论文部分内容阅读
一、教学内容分析
这是在学生学习了声音传感器和光感测距传感器之后的一节综合实践课。旨在通过设计机器人项目，使学生进一步理解声音传感器和光感测距传感器的功能和基本原理，学会应用声音传感器和光感测距传感器设计简单的机器人项目，并在项目活动中体会和归纳项目设计的基本思想和方法，为进一步深入学习奠定基础。
1.教学目标
（1）理解光感测距传感器和声音传感器的功能和基本原理，学会应用光感测距传感器和声音传感器设计简单的机器人项目。
（2）了解枚举算法的基本概念及用枚举法解决问题的基本过程，学会使用枚举法设计程序流程。
（3）亲历项目分析、设计和调试的全过程，从中体会设计机器人项目的一般流程，学习设计机器人项目的基本方法。
（4）在项目活动中体会做事要有规划性，要具体问题具体分析。
2.教学重点
声音传感器和光感测距传感器的使用方法。
3.教学难点
程序流程的设计。
二、教学对象分析
学习者为高一学生，他们已具备一定的自主和合作学习能力。在本节课之前，他们已经学习了程序的三种基本结构和程序流程设计的基本方法，学习了声音传感器和光感测距传感器的功能和基本原理，并已利用诺宝机器人平台设计过一些简单的机器人项目。因此，对于本节课的任务，学生通过自身努力以及小组合作，绝大多数能够完成。但这些学生初中没有程序设计的基础，学习机器人项目设计的时间还很短，对于程序流程的设计尚处于起步阶段，缺乏严谨的逻辑分析和总体规划的意识与能力，在项目设计时常会出现问题考虑不周，顾此失彼的现象。因此，对于他们来说，程序流程设计是最易出错的。
三、教学策略设计
本节课的教学设计遵循“做中学”的教育理念，将知识与方法的学习融入机器人项目中，让学生亲历项目分析、项目设计、交流总结的全过程；综合运用实践法、讨论法等教学方法，让学生在项目活动中，通过自身努力、小组合作和交流讨论，理解声音传感器、光感测距传感器的功能和基本原理，学习项目设计的基本思想和方法，力求在“做中学”、“学中做”的过程中实现教学目标。
具体设计思路如下：
四、教学资源
本节课将用到计算机、投影、诺宝机器人部件、诺宝机器人设计平台、e-Learning网络教室软件。另外，还有两个教师自行设计的学习资源。
1．信息技术学习网站
这是为方便学生学习和交流自行开发的一个网站。本网站下设四个栏目：学习资源、成果展示、讨论中心和下载中心。本节课学生主要用到“学习资源”（学生可在设计过程中参考相关知识）和“成果展示”（用于将学生设计好的程序上传）。
2．用PowerPoint制作的小课件
主要用于项目分析阶段。随着分析的层层深入，便于学生理解影响感应灯工作状态的因素、感应灯工作环境的可能情况及每种情况下灯的状态，帮助学生总结设计思路。在项目设计阶段，用大屏幕展示，方便学生在设计过程中参考。
五、教学过程
1.项目表演
教师演示“感应灯”项目，说明项目所选部件，引导学生复习光感测距传感器和声音传感器的知识。之后，教师让学生观察以下四种情况下灯的状态：
（1）光线弱，无声音；
（2）光线弱，有声音；
（3）光线强，无声音；
（4）光线强，有声音；
学生回想光感测距传感器和声音传感器的功能并与教师互动。他们仔细观察灯的状态，说出观察的结果，了解此机器人项目的功能。
师（设问）：这个机器人与现实生活的什么物体的功能相似呢？
学生思考并列举现实生活中相似的应用。
师（总结）：此项目就是模拟楼道中的感应灯设计的。今天，我们就来设计感应灯的项目。
2.项目分析
教师引导学生回想楼道中的感应灯是怎样工作的，结合机器人表演，分析项目需求。
学生在教师引导下进行项目分析：
师（设问）：项目需求清晰了，应该怎样设计这个项目呢？
学生总结设计思路。
教师指出本项目设计用的是枚举算法，并简介枚举算法，引导学生总结用枚举法解决问题的基本过程。
学生回想项目分析过程，体会用枚举法解决问题的基本过程，并在教师的引导下加以提炼和归纳。
3.项目设计
学生以小组合作的方式利用诺宝机器人仿真平台设计“感应灯”程序，并进行调试。待调试成功后，选择部件，组装成感应灯装置。然后从计算机上下载刚才调试的程序到机器人部件中，进行测试。
教师巡回辅导，发现共性问题，及时反馈、了解整体情况。
4.项目交流
（1）解决疑难
学生提出设计过程中遇到的困难、分析问题产生的原因、讨论解决方案（本节课有三个小组提出了问题，通过师生共同讨论交流，均得以解决）。
教师在交流过程中适当补充、强调，针对是否需要用“Break”退出永久循环的问题，抓住时机，教育学生要具体问题具体分析。
（2）展示方案
学生展示不同的设计方案，说明设计思路。（本节课展示了四种正确方案。有学生对其中一种方案提出质疑，在讨论后发现是从不同角度考虑的两种方案，均可行。）
教师引导并进行补充。
5.项目拓展
（1）设计新的机器人项目
学生以小组为单位设计机器人项目。
教师巡回辅导。
（2）项目展示
学生展示本组所设计的机器人项目，评价他组设计的项目。本节课共展示了三个项目：
①在前进过程中听到声音停下来唱歌。
②迎宾机器人。
③智能电子闹钟。
教师补充、引导和评价。
（作者单位：黑龙江实验中学）
（注：本案例曾在全国中小学程序设计与机器人教学研讨会上展示交流，并获一等奖。）
点评
这是一节基于“做中学”教育理念设计的综合实践课。整节课以设计制作感应灯项目为主线，学生通过项目活动，理解声音传感器和光感测距传感器的功能和基本原理，学习项目设计的基本思想和方法，在参与设计机器人项目的过程中掌握知识、形成能力、提高素质和完善人格。
本节课有以下特点：一是项目设计有创意。楼道中的感应灯是城市学生非常熟悉的，选择感应灯项目作为承载，很好地实现了教学内容与实际生活的有效结合，使学生认识到所学内容的现实应用价值，从而激发了学习兴趣和参与的积极性。二是在项目实践中渗透算法思想。开设机器人课的目的不仅仅是教会学生做几个机器人项目，而是通过做项目，让学生体验程序设计思想，学会应用科学的算法解决问题，从而达到训练学生逻辑思维的目的。本节课，教师很好地将算法思想融入项目活动，解决了传统算法教学脱离实际的问题和学生的学习困难。三是课堂参与度高。本节课，学生亲历了项目分析、项目设计、项目交流和项目拓展的全过程，充分发挥了学生的主体性。特别是在项目交流环节，教师引导学生提出问题、解决问题，交流设计方案，提倡一题多解，为学生创设了一个民主宽松的氛围。学生积极思考，认真投入地交流，甚至有争论，针对同一问题提出了四种解决方案，并进行了论证。
（点评人：黑龙江哈尔滨市教育研究院信息技术教研部杨 青）
这是在学生学习了声音传感器和光感测距传感器之后的一节综合实践课。旨在通过设计机器人项目，使学生进一步理解声音传感器和光感测距传感器的功能和基本原理，学会应用声音传感器和光感测距传感器设计简单的机器人项目，并在项目活动中体会和归纳项目设计的基本思想和方法，为进一步深入学习奠定基础。
1.教学目标
（1）理解光感测距传感器和声音传感器的功能和基本原理，学会应用光感测距传感器和声音传感器设计简单的机器人项目。
（2）了解枚举算法的基本概念及用枚举法解决问题的基本过程，学会使用枚举法设计程序流程。
（3）亲历项目分析、设计和调试的全过程，从中体会设计机器人项目的一般流程，学习设计机器人项目的基本方法。
（4）在项目活动中体会做事要有规划性，要具体问题具体分析。
2.教学重点
声音传感器和光感测距传感器的使用方法。
3.教学难点
程序流程的设计。
二、教学对象分析
学习者为高一学生，他们已具备一定的自主和合作学习能力。在本节课之前，他们已经学习了程序的三种基本结构和程序流程设计的基本方法，学习了声音传感器和光感测距传感器的功能和基本原理，并已利用诺宝机器人平台设计过一些简单的机器人项目。因此，对于本节课的任务，学生通过自身努力以及小组合作，绝大多数能够完成。但这些学生初中没有程序设计的基础，学习机器人项目设计的时间还很短，对于程序流程的设计尚处于起步阶段，缺乏严谨的逻辑分析和总体规划的意识与能力，在项目设计时常会出现问题考虑不周，顾此失彼的现象。因此，对于他们来说，程序流程设计是最易出错的。
三、教学策略设计
本节课的教学设计遵循“做中学”的教育理念，将知识与方法的学习融入机器人项目中，让学生亲历项目分析、项目设计、交流总结的全过程；综合运用实践法、讨论法等教学方法，让学生在项目活动中，通过自身努力、小组合作和交流讨论，理解声音传感器、光感测距传感器的功能和基本原理，学习项目设计的基本思想和方法，力求在“做中学”、“学中做”的过程中实现教学目标。
具体设计思路如下：
四、教学资源
本节课将用到计算机、投影、诺宝机器人部件、诺宝机器人设计平台、e-Learning网络教室软件。另外，还有两个教师自行设计的学习资源。
1．信息技术学习网站
这是为方便学生学习和交流自行开发的一个网站。本网站下设四个栏目：学习资源、成果展示、讨论中心和下载中心。本节课学生主要用到“学习资源”（学生可在设计过程中参考相关知识）和“成果展示”（用于将学生设计好的程序上传）。
2．用PowerPoint制作的小课件
主要用于项目分析阶段。随着分析的层层深入，便于学生理解影响感应灯工作状态的因素、感应灯工作环境的可能情况及每种情况下灯的状态，帮助学生总结设计思路。在项目设计阶段，用大屏幕展示，方便学生在设计过程中参考。
五、教学过程
1.项目表演
教师演示“感应灯”项目，说明项目所选部件，引导学生复习光感测距传感器和声音传感器的知识。之后，教师让学生观察以下四种情况下灯的状态：
（1）光线弱，无声音；
（2）光线弱，有声音；
（3）光线强，无声音；
（4）光线强，有声音；
学生回想光感测距传感器和声音传感器的功能并与教师互动。他们仔细观察灯的状态，说出观察的结果，了解此机器人项目的功能。
师（设问）：这个机器人与现实生活的什么物体的功能相似呢？
学生思考并列举现实生活中相似的应用。
师（总结）：此项目就是模拟楼道中的感应灯设计的。今天，我们就来设计感应灯的项目。
2.项目分析
教师引导学生回想楼道中的感应灯是怎样工作的，结合机器人表演，分析项目需求。
学生在教师引导下进行项目分析：
师（设问）：项目需求清晰了，应该怎样设计这个项目呢？
学生总结设计思路。
教师指出本项目设计用的是枚举算法，并简介枚举算法，引导学生总结用枚举法解决问题的基本过程。
学生回想项目分析过程，体会用枚举法解决问题的基本过程，并在教师的引导下加以提炼和归纳。
3.项目设计
学生以小组合作的方式利用诺宝机器人仿真平台设计“感应灯”程序，并进行调试。待调试成功后，选择部件，组装成感应灯装置。然后从计算机上下载刚才调试的程序到机器人部件中，进行测试。
教师巡回辅导，发现共性问题，及时反馈、了解整体情况。
4.项目交流
（1）解决疑难
学生提出设计过程中遇到的困难、分析问题产生的原因、讨论解决方案（本节课有三个小组提出了问题，通过师生共同讨论交流，均得以解决）。
教师在交流过程中适当补充、强调，针对是否需要用“Break”退出永久循环的问题，抓住时机，教育学生要具体问题具体分析。
（2）展示方案
学生展示不同的设计方案，说明设计思路。（本节课展示了四种正确方案。有学生对其中一种方案提出质疑，在讨论后发现是从不同角度考虑的两种方案，均可行。）
教师引导并进行补充。
5.项目拓展
（1）设计新的机器人项目
学生以小组为单位设计机器人项目。
教师巡回辅导。
（2）项目展示
学生展示本组所设计的机器人项目，评价他组设计的项目。本节课共展示了三个项目：
①在前进过程中听到声音停下来唱歌。
②迎宾机器人。
③智能电子闹钟。
教师补充、引导和评价。
（作者单位：黑龙江实验中学）
（注：本案例曾在全国中小学程序设计与机器人教学研讨会上展示交流，并获一等奖。）
点评
这是一节基于“做中学”教育理念设计的综合实践课。整节课以设计制作感应灯项目为主线，学生通过项目活动，理解声音传感器和光感测距传感器的功能和基本原理，学习项目设计的基本思想和方法，在参与设计机器人项目的过程中掌握知识、形成能力、提高素质和完善人格。
本节课有以下特点：一是项目设计有创意。楼道中的感应灯是城市学生非常熟悉的，选择感应灯项目作为承载，很好地实现了教学内容与实际生活的有效结合，使学生认识到所学内容的现实应用价值，从而激发了学习兴趣和参与的积极性。二是在项目实践中渗透算法思想。开设机器人课的目的不仅仅是教会学生做几个机器人项目，而是通过做项目，让学生体验程序设计思想，学会应用科学的算法解决问题，从而达到训练学生逻辑思维的目的。本节课，教师很好地将算法思想融入项目活动，解决了传统算法教学脱离实际的问题和学生的学习困难。三是课堂参与度高。本节课，学生亲历了项目分析、项目设计、项目交流和项目拓展的全过程，充分发挥了学生的主体性。特别是在项目交流环节，教师引导学生提出问题、解决问题，交流设计方案，提倡一题多解，为学生创设了一个民主宽松的氛围。学生积极思考，认真投入地交流，甚至有争论，针对同一问题提出了四种解决方案，并进行了论证。
（点评人：黑龙江哈尔滨市教育研究院信息技术教研部杨 青）