深圳市青少年宫spike机器人课程 第十三课 椭圆漫步机-教学设计.docx

深圳市青少年宫spike机器人课程第十三课椭圆漫步机-教学设计

课题：

科目：

班级：

课时：计划1课时

教师：

单位：

一、教材分析

“深圳市青少年宫spike机器人课程第十三课椭圆漫步机-教学设计”本节课主要围绕spike机器人编程与搭建展开，通过引导学生了解椭圆漫步机的结构与原理，使学生掌握如何使用spike机器人模块进行椭圆轨迹的设计与编程。教材内容与实际操作紧密结合，注重培养学生的创新思维、动手能力及逻辑思维能力，符合六年级学生的认知水平。

二、核心素养目标分析

本节课旨在培养学生以下核心素养：信息素养，通过让学生使用spike机器人编程软件，培养其获取、分析、处理信息的能力；创新思维，鼓励学生在设计椭圆漫步机时提出独特的解决方案；科学精神，引导学生探究椭圆轨迹形成的科学原理；团队协作，学生在小组合作中分工协作，共同完成任务；实践操作能力，通过动手搭建和编程，提高学生的实际操作技能。

三、学习者分析

1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生已经完成了spike机器人基础课程的培训，掌握了机器人搭建的基本技巧、编程软件的使用以及简单的编程逻辑。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

学生对机器人编程和搭建表现出浓厚的兴趣，具备一定的观察能力和动手操作能力。他们在学习过程中偏重于实践操作，喜欢通过实际操作来理解和掌握知识，同时也能够在小组讨论中提出自己的见解。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生可能在理解椭圆轨迹的数学原理时遇到困难，同时在编程过程中可能会遇到逻辑错误或搭建结构不稳定的问题。此外，如何在有限的时间内完成设计任务，以及如何有效地与小组成员沟通协作，也是他们可能面临的挑战。

四、教学资源

-SpikePrime机器人套件

-编程软件（如Scratch或MindstormsEV3软件）

-投影仪及电脑

-课程教案及教学指导手册

-互动式白板或大屏幕显示器

-实验室工作台

-安全防护用品（如护目镜、手套）

-小组讨论记录表

-反馈评价表

五、教学流程

1.导入新课（5分钟）

详细内容：通过展示一些生活中的椭圆轨迹现象，如自行车轮的轨迹、钟摆运动等，引导学生思考这些现象背后的数学原理。接着，展示上一节课学生完成的机器人项目，引出本节课的主题——椭圆漫步机，并简要介绍椭圆漫步机的概念和作用。

2.新课讲授（15分钟）

详细内容：

-讲解椭圆的定义和特性，以及椭圆在生活中的应用，使学生理解椭圆轨迹形成的原理。

-介绍spike机器人编程软件中实现椭圆轨迹的方法，包括使用循环结构和变量控制。

-分析椭圆漫步机的结构，讲解如何使用spike机器人模块搭建椭圆漫步机，并演示搭建过程。

3.实践活动（15分钟）

详细内容：

-学生分组，每组使用spike机器人套件开始搭建椭圆漫步机。

-学生根据老师提供的编程模板，在编程软件中编写实现椭圆轨迹的代码。

-学生将编写好的代码上传到spike机器人，并测试椭圆漫步机的运行效果。

4.学生小组讨论（5分钟）

详细内容举例回答：

-学生讨论在搭建过程中遇到的问题，如结构稳定性、齿轮配合等，并分享解决方案。

-学生讨论在编程过程中遇到的困难，如循环结构的使用、变量控制的调整，并交流各自的心得。

-学生讨论如何改进椭圆漫步机的设计，提出一些创新的想法，如增加装饰、优化运动方式等。

5.总结回顾（5分钟）

详细内容：回顾本节课所学内容，强调椭圆轨迹的数学原理和spike机器人编程技巧。让学生分享在实践活动中取得的成果和遇到的问题，以及如何通过小组合作解决这些问题。最后，布置课后作业，要求学生完善椭圆漫步机的设计，并撰写实验报告。

六、知识点梳理

1.椭圆的定义与特性

-椭圆的定义：平面内，到两个固定点（焦点）的距离之和为常数的点的轨迹。

-椭圆的几何特性：椭圆的中心、长轴、短轴、离心率等。

-椭圆的标准方程：\(\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1\)。

2.椭圆在生活中的应用

-椭圆轨迹在自然界和工程中的应用，如行星运动轨迹、钟摆运动等。

-椭圆形状的物体在设计和制造中的应用，如椭圆齿轮、椭圆截面梁等。

3.Spike机器人编程基础

-SpikePrime机器人套件的组成和功能。

-编程软件的界面介绍和基本操作。

-编程指令的分类和功能，如运动控制、传感器输入等。

4.实现椭圆轨迹的编程方法

-使用循环结构（如for循环）来重复执行运动指令。

-使用变量来控制运动参数，如速度、时间等。

-利用数学公式和逻辑判断来调整机器人运动轨迹。

5.椭圆漫步机的搭建

-搭建椭圆漫步机所需材料清单和结构设计。

-搭建过程中的注意事项，如齿