樂高教育教學(xué)設(shè)計(4C教學(xué))

1、程序與程序設(shè)計之旋轉(zhuǎn)木馬 -樂高教育教學(xué)設(shè)計姓 名盧欽教學(xué)主題程序與程序設(shè)計之旋轉(zhuǎn)木馬所在學(xué)校高州二中所教學(xué)段高二所屬學(xué)科計算機授課時數(shù)1課時是否同意本教案用于樂高教育教學(xué)活動（）是否課程概述：（概括地描述使用樂高教育產(chǎn)品開展課堂教學(xué)活動的架構(gòu)，約200字）1、 開展什么活動？（活動的主題和要解決的問題）活動的主題是旋轉(zhuǎn)木馬，要解決的問題是設(shè)計一個自動旋轉(zhuǎn)木馬，利用程序的三種控制結(jié)構(gòu)，編程控制電機實現(xiàn)啟動旋轉(zhuǎn)木馬時的勻加速和結(jié)束游戲時的勻減速，以及控制木馬旋轉(zhuǎn)的馬力、圈數(shù)等，來完成模擬兒童游樂場旋轉(zhuǎn)木馬的任務(wù)。2、 達到什么目的？（主要指訓(xùn)練學(xué)生的什么能力） 要達到的目的是通過小組合作培養(yǎng)學(xué)生

2、團結(jié)協(xié)作的能力，通過自由的搭建激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的能力，通過編程的學(xué)習(xí)鍛煉學(xué)生的邏輯思維和自主探索學(xué)習(xí)的能力。3、 基于什么理念和方法的考慮？基于樂高“做中學(xué)”的教學(xué)理念，和樂高“4C”教學(xué)方法，以及“5F”教學(xué)理論來進行課程設(shè)計和教案編寫。4、其他思考 課堂實踐器材采用的是樂高頭腦風(fēng)暴教育機器人EV3套裝，主要是由于該器材簡單易用，學(xué)生上手快，再加上積木式結(jié)構(gòu)，圖形化編程，可擴展性好，便于學(xué)生在課堂上開展方案構(gòu)思和系統(tǒng)設(shè)計。一、 結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)簡述本節(jié)課學(xué)習(xí)完成后所要達到的具體教學(xué)目標(biāo)：1. 教學(xué)內(nèi)容：（結(jié)合教材與學(xué)科內(nèi)容的知識點） 基于樂高頭腦風(fēng)暴教育機器人，讓學(xué)生嘗試進行游樂場旋轉(zhuǎn)木馬系統(tǒng)的設(shè)計

3、，體驗程序的三種控制結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)，體驗如何利用齒輪傳動及加減速，體驗如何編程控制電機勻加減速，體驗如何控制電機轉(zhuǎn)動時間和圈數(shù)。2. 課程標(biāo)準(zhǔn)：（參照2011版） 廣東教育出版社出版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書信息技術(shù)（選修1）算法與程序設(shè)計第一章揭開計算機解決問題的神秘面紗1.3程序與程序設(shè)計語言。本節(jié)課的課標(biāo)為：了解程序的三種控制結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)的執(zhí)行過程，了解如何把三種控制結(jié)構(gòu)組合起來，在什么情況下適合使用什么結(jié)構(gòu)。3. 教學(xué)目標(biāo)（建議設(shè)置多維教學(xué)/學(xué)習(xí)知識目標(biāo)與能力目標(biāo)）：知識與技能：學(xué)生通過本堂課的學(xué)習(xí)，了解程序的三種控制結(jié)構(gòu)，會畫程序流程圖，能夠

4、形成初步程序設(shè)計的方案；學(xué)生使用樂高頭腦風(fēng)暴教育機器人，嘗試進行旋轉(zhuǎn)木馬系統(tǒng)的設(shè)計，加深對程序控制結(jié)構(gòu)的理解，體驗如何利用循環(huán)結(jié)構(gòu)去完成重復(fù)的動作，如何設(shè)置循環(huán)條件，體驗出現(xiàn)突發(fā)情況的時候，如何利用選擇結(jié)構(gòu)作出判斷，并選擇合適的應(yīng)急方案。過程與方法：讓學(xué)生親歷旋轉(zhuǎn)木馬系統(tǒng)設(shè)計的一般過程，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的能力；通過“做中學(xué)”的方法，將理論教學(xué)與實踐活動有效的結(jié)合起來，充分調(diào)動學(xué)生的課堂積極性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力。情感、態(tài)度、價值觀：通過旋轉(zhuǎn)木馬設(shè)計的全過程，讓學(xué)生體驗技術(shù)問題解決過程中的曲折與艱辛，培養(yǎng)學(xué)生敢于克服困難和不折不饒的意志和決心；通過對游樂設(shè)施出現(xiàn)突發(fā)情況

5、的預(yù)想，培養(yǎng)學(xué)生善于思考和總結(jié)的科學(xué)精神，以及隨機應(yīng)變的能力。二、描述教師將如何指導(dǎo)學(xué)生開展實踐活動1實踐活動引導(dǎo)（設(shè)計若干啟發(fā)性問題來引導(dǎo)學(xué)生開展活動）：本案例以游樂場追憶童年作為情景，激發(fā)學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識去設(shè)計一個旋轉(zhuǎn)木馬的，在這個過程中，充分調(diào)動學(xué)生開展課堂討論、小組合作、設(shè)計和反思等實踐活動。2實踐活動組織（考慮如何激發(fā)學(xué)生合作學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、和人人參與的積極性）： 本案例是基于任務(wù)的教學(xué)模式，通過讓學(xué)生完成任務(wù)的過程中，激發(fā)學(xué)生以小組為單位開展分工合作，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，以及通過合理的分工，讓每個學(xué)生都參與其中，都能在課堂上體驗成功和收獲的喜悅！3實踐活動準(zhǔn)備（

6、考慮學(xué)生開展這項活動需要不需要進行課前輔導(dǎo)，例如熟識學(xué)科內(nèi)容，調(diào)查研究，包括使用英特網(wǎng)，等等）： 在本堂課之前，要組織學(xué)生進行樂高頭腦風(fēng)暴教育機器人的使用培訓(xùn)，通過2到3次培訓(xùn)，讓學(xué)生掌握樂高機器人的基本使用方法；為了幫助學(xué)生充分的了解系統(tǒng)設(shè)計的相關(guān)知識，還要讓學(xué)生利用課余時間，上網(wǎng)查找相關(guān)的資料，為課堂上的設(shè)計活動做好知識的儲備！4處理差異學(xué)生的策略（提出針對超前學(xué)生和滯后學(xué)生的個性化教學(xué)措施，確保人人參與活動）： 本堂課學(xué)生的分組至關(guān)重要，將學(xué)生每23個人分成一個小組，小組人數(shù)不能超過3個，否則達不到相應(yīng)的學(xué)習(xí)效果，小組成員的搭配也很重要，超前學(xué)生和滯后學(xué)生一定要合理的搭配，這樣在進行小組

7、分工學(xué)習(xí)時，小組成員之間能夠互幫互助，每個人都有自己的工作和任務(wù)，比如：1個同學(xué)編程，1個同學(xué)測量場地，另1個同學(xué)測試機器人，這樣每個人都能參與其中，在課堂上都有收獲！三、利用學(xué)情調(diào)查問卷分析學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣、心理特征、知識結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上分析活動設(shè)計的趣味性和難易度： 1. 學(xué)習(xí)習(xí)慣：學(xué)生平時習(xí)慣了按照書本的內(nèi)容學(xué)習(xí)，而且學(xué)校沒有合適的器材進行實踐活動。但樂高機器人能幫助他們跳出書本的框框進行實踐活動，這些對于學(xué)生來說是極富吸引力的。學(xué)生自己設(shè)計并實施實驗探究的機會不多，這次全部由學(xué)生自己動手完成探究是很有挑戰(zhàn)性的。2. 心理特征：學(xué)生在高二階段，對新鮮的事物都有很大的好奇心，容易接受新的事物

8、和知識，是學(xué)習(xí)如何進行科學(xué)探究的最好時期。3. 知識結(jié)構(gòu)：由于有前面的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)作鋪墊，學(xué)生對旋轉(zhuǎn)木馬并不陌生。因此這節(jié)課更注重學(xué)生的自主探究、反思、創(chuàng)新。4. 活動趣味性：a.學(xué)生能通過自己的測量、編程來控制機器人，會很有滿足感。b.學(xué)生能在眾人面前演示自己旋轉(zhuǎn)木馬，會很有成就感。5. 活動難易度：a.學(xué)生們對程序控制結(jié)構(gòu)已有一定的了解，對于如何在適當(dāng)時候使用這三種結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識，學(xué)生們都能很快理解。b.搭建旋轉(zhuǎn)木馬、編程控制電機勻加減速是順利完成任務(wù)的關(guān)鍵，這需要學(xué)生注重團隊的分工與合作，還要細心、耐心。 四、教學(xué)過程（按照教學(xué)步驟和相應(yīng)的活動序列進行描述，要注意說明各教學(xué)活動中所需的具體資

9、源及環(huán)境）Connect環(huán)節(jié)（聯(lián)系學(xué)科內(nèi)容和現(xiàn)實世界引入活動任務(wù)）思考與分析老師通過當(dāng)前的熱點話題，回顧程序控制結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識，作為本堂課前的一個小復(fù)習(xí)；然后通過設(shè)置一個生活中的實際問題，引起學(xué)生思考，并激發(fā)學(xué)生迫切想要運用所學(xué)知識去解決這個實際問題的興趣和熱情，從而引出這堂課的主題，旋轉(zhuǎn)木馬的設(shè)計與實施。通過聯(lián)系現(xiàn)實導(dǎo)入教學(xué)內(nèi)容，有如下方法：任務(wù)導(dǎo)入、情景導(dǎo)入、經(jīng)驗導(dǎo)入、視頻導(dǎo)入、時事熱點導(dǎo)入等，我在本堂課中采用的是任務(wù)導(dǎo)入和情景導(dǎo)入?；顒舆^程設(shè)計教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖資源及環(huán)境師：同學(xué)們，你們小時候有沒有去過游樂場呀？你最喜歡、記憶最深的游樂設(shè)施是什么？播放游樂場各種游戲的視頻師：老師呢

10、，小時候也特別喜歡去游樂場，現(xiàn)在也常常帶著兒子去游樂場，不過作為一名計算機老師，我除了關(guān)注游樂場之外，我還想知道游樂場里面的設(shè)施是怎樣設(shè)計出來的，你們能不能幫一下老師呢？師：好，這個主意不錯，那么我們就利用我們所學(xué)的知道，設(shè)計一下旋轉(zhuǎn)木馬，但是這個旋轉(zhuǎn)木馬該如何設(shè)計呢？師：同學(xué)們，那我們一起來討論一下，旋轉(zhuǎn)木馬設(shè)計的一般思路！生：(異口同聲)有啊！(七嘴八舌)旋轉(zhuǎn)木馬、碰碰車、卡丁車、摩天輪生：(表情激動的)我們能幫老師設(shè)計一個游樂場，我要設(shè)計碰碰車我要設(shè)計過山車我要設(shè)計旋轉(zhuǎn)木馬（學(xué)生們?nèi)寄θ琳?、躍躍欲試）生：額通過追記童年的快樂時光，將學(xué)生的注意力吸引回課堂上。引出今天這堂課的主題。制作

11、好課件游樂場游戲視頻Construct （指導(dǎo)學(xué)生搭建作品）思考與分析教師通過設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生進行討論，讓學(xué)生明白在旋轉(zhuǎn)木馬的設(shè)計中，設(shè)計分析是一個很重要的環(huán)節(jié)；通過讓學(xué)生畫出程序流程圖，以及分組討論，讓學(xué)生進一步領(lǐng)會三種程序控制結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生能夠貼合實際需求，選擇最合理的控制結(jié)構(gòu)；最后通過讓學(xué)生動手實踐，包括搭建旋轉(zhuǎn)木馬、編寫程序、調(diào)試機器人，體驗旋轉(zhuǎn)木馬設(shè)計的全過程?；顒舆^程設(shè)計教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖資源及環(huán)境師：同學(xué)們，我們在進行旋轉(zhuǎn)木馬的設(shè)計時，需要考慮哪些因素呢？老師展示“旋轉(zhuǎn)木馬設(shè)計的思維導(dǎo)向圖”師：我們在設(shè)計旋轉(zhuǎn)木馬時，要從以上幾個方面進行分析，考慮問題要周全。接下來，我們可以

12、開始設(shè)計旋轉(zhuǎn)木馬的方案了嗎？師：可以，但是我們還需要考慮一個重要的問題，加速選擇哪種控制結(jié)構(gòu)？選擇結(jié)構(gòu)還是循環(huán)結(jié)構(gòu)？師：這個要根據(jù)實際問題，具體分析，確定選擇哪一種控制結(jié)構(gòu)。接下來，我們一起來分析一下，這兩種控制結(jié)構(gòu)。師：首先我們來看一下旋轉(zhuǎn)木馬，請大家對照自己的學(xué)案，畫出旋轉(zhuǎn)木馬的程序流程圖。師：好，下面請同學(xué)們來回答一下這幾個問題！老師指導(dǎo)學(xué)生活動，并與學(xué)生交流。（學(xué)生回答問題）生甲：應(yīng)該使用幾號的齒輪？生乙：如何改變齒輪的方向？生丙：如何控制電機加速？生丁：如何控制電機轉(zhuǎn)動時間、圈數(shù)？生戊：在控制電機加減速的時候，應(yīng)該使用什么控制結(jié)構(gòu)？生己：如何選擇設(shè)備和元件生：嗯生：那究竟是選擇結(jié)構(gòu)，

13、還是循環(huán)結(jié)構(gòu)呢？轉(zhuǎn)木馬的程序流程圖學(xué)生分組討論學(xué)生回答問題生：明白了！學(xué)生開始測量數(shù)據(jù)，編寫程序，調(diào)試機器人，完成今天的任務(wù)。學(xué)生反復(fù)測試旋轉(zhuǎn)木馬，調(diào)試程序，不斷優(yōu)化。引導(dǎo)學(xué)生分析旋轉(zhuǎn)木馬設(shè)計的一般思路通過思維導(dǎo)向圖理清學(xué)生的思路。學(xué)生通過畫旋轉(zhuǎn)木馬程序流程圖，理解旋轉(zhuǎn)木馬的工作流程。學(xué)生通過分組討論，理清設(shè)計思路。讓學(xué)生明確這堂課的設(shè)計目標(biāo)和要求。學(xué)生分組活動學(xué)生分組活動制作好ppt課件提前設(shè)計好學(xué)生學(xué)案學(xué)生學(xué)案準(zhǔn)備制作好ppt課件提前布置好旋轉(zhuǎn)木馬；搭建好機器人和電機結(jié)構(gòu)；常用測量工具準(zhǔn)備。Contemplate (引導(dǎo)學(xué)生評價和反思實踐活動的成果)思考與分析通過讓學(xué)生上臺來講解和演示所設(shè)

14、計的機器人旋轉(zhuǎn)木馬，讓學(xué)生自己反思設(shè)計過程中所遇到的一些問題，以及針對這些問題如何去尋求解決的方案，使學(xué)生在“做中學(xué)”的過程中，進一步加深對程序控制結(jié)構(gòu)的理解；通過采取老師和同學(xué)提問，小組成員答辯的方式，培養(yǎng)學(xué)生善于反思和總結(jié)的科學(xué)精神，以及邏輯思維能力?；顒舆^程設(shè)計教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖資源及環(huán)境師：同學(xué)們，布置給大家的任務(wù)都完成了沒有？老師展示ppt師：同學(xué)們，接下來請各個小組按照ppt上面所列的問題，準(zhǔn)備5分鐘的發(fā)言，待會兒依次上臺來，講解你們所設(shè)計的系統(tǒng)，并演示旋轉(zhuǎn)木馬。在學(xué)生講解完后，老師給予掌聲鼓勵。在學(xué)生演示完后，針對演示過程中，出現(xiàn)的一些問題，老師進行提問。在所有的小組完成了

15、講解和演示之后，老師要進行總結(jié)。師：同學(xué)們，今天的任務(wù)，大家都完成得非常出色！師：老師很高興，在今天大家所設(shè)計的旋轉(zhuǎn)木馬中，選擇最合適的控制結(jié)構(gòu)來完成任務(wù)，無論是啟動初期的勻加速，還是游戲結(jié)束時的勻減速都做得非常好，設(shè)施非常安全！師：同學(xué)們，今天這堂課的任務(wù)就到這里了，下面請同學(xué)們完成對自己以及組員的評價！生：都完成了！學(xué)生分小組，依次上臺講解，并演示旋轉(zhuǎn)木馬。在學(xué)生講解完后，其他小組同學(xué)給予掌聲鼓勵。演示小組的同學(xué)共同回答老師的疑問。其他小組同學(xué)提問演示小組的同學(xué)共同答疑學(xué)生鼓掌學(xué)生完成課堂評價表，小組成員自評及互評。通過設(shè)置小組成員上臺講解和演示的活動，讓學(xué)生進行充分的反思和總結(jié)。通過設(shè)置

16、老師提問和學(xué)生提問的環(huán)節(jié)，讓師生之間、生生之間進行思維的碰撞，進一步促進學(xué)生的反思。老師通過在課堂上肯定學(xué)生的表現(xiàn)，進一步激發(fā)學(xué)生課后自主開展學(xué)習(xí)的熱情。學(xué)生通過填寫課堂評價表，完成對自己，以及組員的評價，對整堂課的表現(xiàn)進行量化評價。 制作好ppt課件演示的同學(xué)和其他小組同學(xué)都圍在旋轉(zhuǎn)木馬兩旁，營造一個良好的互動氛圍。提前設(shè)計好學(xué)生的量化評價表。Continue (布置課后的后續(xù)任務(wù))思考與分析通過設(shè)置一個延續(xù)性的問題，促使學(xué)生課后繼續(xù)圍繞本課題，開展學(xué)習(xí)和研究，學(xué)生在課后的學(xué)習(xí)中，不但加深了對課堂知識的理解，還掌握了新的知識，為下節(jié)課的學(xué)習(xí)，做好了鋪墊和準(zhǔn)備！活動過程設(shè)計教師活動學(xué)生活動設(shè)計

17、意圖資源及環(huán)境師：通過今天的學(xué)習(xí)，大家覺得有沒有收獲啊？師：在今天的課程即將結(jié)束時，老師給大家留了一個新的任務(wù)，請看大屏幕！老師展示新任務(wù)師：大家課后有沒有興趣去解決啊？生：有，有很大的收獲！生：有通過設(shè)置一個延續(xù)性的新任務(wù)，激發(fā)學(xué)生課后圍繞本課題，繼續(xù)開展學(xué)習(xí)和研究制作好ppt課件評價方法或工具（說明在教學(xué)過程中將用到哪些評價工具，如何評價以及目的是什么）：1.學(xué)情調(diào)查表2.學(xué)生課堂評價表 具體見附件 學(xué)生課堂評價表用于對學(xué)生課堂學(xué)習(xí)情況，分工合作情況，完成任務(wù)情況等三個方面進行評估，評估本堂課的教學(xué)效果，以及教學(xué)目標(biāo)達成情況。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)工具（列出準(zhǔn)備在教學(xué)活動中要使用的網(wǎng)絡(luò)交流工具、學(xué)習(xí)參考

18、網(wǎng)站地址，例：微信、QQ、YY語音、學(xué)習(xí)社區(qū)、樂高教育網(wǎng)站等等，并說明使用目的，按實際需要填寫）老師QQ： （對本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容有疑問或者樂高其它產(chǎn)品有興趣的可以咨詢老師）課后樂高交流YY群： （交流本節(jié)課對樂高搭建的心得，以及編程解決旋轉(zhuǎn)木馬勻加減速的疑難）樂高教育網(wǎng)站： （更多關(guān)于樂高產(chǎn)品的咨詢）1. 網(wǎng)絡(luò)交流工具：moodle平臺：老師將課前學(xué)習(xí)資料上傳至moodle平臺上，讓學(xué)生在家中基于網(wǎng)絡(luò)完成前置性學(xué)習(xí)。2. 學(xué)習(xí)社區(qū)：/3. 樂高教育：4. 學(xué)習(xí)參考網(wǎng)站：/，/。教學(xué)反思設(shè)計（從哪幾個方面來反思今后實施這堂課、如：教學(xué)目標(biāo)是否達到、教學(xué)效率是否最好、方式方法是否有效是不是讓學(xué)生快樂學(xué)習(xí)，等等）成功的經(jīng)驗、失敗的原因、改進措施）具體見附件感言：通過本堂課的教學(xué)，本人感受頗深，從開始設(shè)計這堂課，到最后圓滿的上完