小學(xué)五年級(jí)機(jī)器人編程課 8.《港口船舵》教學(xué)設(shè)計(jì)

小學(xué)五年級(jí)機(jī)器人編程課8.《港口船舵》教學(xué)設(shè)計(jì)課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂弧⒄n程基本信息1.課程名稱：《港口船舵》

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：小學(xué)五年級(jí)

3.授課時(shí)間：第8課時(shí)

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：45分鐘

本節(jié)課將結(jié)合課本內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)器人編程中的方向控制，通過(guò)《港口船舵》項(xiàng)目，讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)的舵機(jī)控制知識(shí)，理解角度與方向的關(guān)系。在實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，學(xué)生將分組合作，設(shè)計(jì)并編程實(shí)現(xiàn)一個(gè)模擬港口船舵的機(jī)器人，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作和問(wèn)題解決能力。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.理解與運(yùn)用：掌握舵機(jī)原理，能運(yùn)用角度控制實(shí)現(xiàn)方向轉(zhuǎn)變，將理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合。

2.創(chuàng)意與設(shè)計(jì)：培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，設(shè)計(jì)獨(dú)特的港口船舵機(jī)器人，展現(xiàn)個(gè)性。

3.團(tuán)隊(duì)與合作：提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，通過(guò)分組合作完成項(xiàng)目，共同解決問(wèn)題。

4.問(wèn)題解決：面對(duì)編程過(guò)程中的挑戰(zhàn)，學(xué)會(huì)分析問(wèn)題、制定方案并實(shí)施，培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了機(jī)器人編程的基礎(chǔ)知識(shí)，如簡(jiǎn)單的編程邏輯、循環(huán)結(jié)構(gòu)等，以及舵機(jī)的基本使用方法。

2.學(xué)生對(duì)機(jī)器人編程表現(xiàn)出較高的興趣，具有一定的動(dòng)手操作能力和邏輯思維能力。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，他們更傾向于通過(guò)實(shí)踐探索和合作交流來(lái)掌握知識(shí)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)包括：對(duì)舵機(jī)角度與方向關(guān)系的理解、編程過(guò)程中的調(diào)試與優(yōu)化、團(tuán)隊(duì)協(xié)作中任務(wù)分配與溝通等。此外，部分學(xué)生對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的分析和解決能力有待提高。四、教學(xué)方法與策略1.教學(xué)方法：采用項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)法，結(jié)合講授、討論和實(shí)驗(yàn)操作，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索和實(shí)踐。

2.教學(xué)活動(dòng)：設(shè)計(jì)角色扮演活動(dòng)，讓學(xué)生模擬成為港口船舵操控員，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和編程游戲，增強(qiáng)課堂趣味性和互動(dòng)性。

3.教學(xué)媒體：利用多媒體課件展示舵機(jī)原理和編程示例，采用實(shí)物教具進(jìn)行操作演示，同時(shí)提供編程軟件和機(jī)器人套件供學(xué)生實(shí)踐操作。通過(guò)實(shí)時(shí)反饋和指導(dǎo)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。五、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對(duì)《港口船舵》項(xiàng)目的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過(guò)程：

開(kāi)場(chǎng)提問(wèn)：“你們知道港口船舵是什么嗎？它在我們的生活中有什么作用？”

展示一些港口船舵的實(shí)際應(yīng)用圖片和視頻片段，讓學(xué)生初步感受舵機(jī)控制的方向魅力。

簡(jiǎn)短介紹舵機(jī)的基本概念和重要性，為接下來(lái)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.舵機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解舵機(jī)的定義、組成部分和原理。

過(guò)程：

講解舵機(jī)的定義，包括其主要功能和應(yīng)用場(chǎng)景。

使用圖表和示意圖詳細(xì)介紹舵機(jī)的組成部分和原理，幫助學(xué)生理解。

通過(guò)實(shí)例，讓學(xué)生更好地理解舵機(jī)在機(jī)器人編程中的實(shí)際應(yīng)用。

3.舵機(jī)案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過(guò)具體案例，讓學(xué)生深入了解舵機(jī)的特性和應(yīng)用。

過(guò)程：

選擇幾個(gè)典型的舵機(jī)控制案例進(jìn)行分析，如模擬港口船舵的轉(zhuǎn)向。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、舵機(jī)設(shè)置和實(shí)現(xiàn)效果，讓學(xué)生全面了解舵機(jī)的應(yīng)用。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例在實(shí)際生活中的應(yīng)用，以及如何運(yùn)用舵機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題。

小組討論：讓學(xué)生分組討論舵機(jī)在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)和可能的創(chuàng)新應(yīng)用。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問(wèn)題的能力。

過(guò)程：

將學(xué)生分成若干小組，每組圍繞一個(gè)舵機(jī)控制主題進(jìn)行深入討論。

小組內(nèi)討論舵機(jī)控制的現(xiàn)狀、可能遇到的挑戰(zhàn)以及解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對(duì)舵機(jī)控制的理解。

過(guò)程：

各組代表依次上臺(tái)展示討論成果，包括舵機(jī)控制主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)和點(diǎn)評(píng)，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)舵機(jī)控制的重要性和意義。

過(guò)程：

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括舵機(jī)的基本概念、組成部分、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)舵機(jī)控制在實(shí)際機(jī)器人編程中的應(yīng)用價(jià)值，鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)探索和應(yīng)用。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于舵機(jī)控制的短文或報(bào)告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。六、知識(shí)點(diǎn)梳理-舵機(jī)是一種電動(dòng)執(zhí)行器，用于控制機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)方向。

-舵機(jī)通過(guò)接收控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)內(nèi)部電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變輸出軸的角度，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向的控制。

2.舵機(jī)的組成部分

-電機(jī)：提供轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。

-減速器：增加輸出扭矩，減小輸出速度。

-控制電路：接收信號(hào)并控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

-軸和齒輪：傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)力矩至外部設(shè)備。

3.舵機(jī)的工作原理

-舵機(jī)接收來(lái)自控制器（如Arduino）的PWM信號(hào)。

-控制電路根據(jù)PWM信號(hào)的脈沖寬度，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

-轉(zhuǎn)動(dòng)角度與PWM信號(hào)脈沖寬度的比例關(guān)系預(yù)先設(shè)定。

4.舵機(jī)的控制

-PWM信號(hào)的生成：使用編程語(yǔ)言（如Scratch或Python）編寫程序，產(chǎn)生不同脈沖寬度的PWM信號(hào)。

-舵機(jī)角度與方向的關(guān)系：理解角度變化與運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)精確控制。

5.港口船舵模擬項(xiàng)目

-設(shè)計(jì)要求：模擬港口船舵控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人前后左右移動(dòng)。

-編程實(shí)現(xiàn)：編寫程序，控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的方向控制。

-硬件連接：學(xué)習(xí)如何將舵機(jī)與控制器（如Arduino）和機(jī)器人平臺(tái)連接。

6.舵機(jī)編程實(shí)例

-使用Scratch或Python等編程語(yǔ)言，編寫簡(jiǎn)單的舵機(jī)控制程序。

-學(xué)習(xí)如何調(diào)試和優(yōu)化程序，以實(shí)現(xiàn)更精確的方向控制。

7.團(tuán)隊(duì)合作與問(wèn)題解決

-分組合作：在小組內(nèi)部分工合作，共同完成項(xiàng)目。

-問(wèn)題解決：面對(duì)編程和硬件連接過(guò)程中的問(wèn)題，學(xué)會(huì)分析、討論和尋找解決方案。

六、知識(shí)點(diǎn)梳理

本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)涵蓋了舵機(jī)的定義、功能、組成部分、工作原理、控制方法以及在模擬港口船舵項(xiàng)目中的應(yīng)用。通過(guò)這些知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握舵機(jī)的基本原理，學(xué)會(huì)使用編程語(yǔ)言控制舵機(jī)，并將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目中，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作和問(wèn)題解決能力。七、板書設(shè)計(jì)①重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：

-舵機(jī)的定義與功能

-舵機(jī)的組成部分

-舵機(jī)的工作原理

-PWM信號(hào)與舵機(jī)角度的關(guān)系

-港口船舵模擬項(xiàng)目編程要點(diǎn)

②關(guān)鍵詞：

-舵機(jī)

-PWM信號(hào)

-角度控制

-方向控制

-硬件連接

-編程實(shí)例

③核心句：

-"舵機(jī)通過(guò)PWM信號(hào)控制角度，實(shí)現(xiàn)方向改變。"

-"模擬港口船舵，掌握舵機(jī)編程與硬件連接。"

-"團(tuán)隊(duì)合作，解決編程與實(shí)施中的問(wèn)題。"

板書設(shè)計(jì)示例：

```

《港口船舵》

一、舵機(jī)基礎(chǔ)

1.定義與功能

2.組成部分

3.工作原理

二、控制原理

PWM信號(hào)×角度=方向

三、項(xiàng)目實(shí)踐

1.硬件連接

2.編程要點(diǎn)

3.團(tuán)隊(duì)合作與問(wèn)題解決

```

板書設(shè)計(jì)以清晰的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)，結(jié)合圖形和符號(hào)，增強(qiáng)藝術(shù)性和趣味性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。重點(diǎn)突出，便于學(xué)生理解和記憶，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與課堂討論和項(xiàng)目實(shí)踐。八、課堂1.課堂評(píng)價(jià)

-在課堂教學(xué)中，通過(guò)以下方式了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行解決：

-提問(wèn)：針對(duì)舵機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、控制原理及編程實(shí)例等內(nèi)容，向?qū)W生提問(wèn)，檢驗(yàn)學(xué)生的理解和掌握程度。

-觀察：在學(xué)生進(jìn)行小組討論、實(shí)驗(yàn)操作等環(huán)節(jié)，觀察學(xué)生的參與程度、合作能力和操作技能。

-測(cè)試：進(jìn)行課堂小測(cè)驗(yàn)，評(píng)估學(xué)生對(duì)舵機(jī)控制知識(shí)的掌握程度，以及在實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用能力。

-針對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)，及時(shí)給予反饋，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課堂活動(dòng)，提高學(xué)習(xí)效果。

2.作業(yè)評(píng)價(jià)

-對(duì)學(xué)生的課后作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改和點(diǎn)評(píng)，主要包括以下方面：

-知識(shí)點(diǎn)掌握：檢查學(xué)生對(duì)舵機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、控制原理等知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。

-項(xiàng)目實(shí)踐：評(píng)估學(xué)生在模擬港口船舵項(xiàng)目中的編程和硬件連接成果，關(guān)注學(xué)生的實(shí)際操作能力。

-思考與反思：鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)項(xiàng)目過(guò)程中遇到的問(wèn)題、解決方案以及收獲進(jìn)行總結(jié)和反思。

-及時(shí)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，對(duì)學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)給予肯定，對(duì)不足之處提出改進(jìn)建議。

-鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)努力，積極參與課堂學(xué)習(xí)和項(xiàng)目實(shí)踐，不斷提高自己的編程能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)：通過(guò)模擬港口船舵項(xiàng)目，將理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

2.小組合作：分組討論和項(xiàng)目實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和問(wèn)題解決能力。

（二）存在主要問(wèn)題

1.部分學(xué)生對(duì)舵機(jī)控制原理的理解不夠深入，需要進(jìn)一步加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的講解。

2.學(xué)生在編程和硬件連接過(guò)