深圳市青少年宫spike机器人课程 第二十八课 陀螺发射器-教学设计

深圳市青少年宫机器人课程第二十八课陀螺发射器-教学设spike课题科目班级课时计划L课时教师单位

一、教学内容分析本节课的主要教学内容为深圳市青少年宫spike机器人课程第二十八课“陀螺发射器”教学围绕机器人陀螺发射器的构造、原理及编程控制展开，重点使学生理解并掌握利用spike机器人套装中的零件组装一个可以发射陀螺的装置，并通过编程实现发射过程的自动控制教学内容与学生已有知识的联系在于，学生已在前期课程中学习了基础的机器人组装、编程知识，掌握了电机和传感器的使用本节课将在此基础上，结合课本第十五章“动态装置的原理与制作”，让学生运用已学的齿轮原理、动力传输知识，结合传感器检测发射时机，进一步探索和实现陀螺发射器的自动化控制通过此教学，旨在提高学生对机器人技术应用的综合实践能力

二、核心素养目标本节课的核心素养目标旨在培养学生以下几方面的能力首先，通过实践操作，增强学生的工程思维与创新能力，使其能够运用所学知识解决实际问题其次，提升学生的计算思维，通过编程控制陀螺发射器，锻炼其逻辑推理和问题解决能力再次，加强学生的团队协作与沟通能力，分组合作完成发射器的组装与调试，培养学生的协作精神最后，结合课本内容，引导学生深入理解科学原理，培养其科学探究精神，激发对科学技术的兴趣和热情通过本节课的学习，全面提升学生在机器人学科领域的核心素养

三、学情分析本节课面向的学生群体为已具备一定机器人基础知识的中高年级学生，他们在之前的课程中掌握了基本的机器人组装、编程及传感器应用等技能在知识层面，学生对齿轮原理、动力传输等有所了解，但可能在将这些知识应用于复杂装置的构建上仍需指导在能力方面，学生具备初步的问题分析和解决能力，计算思维和逻辑思维正处于发展阶段，但在面对实际操作中的问题时，仍需提高自主调整策略的能力素质方面，学生普遍具有较强的探究欲望和动手操作兴趣，但在团队协作中，部分学生在沟通与分工上存在不足，影响整体项目的进展止匕外，学生的行为习惯方面，课堂专注度、遵守操作规程等方面表现良好，但在面对挫折和失败时，部分学生可能表现出不耐烦或放弃的情绪这些情况对课程学习的影响主要体现在一方面，学生已有的知识和能力为基础，能够较快地理解和掌握本节课的教学内容；另一方面，教师需关注学生团队协作能力的培养，引导他们学会沟通与分工，提高解决问题的综合素质同时，针对学生的行为习惯，教师应适时给予鼓励和指导，帮助他们建立积极的学习态度和克服困难的信心

四、教学方法与策略本节课将采用项目导向学习法，结合讲授、讨论和实验等教学活动首先，通过讲授法对陀螺发射器的基本原理和组装方法进行讲解，为学生提供理论基础接着，设计小组讨论环节，让学生针对组装利编程过程中可能遇到的问题进行交流，激发学生的思考和创新能力在实验环节，学生将分组进行陀螺发射器的组装和编程，通过实际操作加深对知识点的理解此外，教学过程中将融入游戏化元素，如设置组装和编程竞赛，以激发学生的学习兴趣和竞争意识在教学媒体使用方面，将利用多媒体课件、实物模型和spike机器人套装，为学生提供直观的学习资源，辅助学生理解和掌握课程内容通过以上教学方法与策略，旨在促进学生主动参与、互动合作，提高课堂教学效果

五、教学过程设计

1.导入环节（5分钟）-教师通过展示一段关于陀螺发射器的趣味视频，创设情境，引发学生好奇心-提出问题“你们觉得陀螺发射器是如何工作的？它由哪些部分组成？”-学生分享对陀螺发射器的认识和猜测，教师总结并引导学生进入新课

2.讲授新课（10分钟）-教师简要讲解陀螺发射器的原理，如齿轮传动、动力传输等，并指出本节课的教学重点是掌握发射器的组装和编程-分步骤演示陀螺发射器的组装过程，强调关键步骤和注意事项-结合课本第十五章内容，讲解发射器编程的基本方法，如传感器的使用、电机控制等

3.巩固练习（10分钟）-学生分组，根据教师提供的组装和编程指导，合作完成一个陀螺发射器的制作-教师巡回指导，解答学生在制作过程中遇到的问题，帮助学生理解和掌握新知识

4.课堂提问与讨论（5分钟）-教师针对学生在制作过程中遇到的问题进行提问，检验学生对知识的理解和掌握程度-学生分享在制作过程中的心得体会，教师点评并总结

5.创新拓展与解决问题（10分钟）-鼓励学生思考如何优化陀螺发射器的性能，如增加稳定性、提高发射速度等-学生分组讨论，提出改进方案，并尝试在发射器上进行调整和优化-教师引导学生从工程思维、计算思维等角度分析问题，培养学生的核心素养

6.双边互动与总结（5分钟）-学生展示优化后的陀螺发射器，并进行实际操作演示-教师与学生共同评价各组的发射器性能，提出改进意见-教师对本节课的知识点进行总结，强调学生在制作过程中应掌握的技能和素养

7.课后作业（课后自主完成）-要求学生撰写一篇关于陀螺发射器制作过程的报告，内容包括原理、组装、编程、优化等-学生通过报告反思自己在制作过程中的收获和不足，为下一节课的学习做好准备

六、拓展与延伸

1.拓展阅读材料-《机器人技术与实践》第十五章动态装置的原理与制作-《中小学机器人教育指导纲要》中关于机器人编程与控制的章节

2.课后自主学习和探究-鼓励学生深入了解齿轮传动、动力传输等物理原理在机器人制作中的应用-探究不同类型的传感器在机器人编程中的作用，如触碰传感器、颜色传感器等-研究如何通过编程实现更复杂的机器人动作，如连续发射、自动瞄准等-了解国内外机器人竞赛的相关信息，如FLL、WRO等，分析优秀参赛作品的制作原理和技巧一学生可以尝试将所学知识应用于其他类型的动态装置制作，如投石机、弹射器等

七、作业布置与反馈

1.作业布置-学生完成一份关于陀螺发射器的制作报告，内容包括但不限于发射器的工作原理、组装过程、编程方法、优化策略及实际操作中的问题与解决方法-设计一个简单的机器人项目，要求运用本节课所学的齿轮传动和编程控制知识，实现一种动态动作，如抛球、抓取等-学生需在课后自行查找资料，了解一种传感器的新应用，并撰写简短的报告

2.作业反馈-教师在收到学生作业后，应及时进行批改，并对以下方面给予反馈-知识点的准确性检查报告中原理、组装、编程等描述是否准确无误-制作过程的逻辑性评价项目设计是否合理，步骤是否清晰，是否存在逻辑错误-创新性与实用性评价学生项目设计的新颖程度和实际应用价值-表达能力评价报告的书写是否条理清晰，语言表达是否准确-针对学生在作业中存在的问题，教师应给出具体的改进建议，如-对原理理解不深的学生，建议加强理论知识的学习，可推荐相关阅读材料-对编程掌握不足的学生，建议多进行实践操作练习，可提供额外的编程练习题-对项目设计缺乏创新的学生，鼓励他们多观察生活，尝试从日常生活中寻找灵感-教师应定期收集学生的反馈，了解作业批改后的学习效果，并根据学生的进步情况调整教学策略

八、内容逻辑关系

①重点知识点-陀螺发射器的原理与构造-齿轮传动和动力传输的应用-传感器在编程控制中的作用-项目导向学习法在机器人教学中的应用-机器人编程的基本方法和技巧

②关键词-陀螺发射器、齿轮、动力传输、传感器、编程、项目导向、计算思维、工程实践

③板书设计-主题陀螺发射器制作与编程-副标题齿轮传动与传感器应用-板书结构

1.发射器原理与构造-齿轮传动-动力传输

2.编程控制-传感器应用-电机控制

3.项目导向学习-分组合作-实践操作-板书简洁明了，通过图形和流程图形式展示组装过程和编程步骤，突出重点，便于学生理解和记忆。