資源簡介

課程 名稱 掃地機器人
科目 信息科技 教學(xué) 對象 六年級 設(shè)計者
課時 1課時
一、教學(xué)內(nèi)容分析
為讓新課標(biāo)理念落地，本人選擇在現(xiàn)有教材上做一些嘗試與突破，選擇學(xué)生最熟悉的人工智能技術(shù)——智能掃地機器人作為模擬對象設(shè)計大情景，對原有教材中的課程內(nèi)容進行調(diào)整，結(jié)合scratch軟件中的運動模塊、事件模塊、判定與偵測模塊、變量模塊、運算模塊、廣播等內(nèi)容，融入創(chuàng)作空間更大的克隆代碼、列表、畫筆板塊的學(xué)習(xí)，并結(jié)合真實生活中智能掃地機器人的功能進行大單元項目的拆分，分解為四個小項目作為任務(wù)群，在系列項目中學(xué)習(xí)一定相關(guān)模塊，每個課時主題既有一定集中性與代表性，課時之間又不失整體性，讓學(xué)生從真實情境中學(xué)習(xí)。 具體任務(wù)群介紹如下：①第一課時，學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗選擇大單元主題——智能掃地機器人，并設(shè)定相關(guān)分課時的模擬功能，即任務(wù)，掌握順序結(jié)構(gòu)與重復(fù)結(jié)構(gòu)；根據(jù)設(shè)定的分課時任務(wù)開始模擬，學(xué)生需要借助控制與偵測實現(xiàn)自動躲避家具、以及清理地毯時對拖布進行自動抬升的智慧功能，掌握控制偵測代碼與分支結(jié)構(gòu)；②第二課時，學(xué)生從模擬自動充電的需求出發(fā)，解決充電的基礎(chǔ)之上，再提出完善耗電效果，能綜合所學(xué)適當(dāng)進行創(chuàng)新設(shè)計；最后，學(xué)生借助邏輯運算符對電量顯示功能進行編程，并對項目進行完善，使得代碼更加簡短；③第三課時為了更顯著的看到清掃效果，對真實情景進一步還原，學(xué)生自主提出了相關(guān)訴求，對垃圾進行一個簡單模擬，利用流程圖突破難題，學(xué)習(xí)掌握廣播于克隆板塊代碼④最后的課時當(dāng)中，學(xué)生可以展示已經(jīng)創(chuàng)作的智能掃地機器人模擬作品，也可以自行利用已學(xué)知識進行已有智能家電或智能設(shè)備進行模擬，或自行設(shè)計未來家電并進行編程。 通過四個課時，學(xué)生在真實的情景中完成多個任務(wù)群，在掌握基礎(chǔ)編程思維與操作的基礎(chǔ)上，培育學(xué)科核心素養(yǎng)——信息意識、計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力以及信息社會責(zé)任。
二、核心目標(biāo)
1.學(xué)生通過流程圖與代碼塊，將自然語言轉(zhuǎn)化為程序語言，并能根據(jù)需求解決問題并實現(xiàn)相關(guān)功能模擬、完善與創(chuàng)新，在此過程中養(yǎng)成獲取、分析與篩選信息的能力，增強信息意識。（信息意識） 2.學(xué)生借助板書、流程圖等進行抽象、分解、算法設(shè)計等思維活動，綜合應(yīng)用變量模塊、循環(huán)結(jié)構(gòu)等知識，編寫程序掃地機器人電量自動充電的模擬，并完善清掃時耗電的情景，從而初步體會問題抽象、問題分解、算法設(shè)計的思想，發(fā)展計算思維。（計算思維） 3.學(xué)生結(jié)合生活中的真實情境，借助微課數(shù)字資源、計算機等數(shù)字設(shè)備，開展自主學(xué)習(xí)和合作探究，理解變量的概念、掌握其相關(guān)代碼意義與作用，從而積極主動地進行問題解決，實現(xiàn)智能掃地機器人自動充電功能的模擬與完善，培養(yǎng)數(shù)字化學(xué)習(xí)能力。并在此過程中通過各類鼓勵，讓學(xué)生樂于用技術(shù)進行功能創(chuàng)新，集合團隊智慧，實現(xiàn)思維的發(fā)散，提升數(shù)字化創(chuàng)新能力。（數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新） 4.學(xué)生在編程過程不斷發(fā)現(xiàn)問題、產(chǎn)生需求，并通過小組討論合作來解決問題、實現(xiàn)設(shè)想，完成并完善產(chǎn)品基本功能的模擬，每個學(xué)生能在團隊中找到自己的定位分工，最終樂于幫助他人展開信息活動，樂于負責(zé)任地與他人共享信息和資源，從而建立或提升信息社會責(zé)任感。（信息社會責(zé)任）
三、教學(xué)重難點
教學(xué)重點： 1.通過自主探究與小組合作，在解決問題的過程當(dāng)中，通過問題拆解、分析與梳理，借助微課理解變量的含義及其代碼意義與作用，并能恰當(dāng)選擇與使用，從而發(fā)展信息意識與信息社會責(zé)任感； 2.借助“自然語言——流程圖梳理——編程搭建”這樣一個邏輯過程，培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實際需要來解決問題的思維，提升學(xué)科核心素養(yǎng)——計算思維。 教學(xué)難點： 掌握課時重點的基礎(chǔ)上，學(xué)生能從生活的真實情景出發(fā)進行發(fā)散思維，對現(xiàn)有程序項目進行完善或是進行創(chuàng)新功能的設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字化創(chuàng)新能力。
四、教學(xué)環(huán)境及資源準(zhǔn)備
多媒體電子教室、scratch軟件、微課、演示文稿。
五、教學(xué)過程
主要 環(huán)節(jié) 教師活動和學(xué)生活動 新課標(biāo)體現(xiàn)說明 及設(shè)計意圖
（一）回顧舊知，提出問題 各位項目經(jīng)理們，又到了我們項目研發(fā)的時間了。通過大家的開發(fā)與研究，我們已經(jīng)模擬出了智能掃地機器人的部分功能，哪位同學(xué)愿意帶領(lǐng)大家一起復(fù)習(xí)一下，智能掃地機器人具有哪些“智慧”功能呢？ 自動避障、自主抬升、自動充電、模擬垃圾。在第一課時，我們借助scratch中的運動模塊，讓機器人開始清掃工作，通過偵測模塊讓機器人判斷是否碰到墻壁、沙發(fā)。 同學(xué)們想起來了嗎，單元項目該進展到哪里了呢？ 自動充電 那么我們這節(jié)課的目標(biāo)就是——自動充電。 板書：模擬智能掃地機器人——自動充電 通過復(fù)習(xí)，幫助學(xué)生快速回顧項目整體安排與目前進展，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。
（二）實踐探究 ，揭秘耗電 任務(wù)一：揭秘自然耗電 看來各位項目經(jīng)理們對本次的項目目標(biāo)已經(jīng)非常了解了，但是在做充電之前，我們得先搞明白耗電。請同學(xué)們思考，掃地機器人在開始清掃前，有沒有電量呢？電量是在什么時候開始消耗的呢？當(dāng)電量少于多少，機器人就該去充電呢？ 請大家嘗試用一段話去描述，可以參照老師給的文字，組織一下語言，哪位同學(xué)愿意分享一下自己的想法？ 你的設(shè)計真棒！讓我們把文字轉(zhuǎn)化為更直觀的流程圖吧，請大家按照自己的設(shè)計，填寫任務(wù)一中的流程圖，速度快的同學(xué)可以把腳本設(shè)計一起填了。 我看這位同學(xué)速度最快，我們請他來分享一下流程圖的內(nèi)容。 流程圖梳理（板書） 在流程圖中有一個詞非常關(guān)鍵，我們通過描述它的數(shù)值來了解機器人的能量，它是？ 你是否在scratch里看到了表示電量的代碼？那我們該怎么表示電量呢？ 大家可以動手在程序里探究尋找。 請學(xué)生分享新建變量的方法，并總結(jié)兩條控件的區(qū)別及用法。（初始化）（表示耗電過程） 接下來請同學(xué)們?yōu)榱鞒虉D匹配到合適的代碼。 程序搭建 借助學(xué)習(xí)單一任務(wù)一板塊，再次梳理熟路，并嘗試動手搭建代碼。 基本功能成果展示（耗電） 任務(wù)二：完善自動充電 同學(xué)們，你們已經(jīng)學(xué)會模擬自動耗電的過程了，那么反過來，充電的過程應(yīng)該是怎么樣的呢？ 使用自然語言描述： 開始充電 每充電____秒， 電量增加_____； 如果電量達到________， 那么_______.。 程序搭建 借助流程圖，幫助學(xué)生梳理思路，培養(yǎng)計算思維與信息藝術(shù)，降低后續(xù)程語言轉(zhuǎn)化難度。 考慮不同階段的學(xué)生水平，利用微課為沒有基礎(chǔ)的學(xué)生搭建學(xué)習(xí)支架，培養(yǎng)數(shù)字化學(xué)習(xí)能力。 通過微課學(xué)習(xí)突破本課程難點，為學(xué)生提供學(xué)習(xí)支架，有效突破項目關(guān)鍵點
（三）自主分析 ，合作創(chuàng)新 恭喜各項目組全部完成基本功能的開發(fā)，我們的項目就到此為止了嗎？還可以從哪方面去完善它？ 請學(xué)生表達分享。 聯(lián)系真實的生活情境發(fā)現(xiàn)問題、提出需求、思考并回答問題。 根據(jù)任務(wù)一“揭秘自然充電”的方法，利用學(xué)習(xí)單，通過小組合作探究的方式完成“閃充模式”流程圖，并選擇代碼，修改相關(guān)參數(shù)。 挑戰(zhàn)任務(wù)三，當(dāng)清掃垃圾時，需要耗電加大。小組合作探究完成方案設(shè)計和腳本搭建，并進行匯報。 創(chuàng)意作業(yè)，請考慮垃圾因素（可以使用素材包，上傳垃圾角色），進行創(chuàng)意編程。 其它想法，比如低電量模式下運行機器人，耗電會減少；統(tǒng)計垃圾清掃數(shù)量，達到一定程度將結(jié)束清掃等等。 借助學(xué)習(xí)單上難點提示，完成程序搭建 學(xué)生講解并演示 學(xué)生點評 通過欣賞各組的成果，了解項目的評估標(biāo)準(zhǔn)，對一個項目的流程有真實的體驗。 通過小組合作，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)——計算思維以及信息社會責(zé)任。
（四）課堂回顧 拓展延伸 課堂回顧 通過今天自動充電項目的開發(fā)，我們知道了如何用變量去描述機器人耗電-充電的過程。 在本項目開發(fā)過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，發(fā)現(xiàn)需求、實現(xiàn)需求，其實技術(shù)就是在這樣一個過程中不斷迭代更新的，我們要敢于不斷嘗試，不斷突破，用技術(shù)改善生活。 通過總結(jié)，讓學(xué)生對課堂知識有較系統(tǒng)的了解。
（五）板書設(shè)計
模擬智能掃地機器人——自動充電
六、教學(xué)反思

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