互相評價，提出改進意見，促進團隊協(xié)作和共同成長。

6.核心素養(yǎng)能力拓展（5分鐘）

-針對學生在操作過程中遇到的困難和挑戰(zhàn)，提出問題解決方案，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和問題解決能力。

-引導學生思考巡線機器人在生活中的其他應用，激發(fā)他們的想象力。

7.總結(jié)與反思（5分鐘）

-教師總結(jié)本節(jié)課的知識點，強調(diào)巡線車設(shè)計的重要性和實際應用。

-學生反思自己在操作過程中的優(yōu)點和不足，為下一節(jié)課做好準備。

教學過程設(shè)計總用時：45分鐘

說明：以上教學過程設(shè)計充分考慮到實際學情和教學需求，突出重難點，注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、問題解決能力和團隊協(xié)作精神。同時，通過雙邊互動，提高學生的課堂參與度和積極性。六、教學資源拓展1.拓展資源：

-相關(guān)書籍：介紹機器人編程和巡線車設(shè)計的圖書，如《創(chuàng)意機器人制作與應用》、《機器人編程入門》等，幫助學生深入了解相關(guān)知識。

-視頻資料：提供巡線車制作和編程的教學視頻，讓學生在課后復習和鞏固所學內(nèi)容。

-研究報告：鼓勵學生查閱相關(guān)研究報告或科普文章，了解巡線機器人在不同領(lǐng)域的應用。

-社區(qū)活動：推薦學生參加機器人競賽、科普展覽等活動，拓寬視野，激發(fā)創(chuàng)新意識。

2.拓展建議：

-鼓勵學生利用課余時間閱讀相關(guān)書籍，加深對機器人編程和巡線車設(shè)計的認識。

-組織學生觀看教學視頻，跟隨操作步驟，鞏固所學技能。

-布置作業(yè)：讓學生撰寫關(guān)于巡線機器人的研究報告，培養(yǎng)他們的探究精神和文獻查閱能力。

-鼓勵學生參加社區(qū)活動，與同齡人交流學習，提高團隊協(xié)作能力和溝通技巧。

-定期開展課堂分享會，讓學生分享自己的學習心得和拓展成果，激發(fā)學習興趣。七、板書設(shè)計1.標題：設(shè)計巡線車

-巡線原理

-編程控制

-實踐操作

2.巡線原理：

-傳感器工作原理

-黑線檢測

-信號傳遞

3.編程控制：

-電機控制邏輯

-巡線算法

-程序編寫步驟

4.實踐操作：

-搭建步驟

-調(diào)試技巧

-問題解決

5.重點提示：

-創(chuàng)新思維

-問題解決能力

-團隊協(xié)作

板書設(shè)計以簡潔明了、結(jié)構(gòu)清晰為原則，通過圖示和關(guān)鍵詞突出教學重點，同時注重藝術(shù)性和趣味性，激發(fā)學生的學習興趣和主動性。八、課后拓展1.拓展內(nèi)容：

-閱讀材料：《機器人技術(shù)與應用》雜志相關(guān)文章，深入了解巡線機器人技術(shù)的發(fā)展趨勢和實際應用案例。

-視頻資源：推薦觀看與巡線機器人相關(guān)的教學視頻，如巡線車制作過程、編程技巧等，幫助學生鞏固課堂所學知識。

-實踐項目：鼓勵學生嘗試改進巡線車設(shè)計，如增加避障功能、優(yōu)化巡線算法等，提高創(chuàng)新能力。

2.拓展要求：

-學生需在課后自主閱讀相關(guān)材