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1、我的机器人朋友画地为牢亳州市第一小学孙海光一、使用教材电子工业出版社信息技术六年级下册第三单元我的机器人朋友。整个章节动手实践环节较少，然而学生在学习后探究兴趣任然十分浓厚。结合学校现有器材，设计校本课程画地为牢，本节实验课由此而来。二、实验器材能力风暴教育机器人创新课程高级套装，自制色卡、地图等。应绘l三、实验创新点1 .创新实验器材使用能力风暴教育机器人创新课程高级套装作为实验器材，更高效的激发学生的兴趣。2 .建构实验新模型使用能力风暴教育机器人创新课程，根据实验设计思路，构建了新的实验模型，更高效地解决了学生对灰度传感器的工作原理及实际应用的理解。在教室的环境中，通过使用灰度传感器扫描
2、色卡，得出不同颜色的数值是不相同的，黑白两色的数值差距最大，将地图设计成白底黑线，并在上节课的基础上改造小车、编写程序，设置传感器数值和小车的速度，观察小车是否遇到黑色就停止，最终完成实验。使用对照色卡来自己感受灰度传感器对不同颜色所反映的数值是如何变化的!灰度就是黑白色调画面上，色彩的深浅程度灰度最高相当于最深的黑，即纯黑 灰度最低相当于最浅的黑，即纯白四、实验设计思路基于教材，创新实验内容，我利用情景导入，讲授和动手实验相融合的教学方法，引导学生进行实验、观察思考、交流讨论，促进学生思维发展。本课通过两个实验，让学生了解灰度传感器的工作原理与实际应用，在不断试错中，让学生真正做到在玩中学。
3、首先，使用灰度传感器扫描色卡，认识灰度传感器的工作原理，再通过不断调整机器人小车的速度，完成“画地为牢”的小游戏，理解灰度传感器在实际中的应用。同时进一步提升课题教学，引发思考，在实际环境中，真正的无人驾驶汽车是怎么样避障的呢？体验科学的严谨，以及怎么学有所用，理解科学不是一味地天马行空，而是有迹可循。五、实验目标基于核心素养中提到的四项内容，制订了以下实验目标，主要表现在计算思维、数字化学习与创新能力的培养上。1 .计算思维通过实验了解灰度传感器的工作原理，运用合理的算法及程序结构形成解决问题的方案，加深理解对于机器人小车而言“画地为牢”的含义。2 .数字化学习与创新能力通过“画地为牢”的情
4、景设置，激发学生的想象力、创造性地解决问题，进行数字化学习从而完成机器人小车的测试，提升学习创新能力。六、实验教学过程通过情景导入、新知探究、拓展提升、课堂小结四个基本环节进行教学。下面对教学过程各环节做简要说明。1 .情景导入为了更好地激发学生的探究欲，集中学生的注意力，课堂伊始,教师提出成语故事“画地为牢”是什么意思？比喻只许在规定的范围内活动，人是通过眼睛观察和自己高尚的品德，不让自己走出地上画的“牢狱”，那机器人小车是通过什么判断不让自己走出地上画的“牢狱”呢？从而自然过渡到“新知探究”环节。2 .新知探究通过情景导入新课，让我们一起先来进行第一个实验，测量灰度传感器的数值。(1)实验
5、一：测量灰度传感器的数值将灰度传感器连接在主控器上，贴近对不同颜色的色卡进行扫描,黑色数值3000、红色数值大约为1200,绿色数值大约为500,白色数值约为400左右。不同颜色的色卡反映的数值是不同的，最容易区分的是黑色和白色，这样就可以确定我们的“地牢”使用白底黑线或黑底白线。将传感器提高至离色卡超过Icm的高度再次扫描，发现每个颜色的数值都3000,得出结论：传感器不能离色卡距离超过1cm,否则传感器都将视为黑色。(2)实验二：测试机器人小车能否只能在“牢狱”中小组合作完成改造机器人小车，根据任务将机器人小车活动范围控制在“牢狱”之中，编写程序。测试小车是否只能在“牢狱”之中行走，当发现
6、小车会冲出“牢狱”的束缚，思考问题，讨论发现，小车速度过快，传感器无法扫描到黑线，所以出现问题。对小车程序进行修改，最终完成测试，机器人小车会始终在“牢狱”之中行走。3 .拓展提升课堂教学进一步升华，通过这两个实验我们已经掌握灰度传感器的工作原理，利用灰度传感器可以制作更复杂的机器人小车，完成难度更大巡线任务，将来我们可能会参加青少年机器人大赛，那里还有更多更有挑战的任务等着大家呢！同学们还可以继续思考，现实生活中无人驾驶汽车是怎么样避开危险和障碍的呢？同学们踊跃发言，在讨论中引导学生理解在现实复杂的环境中，我们要用到更多的传感器,例如：超声波传感器、碰撞传感器、声音传感器等。使它能在任何环境
7、中做到真正的无人驾驶。让学生体会到创新不是一味地天马行空，而是有迹可循。4 .课堂小结回顾本节课，我们通过灰度传感器扫描不同颜色的色卡，得出不同的数值，找到机器人小车无法逃出“牢狱”的原因。在改造小车和编写程序中探究小车的运行轨迹。让学生体验机器人在生活中的实际运用，也发现了这个机器人小车的不足，在将来的学习中，我们可以对机器人小车进行更多的改造，例如三灰度或五灰度传感器，又或加入声音传感器、碰撞传感器等完成更复杂的任务。在这过程中，激发学生的创造性思维，让学生能够大胆地想象、尝试，不断地探究；能够以严谨的科学态度不断地进行实验。七、实验教学反思与评价本节课也存在着一些不足之处，例如：本课内容
8、较多，给学生练习的时间过少，尤其最后小车速度为IOO时，小车的稳定性就出现问题，这时应再让学生谈论，而不是老师直接说出结论；还有学生第一次测量灰度传感器，出了读书错误、误差等问题，教师应给予耐心的指导，而不是一带而过。本课也有一些亮点，首先，实验展示了灰度传感器在测量不同颜色的色卡时，通过电信号显示不同的数值，尤其是黑白两色，数值差距巨大，但传感器与色卡的距离也是决定主控器上数值的关键因素,所以根据这些结论设计出机器人小车，完成“画地为牢”的小游戏,进行验证。六年级学生已经能够搭建机器人小车和为小车编写程序,但在程序设计和传感器的使用上不够精确，小车设置速度不能过快,速度过快容易扫描不到黑线，传感器位置过高也扫描不到黑线，在不断地试错中，找到最佳方案，真正做到在玩中学。本节课有别于重视知识传授的传统教学模式，实验教学模式重视利用实验完成知识的运用与迁移，更重视思维方式的培养。创新利用身边的材料做实验，让实验支撑教学，使学生置身情景之中，提升动手能力。培养了学生的科学精神、创新思维、计算思维等核心素养,在实践中学生以小组合作的方式解决问题，从而达到立德树人这一终极目标，让孩子们爱上科学。最后希望做好玩的课程，用孩子们的想象让世界更自然多彩。
