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视频标签：道闸机器人
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视频课题：《道闸机器人》郭巍丹_浙江摄影出版社小学信息技术六年级下册第三单元
教学设计、课堂实录及教案：《道闸机器人》浙江摄影出版社小学信息技术六年级下册第三单元《与机器人零距离》的拓展课
《道闸机器人》
杭州采荷第一小学教育集团 郭巍丹
一、教学理念与方法
（一）教材分析
《道闸机器人》是浙江摄影出版社小学信息技术六年级下册第三单元《与机器人零距离》的拓展课，同时也是我区机器人工作室区本课程中机器人项目之一。本单元主要是让学生初步认识机器人，了解机器人项目的一般流程，能够编写程序让机器人完成行走、转弯和走正方形的功能，这些都是机器人项目中最简单的任务。
本课是机器人单元学习的补充拓展，结合现实生活中常见的道闸设施，设计了一个道闸机器人的学习项目，从中引入超声波传感器的相关知识，两位同学组成一个学习小组，一起探究道闸机器人的工作原理，在此基础上编写程序、调试运行，让道闸机器人实现检测到有车辆来时自动抬起栏杆放行，当检测到车辆离开后自动放下栏杆的功能。学生在实践中体验机器人项目的乐趣，从而展现更多创意。
（二）学情分析
本课的学习对象是六年级学生。从知识储备来看，学生之前已经学习了机器人的由来、种类、发展等基本知识，潜意识里觉得机器人属于高科技领域，跟现实生活有点远，前期只是体验了机器人走直线和转弯的功能，没有接触过传感器。此外，学生还学习过Scratch编程，对于图形化编程有一定的基础。从年龄特点看，学生对机器人项目兴趣很浓，通过简单的编程让机器人动起来更让他们产生新奇感和成就感。从思维结构看，六年级学生具备了一定的探究能力和合作意识，在教师的引导下，有能力利用给定的学习材料自主探究学习，完成一些简单的任务。此外，学生有着强烈的创作欲望，富有想象力，可以引导他们个性化地设计。
（三）教法学法说明
本课主要围绕道闸机器人这一核心问题，采用情境教学、演示教学法，提供助学资料引导学生通过小组合作的方式完成任务，从中培养学生发现问题和解决问题的能力。
1. 情境教学：为了让学生深入体验 “机器人”就在我们身边，且应用在我们生活中，课堂创设了一个生活中常见的道闸系统情境，围绕这个问题情境进行任务分析、编写程序、调试改进。
2. 演示教学：利用IPAD中HiTeach的部分功能和IPAD自带的Air Play、AirDrop功能实时演示、批注讲解，统一反馈学习问题与解决方案。及时利用智慧课堂教学系统的作品观摩功能，实现人人互动，及时反馈，掌握结果，重视感受。
3. 自主探究：在学生领会学习知识的方法和要领以后，利用IBooks学习助手自主探究，利用HIlearning中批注、飞讯、飞递等功能，与教师互动，解决自主探究过程中的疑难点。
4．小组合作：学生两人小组合作学习，一起探究发现道闸机器人的工作原理、编写程序并调试运行，并在交流分享中相互学习，进而创进道闸机器人，从中培养学生的合作交流、分享表达能力。同时，鼓励并引导学生组间合作，对同一问题进行多重求解，在合作中迸发更多的创意灵感。
（四）科技应用说明
1.互动合作，及时反馈：在智慧教室环境下，教师主要利用电子白板批注功能及时生成学
生课堂资源；教师助教中照片、视频的拍摄与传递，实现教师实时抓取学生有效合作的画面与成果。学生主要利用电子白板批注、飞递、拍照、推送等功能，记录学生的思维过程，快速呈现思考结果，快速传递与呈现机器人的改进结果，即时评量以确认学生的学习情况。这些机制让师生互动与小组合作，更高效进行。
2.IBooks助手，助力自学：基于平板教学，突破纸质、视频、word等形式的学习资料，将文本、微课、导学案等自主学习内容有效整合，设计开发专属于本课学习的IBooks学习助手电子书，目录、超链接、多媒体便于学生选择个性的学习内容。
3. 无线传输，无限创享：对于编程软件，本课选择了乐高EV3编程APP，实现编程软件与实体机器人的无线蓝牙传输，没有了主机、显示器、连线的限制，在ipad和无线的支持下建立了移动化的电脑教室，机器人项目不受普通电脑教室、有线传输的限制，为小组合作、组间合作提供了更强的可操作性。
4.同屏分享，便捷展示：利用IPAD自带的AirPlay、AirDrop功能，学生可以方便分享
Ipad中的程序，实时展现程序指令中的参数设置与道闸机器人的工作状态，为学生提供了便捷的展示平台。
（五）整体思路
为了让学生深入体验 “机器人”就在我们身边，而且应用在我们生活中，本课从一个生活中常见的道闸系统入手，感受机器人与我们的日常生活息息相关，通过改变和创造可以让生活更美好。本课分三部分展开，一是利用所学知识分析道闸机器人的组成部分，引入传感器知识；二是引导学生分析任务，合作编写程序并调试运行；三是引导学生发挥想像，对道闸机器人进行改进，并对其功能进行拓展延伸，体验机器人项目带来的成就感，从而激发更多创意。
新课程倡导学生主动参与、乐于探究、关注学生的学习兴趣和经验，同时考虑到学生的心智发展水平和情感需求，本课教学“以学为主，以导为方”，以设计道闸机器人为主线贯穿，环环相扣，前后衔接，通过任务驱动、问题情境引导学生自主合作探究学习，利用智慧教室环境，为学生提供便捷的合作、分享与展示的平台，并利用IBooks制作了电子书作为学习助手。
二、TPC教学活动(教案)设计
学习领域 |
综合/信息技术 |
教材来源 |
浙江摄影出版社《小学信息技术》六机器人教学单元的拓展课 |
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主题名称 |
道闸机器人 |
教学对象 |
六年级 |
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设计教学 |
郭巍丹 |
教学时间 |
40分钟 |
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教学资源 |
1.智慧教室（学生每人一个反馈器、每2位学生一小组一个平板）
2.乐高EV3机器人设备、小车模型（每小组一套）
3.IBooks学习助手材料 |
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能力指标 |
能分析道闸机器人工作流程，编写程序实现机器人运作。 |
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教学目标 |
1. 通过观察分析生活中的道闸，能说出道闸机器人的工作流程。
2. 通过观看微视频，了解超声波传感器的工作原理。
3. 通过小组合作探究，能选择合适的指令编写程序并调试参数，让道闸机器人正常工作，部分小组能够对机器人进行创意改造。
4. 在道闸机器人的学习过程中，增强对机器人项目的兴趣，感悟机器人与实际生活的联系，提升合作意识与创新实践能力。 |
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教学重难点 |
【重点】选择合适指令编写程序并调试，让道闸机器人正常工作。
【难点】超声波传感器的实际应用。 |
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教学模式 |
教学流程
(P、C) |
时间 |
科技应用(T) |
教学评量
(P、C) |
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热身活动 |
课前播放机器人活动视频，调动热情，活跃氛围 |
①
谈谈感受导入新课
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1.谈谈感受
说一说你看见了什么机器人，有哪些感受。
2.猜猜功能
观察机器人并动一动，猜猜它是什么机器人？
3.引出课题
出示生活中的道闸系统（小区门口、停车场）；
引导学生建立实际道闸与道闸机器人的联系；
引出本课任务：编写程序让道闸机器人工作。 |
2分 |
视频 |
建立实际道闸与道闸机器人的联系 |
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设计意图：从各种各样的机器人项目中，带学生初步感受实体机器人，用现实生活中常见的道闸设施，建立生活实际道闸与道闸机器人的联系，明确本堂课是设计一个道闸机器人的学习项目。 |
②
观察组成
明晰原理
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1.分析机器人的组成部分
将机器人图片推送给学生，学生圈出机器人的三个组成部分并飞递给教师。
师生分析机器人三个部分的名称与功能，从抬起、放下栏杆和检测车辆的问题出发，引出大型电机和超声波传感器的知识学习。
2.深入学习超声波传感器
学生说一说对超声波传感器的认识或理解；
学生操作体验在道闸机器人项目中超声波传感器的用法与返回值的含义。
微课介绍蝙蝠的超声波如何发现物体的原理。
小结：当超声波传感器返回值小于某个固定值时，我们认为有车辆到道闸了；当这个值再次大于某个值时，我们可以认为这辆车离开了。 |
5分 |
【推送】
机器人图
【批注】
组成部分
【飞递】
批注结果
如果意见不够统一，
实际验证后【投票】 |
圈出模块组成
能说出车辆的出现与超声波传感器数值变化之间的关系
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设计意图：通过圈点批注迅速理清道闸机器人的三个组成部分，通过自主探索、微课了解超声波传感器的原理以及在道闸机器人中的作用，为后续编程奠定基础。 |
③
探究程序反馈设置
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1.初步探究，尝试编程
要想让道闸机器人工作，就要对它编写程序。
打开EV3编程软件，尝试编写程序让你们组的道闸机器人正常工作起来。
2.初步反馈，了解指令
小组代表交流探究学习的结果，说一说道闸机器人的工作流程，每个步骤用什么指令来实现。
总结梳理道闸机器人的工作流程。
3.完善程序，设置参数
各组根据流程继续完成程序的调试，遇问题求助学习助手IBooks。
调试成功后，重命名后把程序分享给教师端。
演示案例，学生讲解指令中参数设置及意义。
4.反馈指令，明析参数
这个指令中你修改了哪些参数？为什么？
等待：超声波传感器；如何设置？
大型电机：功率——速度；圈数——角度； |
15分 |
学习助手Ibooks
计时器
同屏实物
教师端1拍实体
同屏演示
教师端2展示某组程序
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讨论得出道闸机器人工作流程
编写程序，实现机器人工作
能说出每个指令与参数的作用与含义
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设计意图：带领学生体验自然语言与编程语言之间的区别与联系,在此基础上经历编写程序、调试运行的步骤；让学生在实践中体验机器人项目的乐趣，从而激发更多创意。 |
④
发散思维
改进作品
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1.小组讨论，拓展思维
对这个道闸机器人，你们组觉得有什么可以改进的地方？说一说想实现的效果。
从哪方面进行优化：程序or结构。
2.交流想法，提供方向
组织各小组交流想法，整理出来提供方向
A.栏杆缓慢抬起放下：功率
B.确保车辆已经经过道闸：等待
C.持续工作：循环
D.手动控制道闸：（组间合作）
可以用什么传感器实现？——触动传感器
3.推送成果，案例分享
各小组将改进后的程序截图或新搭建的结构推送给教师。
部分小组介绍改进方案或演示实现的效果。
4.作品评价（或学生互相评价）
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10分 |
新程序截屏;新结构拍照
【推送至不同区】
【智慧助教】
桌间巡视
视频分享（横）
【个性化推送】 |
讨论得出改进方案
组间合作完成新作品
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设计意图：在学生已经初步完成道闸机器人运作的基础上，学生已经对实体机器人和编程环境不再陌生，可通过引导激发他们的创意，并通过团队的力量合作实现创意，在这个过程中收获满满的成就感，也将激发孩子们对机器人持续的热爱。 |
⑤
课堂小结思维延伸
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交流分享：组织学生交流分享在道闸机器人项目学习过程中的收获与想法。
总结延伸：机器人项目与生活息息相关，只要你善于发现问题、学会分析问题，试着用学过的知识去解决问题，一定能用你们的智慧和创意让生活更加智能。 |
3分 |
【随机挑人】
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分享学习心得，增强情感体验，让学习向课后延伸。 |
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设计意图：通过交流分享，学生主动反思机器人项目活动中需要合作意识与创新实践能力。通过教师小结，进一步激发学生创作热情，鼓励学生将智能走向生活，用创意改变生活。 |
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三、反思与感悟
在这智能化的时代，机器人的运用在我们生活中已经越来越普遍，我们需要让学生走进机器人，让智能走向生活。针对于本节课我做以下的反思。
学习需求——关键词：真实体验
很多学校在对《与机器人零距离》教学时由于受到条件限制，一般是以虚拟机器人来开展教学，学生缺乏真实机器人的体验，为了让学生更全面的感受机器人项目的乐趣，本节课让机器人从虚拟走向现实。借助ev3编程软件pad版进行编程，让道闸机器人正常工作。本课在教材基础上加入了超声波传感器的运用，体现出机器人的智能化；同时道闸机器人的原型来源于生活，体现出机器人的生活化，能帮助孩子建立机器人与生活的联系。
教学过程——关键词：合作学习
机器人项目的学习需要让学生懂得完善的项目都非一人所为，而是依靠集体的智慧与力量。因此本节课在教学过程中主要采用合作学习。
探索超声波传感器返回数值的含义，是本课的难点，课堂通过学生合作探索、验证想法的过程中去总结提炼，使学生对此理解更加深刻。分析机器人工作流程，根据流程编写程序，是本课的重点，课堂中不同小组采用不同的方式去实现功能，就如抬起和放下栏杆，有的小组用角度，有的用圈数。在改进与创意发挥环节，合作的氛围更是到达高潮。为了实现更完善的作品，不同小组根据相同的目标，主动开展组间合作，重组创作。思想碰撞、设备共享、能力搭配、还体现在分享展示作品时的分工合作。
技术应用——关键词：便捷高效
智联课堂，慧有主张。信息技术课有其特殊性，既要学习新技术又要运用新技术；技术不仅是辅助的教学工具，也是教学内容。所以课堂无时无刻不在使用技术解决问题，同时也为课堂带来更多便捷。
根据教学内容和需求，我将TEAMModel、IBOOKS、AIRPLAY、AIRDROP等各类技术活用进了课堂中，实现了用技术记录学生的思维过程，快速呈现思考结果，即时评量，快速传递与呈现机器人的改进结果，分享学生的创意与想法等。特别是本课选择了乐高EV3编程APP，实现编程软件与实体机器人的无线蓝牙传输；相当于在有网络的任何场地我都可以建立了移动化的电脑教室，开展教学。使学习不再受空间与有线的限制，为合作学习提供了更强的可操作性。
当然教学中也有一些小遗憾，并不是所有授课班级的孩子都能在一节课中实现结构上的创新。因为在有些班级孩子虽然使用过模块化编程比如scratch，但几乎没有遇到过实体机器人，从虚拟到现实的转变，虽然额新鲜感带来了感官上，但由于对结构的陌生还不是很敢于去和小时候玩积木一样去拆掉，重新组装更多的改进也都在程序上。不过我也惊喜的发现，孩子们对此程序的高要求，每一个参数都是一边一边不厌其烦的修改测试，那种必须要完美的心态。我觉得在机器人项目中，这是非常宝贵的一种心态与意志。不过也因为有这样的一些小遗憾与小惊喜，使我对今后的程序教学、机器人教学、创客教学有更多的憧憬，激励我去思考给孩子们更快乐的学习。
本节课立足于生活，着眼于时代，带领学生走进了机器人世界，从而让智能走向生活，让创意改变生活。
教案基本信息表
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作者姓名 |
郭巍丹 |
电子信箱 |
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作者单位 |
浙江省杭州市杭州采荷实验学校 |
邮编 |
310000 |
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教案名称 |
道闸机器人 |
手机 |
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适用教材 |
浙教版信息技术六年级下册第三单元拓展课 |
课时 |
1 |
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让智能走向生活
——《道闸机器人》说课
在这智能化的时代，机器人在运用在我们生活中的应用已经越来越普遍，我们需要让学生走进机器人，建立智能与生活的联系。因此，本课的说课的主题是《让智能走向生活》。我将围绕以下几个方面来阐述。
说教材
《道闸机器人》是浙江摄影出版社小学信息技术六年级下册第三单元《与机器人零距离》的拓展课。本单元主要是让学生初步认识机器人，了解机器人项目的一般流程，能够编写程序让机器人完成行走、转弯和走正方形的功能，这些都是机器人项目中最简单的任务。
这节课是教材中机器人单元学习的补充拓展，结合现实生活中常见的道闸设施，设计了一个道闸机器人的学习项目，体现出机器人的生活化。在教材的基础上从中还引入超声波传感器的相关知识，体现出机器人的智能化。两位同学组成一个学习小组，一起探究道闸机器人的工作流程，根据流程借助ev3编程软件pad版编写程序、调试运行，让道闸机器人实现检测抬起放下栏杆的功能。在实践中体验机器人项目的乐趣，从而展现更多创意。
学情分析
本课的学习对象是六年级学生。从知识储备来看，学生之前已经学习了机器人的由来、种类、发展等基本知识，前期只是体验了机器人走直线和转弯的功能，大部分同学没有接触过传感器。在编程方面，学生学习过Scratch编程，对于图形化编程有一定的基础。从年龄特点看，学生对机器人项目兴趣很浓，通过简单的编程让机器人动起来更让他们产生新奇感和成就感。从思维结构看，六年级学生具备了一定的探究能力和合作意识，在教师的引导下，有能力利用给定的学习材料自主探究学习，完成一些简单的任务。此外，学生有着强烈的创作欲望，富有想象力，可以引导他们个性化地设计。
基于以上分析，我制订如下教学目标，用三维融合的方式加以描述：
1. 通过观察分析生活中的道闸，能说出道闸机器人的工作流程。
2. 通过观看微视频，了解超声波传感器的工作原理，并通过实践运用到机器人项目中。
3.通过小组合作探究，能选择合适的指令编写程序并调试参数，让道闸机器人正常工作，部分小组能够对机器人进行创意改造。
4.在道闸机器人的学习过程中，增强对机器人项目的兴趣，感悟机器人与实际生活的联系，提升合作意识与创新实践能力。
【重点】选择合适指令编写程序并调试，让道闸机器人正常工作。
【难点】超声波传感器的实际应用。
教学法
为了更好地落实教学目标，本课采用情境教学、演示教学法，由一个生活中常见的道闸系统情境开始，围绕这个问题情境进行任务分析、编写程序、调试改进。提供助学资料引导学生通过小组合作的方式完成任务，从中培养学生发现问题和解决问题的能力。同时，鼓励并引导学生组间合作，对同一问题进行多重求解，在合作中迸发更多的创意灵感。
紧扣教学目标，我设计了以下五个教学环节：
环节一：视频激情，导入新课
课堂开始通过精彩的机器人项目视频激发学生学习热情，带着激情与兴趣观察课堂中老师给大家带来的机器人猜猜它的功能。引出本课课题——道闸机器人。在观察过程中引导学生建立生活实际道闸与道闸机器人的联系。
环节二：观察组成、明晰原理
师生共同回顾机器人三个部分，分析三部分在道闸机器人中具体可发挥的功能，从抬起、放下栏杆和检测车辆的问题出发，引出大型电机和超声波传感器的知识学习。首先让学生说一说对超声波传感器的认识或理解；借助微课介绍蝙蝠的超声波如何发现物体的原理。然后两人合作操作体验超声波传感器的用法与返回值的含义。得出结论：当超声波传感器返回值小于某个固定值时，我们认为有车辆到道闸了；当这个值再次大于某个值时，我们可以认为这辆车离开了。
这个环节的探索与总结，为后续顺利应用超声波传感器编程奠定基础，为解决教学难点建立支架。此时的学生已经迫不急到想让道闸机器人工作起来，这就顺利引出编写程序的任务。进入环节三：探究程序 反馈设置
要求学生打开EV3编程软件，利用IBooks制作了电子书作为学习助手，尝试编写程序让你们组的道闸机器人正常工作起来。
在合作探究后，小组代表交流探究学习的结果，说一说道闸机器人的工作流程，每个步骤用什么指令来实现。师生共同总结梳理道闸机器人的工作流程。各组根据流程继续完成程序的调试。调试成功后，重命名后把程序分享给教师端。这里留足了充分地时间给学生实践创作，但是学生之间是存在着差异的，学有余力的同学对作品开始改进。教师挑选各个小组不同的实现方式演示案例，让学生讲解出指令中比如功率、圈数、角度、超声波传感器的取值等参数设置及意义。
这个环节主要是带领学生体验自然语言与编程语言之间的区别与联系,在此基础上经历编写程序、调试运行的步骤，落实教学重点；
在学生已经初步完成道闸机器人运作的基础上，学生已经对实体机器人和编程环境不再陌生，也有个别小组通过团队的力量已经开始合作实现自己的创意，进入
环节四：发散思维，改进作品
首先小组讨论，拓展思维,对这个道闸机器人，说一说想实现的效果,是哪方面进行优化：程序or结构。师生共同交流想法，分享创意，为作品进一步改进提供方向。比如：循环检测问题、用按钮开道闸问题等等。各小组将改进后的程序截图或新搭建的结构推送给教师。
小组介绍自己改进方案，演示实现的效果。其他小组进行评价。，在这个过程中收获满满的成就感，也将激发孩子们对机器人持续的热爱，
环节五：课堂小结，思维延伸
最后一环节通过交流分享本节课所得，学生主动反思机器人项目活动中需要合作意识与创新实践能力。通过教师小结，进一步激发学生创作热情，鼓励学生将智能走向生活，用创意改变生活。
最后说一说本课亮点
1. 取材来源于生活，与《让智能走向生活》的设计理念吻合；
2. 本节课在教学过程中主要采用合作学习。让学生明白机器人项目的学习需要让学生懂得完善的项目都非一人所为，而是依靠集体的智慧与力量。
3.技术应用——关键词：便捷高效
信息技术课有其特殊性，既要学习新技术又要运用新技术；技术不仅是辅助的教学工具，也是教学内容。本课是在Teammode智慧教室环境下开展的，利用 HIlearning电子白板批注、飞递的功能，记录学生的思维过程，快速呈现思考结果。用拍照、推送等功能，快速传递与呈现机器人的改进结果，分享学生的创意与想法。
除了依托Teammodle智慧教室以外，课堂中还融合了ipad自带的技术，主要有3点
IBooks助手，助力自学：将文本、微课、导学案等各种形态的自主学习内容有效整合，设计开发专属于本课学习的IBooks学习助手电子书，实现个性化学习。
同屏分享，便捷展示：利用IPAD自带的AirPlay、AirDrop功能，分享学生程序，同屏实时展现程序指令中的参数设置与机器人的工作状态，实现便捷地展示与分享。
无线传输，无限创享：本课选择了乐高EV3编程APP，实现编程软件与实体机器人的无线蓝牙传输；建立了移动化的电脑教室，使学习不再受空间与有线的限制，为合作学习提供了更强的可操作性。
本节课立足于生活，着眼于时代，带领学生走进了机器人世界，从而让智能走向生活，让创意改变生活。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
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