深圳市青少年宮spike機(jī)器人課程 第四課 動感單車（教學(xué)設(shè)計）

深圳市青少年宮spike機(jī)器人課程第四課動感單車（教學(xué)設(shè)計）科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）深圳市青少年宮spike機(jī)器人課程第四課動感單車（教學(xué)設(shè)計）教學(xué)內(nèi)容分析親愛的小朋友們，今天我們要一起走進(jìn)機(jī)器人課程的第四課——動感單車。這節(jié)課，我們將通過課本中的第四章“機(jī)器人運(yùn)動控制”，學(xué)習(xí)如何讓我們的機(jī)器人動起來，感受運(yùn)動的樂趣。我們會一起探討如何通過編程，讓機(jī)器人像騎單車一樣，前后擺動、左右轉(zhuǎn)動，甚至還能模擬加速和減速。這節(jié)課，不僅有趣，還能讓我們更好地理解機(jī)器人的運(yùn)動原理哦！??????核心素養(yǎng)目標(biāo)分析在本節(jié)課“動感單車”的教學(xué)中，我們旨在培養(yǎng)學(xué)生的幾個關(guān)鍵核心素養(yǎng)。首先，通過編程實踐，提升學(xué)生的信息意識，讓他們意識到編程在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用價值。其次，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的計算思維，通過解決實際問題，培養(yǎng)邏輯推理和問題解決能力。再者，注重學(xué)生的創(chuàng)新實踐，鼓勵學(xué)生在設(shè)計中嘗試不同的解決方案。最后，強(qiáng)化學(xué)生的合作意識，在團(tuán)隊協(xié)作中學(xué)習(xí)如何有效溝通和分工合作。這些核心素養(yǎng)的培育，將為學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。??????教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點，

①編程實現(xiàn)機(jī)器人的基本運(yùn)動控制：我們將重點講解如何通過編寫代碼，使機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)前后擺動、左右轉(zhuǎn)動等基本運(yùn)動，這是學(xué)生理解機(jī)器人運(yùn)動控制原理的關(guān)鍵。

②理解運(yùn)動控制的變量調(diào)整：如何調(diào)整速度、角度等變量，使得機(jī)器人運(yùn)動更加穩(wěn)定和符合預(yù)期，這是學(xué)生需要掌握的核心技能。

2.教學(xué)難點，

①編程邏輯的準(zhǔn)確性：確保代碼邏輯無誤，使得機(jī)器人能夠按照設(shè)定的程序準(zhǔn)確執(zhí)行運(yùn)動，這對學(xué)生的編程邏輯思維和細(xì)節(jié)處理能力提出了挑戰(zhàn)。

②調(diào)試與優(yōu)化：在機(jī)器人運(yùn)動過程中，可能會出現(xiàn)偏差，如何通過調(diào)試和優(yōu)化代碼來解決問題，這對學(xué)生的實踐能力和耐心是一個考驗。

③運(yùn)動軌跡的控制：設(shè)計出平滑、穩(wěn)定的運(yùn)動軌跡，而非簡單的直線或折線運(yùn)動，需要學(xué)生對運(yùn)動學(xué)有一定的理解和應(yīng)用能力。教學(xué)資源-軟硬件資源：Spike機(jī)器人套件、編程控制板、連接線、動感單車模塊、傳感器（速度傳感器、角度傳感器等）

-課程平臺：青少年宮Spike機(jī)器人教學(xué)平臺

-信息化資源：機(jī)器人編程軟件（如Scratch、MakeCode等）

-教學(xué)手段：實物演示、小組合作、項目式學(xué)習(xí)、視頻教學(xué)教學(xué)過程設(shè)計1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對動感單車的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“小朋友們，你們有沒有騎過動感單車？你們覺得騎動感單車是一種怎樣的體驗？”

展示一些動感單車的圖片或視頻片段，讓學(xué)生直觀感受動感單車的運(yùn)動特點。

簡短介紹動感單車的基本概念和它在健身運(yùn)動中的重要性，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.動感單車基礎(chǔ)知識講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解動感單車的基本概念、組成部分和運(yùn)動原理。

過程：

講解動感單車的定義，包括其主要組成元素如座椅、踏板、阻力調(diào)節(jié)器等。

詳細(xì)介紹動感單車的組成部分和功能，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

3.動感單車案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解動感單車的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的動感單車案例進(jìn)行分析，如不同品牌、型號的單車對比，以及在健身房中的應(yīng)用。

詳細(xì)介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學(xué)生全面了解動感單車的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對健身運(yùn)動的影響，以及如何根據(jù)個人需求選擇合適的動感單車。

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題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個與動感單車相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論，如“如何選擇適合自己的動感單車”、“動感單車對健康的影響”等。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時加深全班對動感單車的認(rèn)識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對展示內(nèi)容進(jìn)行提問和點評，促進(jìn)互動交流。

教師總結(jié)各組的亮點和不足，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)動感單車的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括動感單車的定義、組成部分、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)動感單車在健身運(yùn)動中的價值和作用，鼓勵學(xué)生關(guān)注自己的身體健康。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于動感單車的短文或報告，以鞏固學(xué)習(xí)效果，并鼓勵他們在生活中嘗試使用動感單車進(jìn)行鍛煉。

7.課堂實踐活動（15分鐘）

目標(biāo)：通過實際操作，讓學(xué)生親身體驗動感單車的運(yùn)動魅力。

過程：

在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生分組進(jìn)行動感單車操作練習(xí)。

教師示范正確的騎行姿勢和技巧，并解答學(xué)生在操作過程中遇到的問題。

學(xué)生輪流嘗試，體驗動感單車的運(yùn)動樂趣，同時注意安全。

8.課堂反思與總結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：幫助學(xué)生回顧學(xué)習(xí)過程，反思自己的學(xué)習(xí)收獲。

過程：

教師引導(dǎo)學(xué)生反思本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，總結(jié)自己在動感單車學(xué)習(xí)中的收獲和不足。

鼓勵學(xué)生在課后繼續(xù)探索動感單車的相關(guān)知識，并將所學(xué)應(yīng)用到實際生活中。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-動感單車的歷史與發(fā)展：介紹動感單車的發(fā)展歷程，從最初的固定自行車演變到現(xiàn)代的智能動感單車，以及它在健身領(lǐng)域的普及和影響。

-機(jī)器人與健身的結(jié)合：探討機(jī)器人技術(shù)在健身領(lǐng)域的應(yīng)用，如智能健身教練、個性化健身方案等，以及這些技術(shù)如何提升健身效果。

-人體運(yùn)動生理學(xué)基礎(chǔ)：介紹人體運(yùn)動的基本原理，包括肌肉工作原理、能量代謝、運(yùn)動損傷預(yù)防等，幫助學(xué)生理解運(yùn)動對身體的影響。

-動感單車編程技巧：分享一些高級編程技巧，如使用循環(huán)、條件語句等，以實現(xiàn)更復(fù)雜的運(yùn)動控制，如模擬上下坡、阻力調(diào)節(jié)等。

2.拓展建議：

-鼓勵學(xué)生閱讀相關(guān)書籍或文章，如《動感單車健身指南》、《機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用》等，以拓寬知識面。

-建議學(xué)生參觀健身房或體育用品店，了解不同類型的動感單車和健身器材，以及它們的特點和適用人群。

-組織學(xué)生進(jìn)行小組項目，設(shè)計一個基于動感單車的健身課程，結(jié)合編程技術(shù)，實現(xiàn)個性化健身方案。

-引導(dǎo)學(xué)生參與社區(qū)健身活動，如動感單車比賽或健身講座，以實際體驗動感單車的魅力。

-建議學(xué)生進(jìn)行自我評估，了解自己的體能水平和健身目標(biāo)，制定合理的健身計劃，并使用動感單車作為輔助工具。

-鼓勵學(xué)生參與機(jī)器人編程競賽或創(chuàng)新項目，將動感單車的編程技巧應(yīng)用到機(jī)器人設(shè)計中，提升編程能力和創(chuàng)新思維。

-組織學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科學(xué)習(xí)，將動感單車與藝術(shù)、音樂等領(lǐng)域結(jié)合，創(chuàng)作出具有創(chuàng)意的健身項目。

-建議學(xué)生關(guān)注最新的健身科技動態(tài)，如智能穿戴設(shè)備、虛擬現(xiàn)實健身等，了解未來健身技術(shù)的發(fā)展趨勢。典型例題講解1.例題：

編程實現(xiàn)一個機(jī)器人按照以下順序運(yùn)動：先向左轉(zhuǎn)動90度，然后向前直線行駛10厘米，接著向右轉(zhuǎn)動90度，最后向后直線行駛5厘米。請寫出相應(yīng)的程序代碼。

答案：

```

move(90)//向左轉(zhuǎn)動90度

move_forward(10)//向前直線行駛10厘米

turn(90)//向右轉(zhuǎn)動90度

move_backward(5)//向后直線行駛5厘米

```

2.例題：

編寫一個程序，讓機(jī)器人先繞圓形軌跡行駛3圈，每圈的直徑為20厘米，然后停止。

答案：

```

diameter=20

radius=diameter/2

foriinrange(3):

move_circular(radius,360)//繞圓形軌跡行駛360度，即一圈

stop()//停止機(jī)器人

```

3.例題：

編寫一個程序，讓機(jī)器人先向前行駛10厘米，然后向右轉(zhuǎn)45度，接著行駛15厘米，最后向左轉(zhuǎn)45度回到原點。

答案：

```

move_forward(10)//向前行駛10厘米

turn(45)//向右轉(zhuǎn)45度

move_forward(15)//向前行駛15厘米

turn(-45)//向左轉(zhuǎn)45度

```

4.例題：

編寫一個程序，讓機(jī)器人先向前行駛，當(dāng)遇到障礙物時停止，并返回到起點。

答案：

```

whilenotobstacle_detected():

move_forward()

turn(180)//向后轉(zhuǎn)180度

move_forward(10)//行駛回起點

```

5.例題：

編寫一個程序，讓機(jī)器人先向前行駛，當(dāng)行駛距離達(dá)到15厘米時，停止并向前伸出機(jī)械臂，停留2秒，然后收回機(jī)械臂并繼續(xù)行駛。

答案：

```

move_forward(15)//向前行駛15厘米

extend_arm()//伸出機(jī)械臂

wait(2)//停留2秒

retract_arm()//收回機(jī)械臂

move_forward()//繼續(xù)行駛

```課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測課堂小結(jié)：

親愛的同學(xué)們，今天我們一起學(xué)習(xí)了動感單車的編程控制，通過一系列的案例和實踐活動，大家對機(jī)器人如何模擬動感單車的運(yùn)動有了更深入的理解?，F(xiàn)在，讓我們來回顧一下今天所學(xué)的主要內(nèi)容：

1.我們學(xué)習(xí)了如何使用編程控制機(jī)器人進(jìn)行基本運(yùn)動，包括轉(zhuǎn)動、前進(jìn)、后退等。

2.通過調(diào)整運(yùn)動參數(shù)，如速度和角度，我們可以讓機(jī)器人模擬出不同的運(yùn)動軌跡。

3.我們了解了如何通過編程來處理運(yùn)動中的障礙物，使機(jī)器人能夠智能地避開。

4.最后，我們通過小組討論和課堂展示，提升了團(tuán)隊合作和問題解決的能力。

現(xiàn)在，讓我們通過一些檢測題來檢驗一下大家的學(xué)習(xí)成果。

當(dāng)堂檢測：

1.編程讓機(jī)器人先向左轉(zhuǎn)90度，然后向前行駛10厘米，再向右轉(zhuǎn)90度，最后向后行駛5厘米。

答案：`turn(-90);move_forward(10);turn(90);move_backward(5);`

2.編寫一個程序，讓機(jī)器人繞圓形軌跡行駛3圈，每圈的直徑為20厘米。

答案：`diameter=20;radius=diameter/2;foriinrange(3):move_circular(radius,360);`

3.編寫一個程序，讓機(jī)器人向前行駛，當(dāng)行駛距離達(dá)到15厘米時，停止并返回到起點。

答案：`whiledistance_to_travel>0:move_forward();distance_to_travel-=10;ifdistance_to_travel<=0:turn(180);move_forward(10);`

4.編寫一個程序，讓機(jī)器人先向前行駛10厘米，然