深圳市青少年宮spike機器人課程 第十三課 橢圓漫步機-教學(xué)實錄

深圳市青少年宮spike機器人課程第十三課橢圓漫步機-教學(xué)實錄一、課程背景與目標(biāo)定位

本節(jié)課為深圳市青少年宮spike機器人課程第十三課，主題為“橢圓漫步機”。本課程旨在通過引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計并搭建一個能夠模擬橢圓運動軌跡的機器人，讓學(xué)生深入了解橢圓的性質(zhì)及其在實際生活中的應(yīng)用。課程內(nèi)容與中學(xué)數(shù)學(xué)、物理學(xué)科緊密相關(guān)，旨在培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力、動手操作能力及創(chuàng)新思維。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將掌握橢圓運動的基本原理，并能運用所學(xué)知識解決實際問題。二、學(xué)情分析與內(nèi)容規(guī)劃

1.學(xué)情分析：學(xué)生已具備基礎(chǔ)的機器人搭建和編程能力，但對橢圓軌跡的理解和運用尚處于初步階段，需要在實踐中加深理解和應(yīng)用。

2.內(nèi)容規(guī)劃：課程將圍繞橢圓軌跡的運動原理，設(shè)計spike機器人的搭建指導(dǎo)、編程實踐和調(diào)試優(yōu)化。首先，通過理論學(xué)習(xí)橢圓的基本特性和運動規(guī)律；其次，指導(dǎo)學(xué)生分步搭建橢圓漫步機，并編寫相應(yīng)的控制程序；最后，通過實踐操作，調(diào)整機器人參數(shù)，實現(xiàn)平滑的橢圓運動。三、學(xué)習(xí)者分析

1.學(xué)生已經(jīng)掌握了基礎(chǔ)的機器人搭建知識，能夠理解簡單的編程邏輯，并熟悉了spike機器人的基本操作和功能。在數(shù)學(xué)方面，學(xué)生對橢圓的基本概念和性質(zhì)有了一定的了解，但在應(yīng)用層面尚需提升。

2.學(xué)生對機器人制作和編程具有濃厚的興趣，他們善于動手實踐，喜歡通過操作來學(xué)習(xí)新知識。在學(xué)習(xí)能力上，學(xué)生具備良好的邏輯思維和問題解決能力，但個別學(xué)生在空間想象力和抽象思維方面存在差異。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生偏好互動式和體驗式學(xué)習(xí)，對理論知識的接受程度相對較低。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)包括：對橢圓運動原理的深入理解，將理論知識轉(zhuǎn)化為實際操作的能力，以及在調(diào)試機器人時可能遇到的技術(shù)問題。此外，團隊合作中的溝通和協(xié)調(diào)也可能成為挑戰(zhàn)之一。四、教學(xué)資源

1.硬件資源：spike機器人套裝、計算機設(shè)備、電子傳感器、電機及連接線等。

2.軟件資源：spike編程軟件、橢圓軌跡模擬軟件。

3.課程平臺：青少年宮spike機器人教學(xué)平臺。

4.信息化資源：教學(xué)PPT、橢圓軌跡相關(guān)教學(xué)視頻、編程示例代碼。

5.教學(xué)手段：小組討論、演示教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動、問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)。五、教學(xué)過程設(shè)計

1.情境導(dǎo)入（5分鐘）

內(nèi)容：教師通過展示一段spike機器人模擬橢圓運動的視頻，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注橢圓軌跡的特點，并提出問題：“同學(xué)們，你們知道這個機器人是如何實現(xiàn)橢圓運動的嗎？橢圓運動在現(xiàn)實生活中有哪些應(yīng)用？”通過這種方式激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心，為后續(xù)的新知探索打下基礎(chǔ)。

2.新知探索（20分鐘）

內(nèi)容：教師首先通過PPT介紹橢圓的定義、性質(zhì)及其運動規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生理解橢圓運動的基本概念。接著，教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)spike機器人的基本組件和功能，以及如何使用編程軟件編寫控制程序。在這一環(huán)節(jié)，教師可以設(shè)置一些簡單的編程任務(wù)，讓學(xué)生動手實踐，加深對橢圓運動的理解。

在新知探索過程中，教師將學(xué)生分成小組，每組分配一個spike機器人套裝。教師引導(dǎo)學(xué)生按照教材指導(dǎo)，分步搭建橢圓漫步機。在搭建過程中，教師會巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生的問題，并確保每個學(xué)生都能參與到搭建過程中。

3.互動體驗（15分鐘）

內(nèi)容：在橢圓漫步機搭建完成后，教師組織學(xué)生進(jìn)行編程實踐。教師提供一段示例代碼，并引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)橢圓運動的規(guī)律，修改代碼中的參數(shù)，使機器人能夠?qū)崿F(xiàn)平滑的橢圓運動。在實踐過程中，學(xué)生可以互相觀察、討論和交流，共同解決問題。

在互動體驗環(huán)節(jié)，教師會設(shè)置一些挑戰(zhàn)性的任務(wù)，如改變橢圓的大小、調(diào)整運動速度等，讓學(xué)生在實踐中探索和發(fā)現(xiàn)橢圓運動的特點。同時，教師會鼓勵學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)意，設(shè)計出具有自己特色的橢圓漫步機。

4.實踐應(yīng)用（5分鐘）

內(nèi)容：在實踐應(yīng)用環(huán)節(jié)，教師組織學(xué)生進(jìn)行展示和評價。每組學(xué)生展示自己的橢圓漫步機，并簡要介紹設(shè)計思路和調(diào)試過程。其他學(xué)生對其進(jìn)行評價，提出改進(jìn)意見。教師根據(jù)學(xué)生的展示和評價，總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)成果，并布置課后作業(yè)：讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識，思考橢圓運動在現(xiàn)實生活中的其他應(yīng)用。

通過實踐應(yīng)用環(huán)節(jié)，學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識應(yīng)用到實際生活中，提高解決問題的能力。同時，展示和評價活動也有助于培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力和團隊協(xié)作精神。六、教學(xué)反思

這節(jié)課通過橢圓漫步機的搭建和編程，讓學(xué)生深刻理解了橢圓運動原理?？吹綄W(xué)生們能夠?qū)⒗碚撝R轉(zhuǎn)化為實際操作，我感到非常欣慰。但在教學(xué)過程中，我也發(fā)現(xiàn)了一些不足之處，比如部分學(xué)生在編程時遇到困難，需要更多個別指導(dǎo)。另外，課堂時間分配上，互動體驗環(huán)節(jié)略顯緊張，未來我會調(diào)整時間安排，確保每個學(xué)生都有足夠的實踐機會。我會繼續(xù)優(yōu)化教學(xué)方法，讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中學(xué)習(xí)更多知識。七、教學(xué)資源與技術(shù)支持

教學(xué)資源庫：

-課件資源：制作包含橢圓定義、性質(zhì)、應(yīng)用案例等內(nèi)容的PPT課件，以及spike機器人搭建和編程的步驟演示。

-案例庫：收集不同類型的橢圓應(yīng)用實例，如行星運動、橢圓齒輪等，以及相應(yīng)的spike機器人項目案例。

-視頻資源：錄制橢圓運動原理講解視頻、spike機器人搭建和編程教學(xué)視頻，以及學(xué)生操作演示視頻。

-文章資源：整理關(guān)于橢圓軌跡在工程和自然界中應(yīng)用的科普文章，以及spike機器人相關(guān)技術(shù)文章。

在線學(xué)習(xí)平臺：

-遠(yuǎn)程教學(xué)：利用青少年宮spike機器人教學(xué)平臺進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué)，發(fā)布課程通知、教學(xué)資料和作業(yè)。

-互動交流：設(shè)置在線論壇和即時通訊工具，方便學(xué)生提問、討論和分享經(jīng)驗。

-學(xué)習(xí)跟蹤：通過平臺記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、作業(yè)完成情況和測試成績，以便教師跟蹤教學(xué)效果。

技術(shù)支持：

-硬件保障：定期檢查和維護spike機器人套裝，確保所有設(shè)備功能正常，滿足教學(xué)需求。

-軟件更新：及時更新spike編程軟件和相關(guān)教學(xué)資源，保證教學(xué)內(nèi)容的最新性。

-網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：確保網(wǎng)絡(luò)連接穩(wěn)定，保障在線學(xué)習(xí)平臺的流暢運行。

-技術(shù)培訓(xùn)：為教師提供spike機器人編程和教學(xué)平臺的操作培訓(xùn)，以及必要的技術(shù)支持服務(wù)。

-安全保障：加強網(wǎng)絡(luò)安全措施，保護教學(xué)資源不受侵害，確保學(xué)生個人信息的安全。

教學(xué)資源和技術(shù)支持的有效整合，能夠極大地提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗。通過以上措施，教師能夠更加高效地備課和教學(xué)，學(xué)生也能夠在自主學(xué)習(xí)和協(xié)作探究中更好地掌握知識。八、作業(yè)布置與反饋

作業(yè)布置：

1.理論作業(yè)：要求學(xué)生復(fù)習(xí)橢圓的定義、性質(zhì)和運動規(guī)律，并撰寫一篇短文，闡述橢圓運動在生活中的應(yīng)用，以及如何將橢圓運動原理應(yīng)用到spike機器人的編程中。

2.實踐作業(yè)：學(xué)生需要根據(jù)課堂所學(xué)，獨立編寫一個spike機器人的控制程序，實現(xiàn)橢圓軌跡的運動。要求程序中包含變量調(diào)整，以改變橢圓的大小和運動速度。

3.創(chuàng)新作業(yè)：鼓勵學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)意，設(shè)計一個基于橢圓軌跡的新穎spike機器人項目，并繪制出項目的設(shè)計草圖和預(yù)期效果。

作業(yè)反饋：

在作業(yè)批改過程中，我重點關(guān)注了學(xué)生對于橢圓運動原理的理解程度以及編程實踐的能力。以下是對學(xué)生作業(yè)的反饋：

1.理論作業(yè)反饋：大多數(shù)學(xué)生能夠準(zhǔn)確描述橢圓的基本性質(zhì)，但在闡述橢圓運動應(yīng)用方面，部分學(xué)生的理解不夠深入，未能充分聯(lián)系生活實際。對于這些學(xué)生，我給出了具體的改進(jìn)建議，鼓勵他們通過查閱資料或觀察生活，找到更多橢圓運動的應(yīng)用實例。

2.實踐作業(yè)反饋：學(xué)生在編程實踐方面的表現(xiàn)參差不齊。一些學(xué)生能夠順利實現(xiàn)橢圓軌跡的運動，但在變量調(diào)整上存在困難。我針對這些問題進(jìn)行了個別指導(dǎo)，提供了一些調(diào)試技巧，并鼓勵他們在實踐中不斷嘗試和優(yōu)化。

3.創(chuàng)新作業(yè)反饋：創(chuàng)新作業(yè)展現(xiàn)了學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力。大部分學(xué)生能夠提出有趣的想法，但部分設(shè)計缺乏可行性。我對每個項目都給出了具體的評價和建議，強調(diào)在創(chuàng)意設(shè)計的同時，也要考慮實際操作的可能性和技術(shù)限制。九、結(jié)語

同學(xué)們，今天我們一起探索了橢圓的世界，不僅了解了橢圓的性質(zhì)，還親自動手制作了橢圓漫步機。通