小學(xué)五年級創(chuàng)意機(jī)器人編程課 2-1.9 碰碰車（二進(jìn)制）（教學(xué)設(shè)計(jì)）

小學(xué)五年級創(chuàng)意機(jī)器人編程課2-1.9碰碰車（二進(jìn)制）（教學(xué)設(shè)計(jì)）科目授課時(shí)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(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）小學(xué)五年級創(chuàng)意機(jī)器人編程課2-1.9碰碰車（二進(jìn)制）（教學(xué)設(shè)計(jì)）教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課是基于小學(xué)五年級科學(xué)教材《科學(xué)》五年級下冊第17課《機(jī)器人與控制》中的“碰碰車”活動設(shè)計(jì)的。該活動要求學(xué)生通過使用樂高積木搭建一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)二進(jìn)制碰撞檢測的簡單機(jī)器人，并利用編程對其進(jìn)行控制。課程內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：

1.知識目標(biāo)：學(xué)生需要了解二進(jìn)制的基本概念，理解二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換方法，以及掌握基本的邏輯門電路原理。

2.技能目標(biāo)：學(xué)生能夠使用樂高積木搭建一個(gè)簡單的機(jī)器人，利用編程實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制碰撞檢測，并通過調(diào)整程序代碼，優(yōu)化機(jī)器人的碰撞檢測效果。

3.情感目標(biāo)：學(xué)生在動手動腦的過程中，培養(yǎng)對科學(xué)探究的興趣，激發(fā)創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要包括以下幾個(gè)方面：

1.科學(xué)探究與創(chuàng)新精神：學(xué)生通過自主搭建和編程，探究二進(jìn)制碰撞檢測的原理和方法，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和問題解決能力。

2.團(tuán)隊(duì)合作與溝通技能：學(xué)生在小組合作中，共同完成機(jī)器人的搭建和編程任務(wù)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識和溝通技能。

3.信息素養(yǎng)與技術(shù)應(yīng)用：學(xué)生利用編程軟件和樂高積木等工具，掌握基本的編程技巧，提高信息素養(yǎng)和技術(shù)應(yīng)用能力。

4.邏輯思維與數(shù)學(xué)素養(yǎng)：學(xué)生通過學(xué)習(xí)二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換方法和邏輯門電路原理，培養(yǎng)邏輯思維和數(shù)學(xué)素養(yǎng)。

5.自主學(xué)習(xí)與終身教育：學(xué)生通過自主探究和問題解決，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和終身教育的意識，為未來的學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

（1）二進(jìn)制的基本概念：學(xué)生需要理解二進(jìn)制只有兩個(gè)數(shù)碼，0和1，以及二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換方法。

（2）邏輯門電路原理：學(xué)生需要掌握與門、或門、非門等基本邏輯門電路的原理和功能。

（3）編程控制：學(xué)生需要利用編程軟件，編寫程序代碼，實(shí)現(xiàn)對樂高機(jī)器人的控制，完成二進(jìn)制碰撞檢測。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

（1）二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換：學(xué)生對于不同進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換方法可能不太理解，難以運(yùn)用到實(shí)際編程中。

（2）邏輯門電路的理解和應(yīng)用：學(xué)生可能對邏輯門電路的原理和功能理解不深，導(dǎo)致無法正確搭建和編程機(jī)器人。

（3）編程技巧：學(xué)生可能對編程軟件的使用和編程語法不夠熟悉，難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的二進(jìn)制碰撞檢測功能。

針對上述重點(diǎn)和難點(diǎn)，教師在教學(xué)過程中應(yīng)著重講解和強(qiáng)調(diào)二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換方法，邏輯門電路的原理和功能，以及編程技巧。通過舉例、演示和練習(xí)等方式，幫助學(xué)生理解和掌握相關(guān)知識，從而更好地完成課程任務(wù)。教學(xué)方法與策略1.教學(xué)方法：

-講授法：教師講解二進(jìn)制的基本概念、邏輯門電路原理以及編程基礎(chǔ)知識。

-實(shí)驗(yàn)法：學(xué)生動手搭建樂高機(jī)器人，并進(jìn)行編程實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制碰撞檢測。

-小組討論法：學(xué)生分組合作，共同探討和解決編程過程中遇到的問題。

2.教學(xué)活動設(shè)計(jì)：

-角色扮演：學(xué)生扮演機(jī)器人設(shè)計(jì)師，根據(jù)任務(wù)要求，設(shè)計(jì)并搭建機(jī)器人。

-實(shí)驗(yàn)操作：學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，進(jìn)行機(jī)器人編程實(shí)驗(yàn)，實(shí)踐二進(jìn)制碰撞檢測。

-創(chuàng)意展示：學(xué)生展示自己的機(jī)器人作品，分享制作過程中的創(chuàng)新點(diǎn)和解決難題的方法。

3.教學(xué)媒體使用：

-投影片：教師使用投影片展示二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換方法、邏輯門電路原理等關(guān)鍵知識點(diǎn)。

-編程軟件：學(xué)生使用編程軟件（如Scratch或Blockly）進(jìn)行機(jī)器人編程，實(shí)現(xiàn)碰撞檢測功能。

-網(wǎng)絡(luò)資源：學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)資源，了解樂高機(jī)器人的相關(guān)知識和編程技巧。教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：提供二進(jìn)制與十進(jìn)制轉(zhuǎn)換的PPT、視頻教程等資源，讓學(xué)生預(yù)習(xí)相關(guān)知識點(diǎn)。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：提出問題如“二進(jìn)制和十進(jìn)制有什么區(qū)別？”、“如何進(jìn)行二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換？”等，引導(dǎo)學(xué)生思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過在線平臺收集學(xué)生的預(yù)習(xí)筆記和疑問。

學(xué)生活動：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生在家觀看視頻、閱讀PPT，初步了解二進(jìn)制基礎(chǔ)知識。

-思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生針對問題進(jìn)行思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將預(yù)習(xí)筆記和疑問通過在線平臺提交給教師。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力，提高預(yù)習(xí)效果。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺分享資源，方便學(xué)生預(yù)習(xí)和教師監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前熟悉課程內(nèi)容，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和問題分析能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動：

-導(dǎo)入新課：通過一個(gè)有趣的機(jī)器人碰撞實(shí)驗(yàn)，引出本節(jié)課的主題。

-講解知識點(diǎn)：詳細(xì)講解二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換方法，并通過實(shí)際操作演示。

-組織課堂活動：學(xué)生分組進(jìn)行機(jī)器人編程實(shí)驗(yàn)，教師巡回指導(dǎo)。

-解答疑問：針對學(xué)生的疑問，教師進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo)或集體講解。

學(xué)生活動：

-聽講并思考：學(xué)生專注聽講，對二進(jìn)制轉(zhuǎn)換方法進(jìn)行深入理解。

-參與課堂活動：學(xué)生在小組中合作編程，實(shí)踐碰撞檢測功能。

-提問與討論：學(xué)生針對編程過程中的問題進(jìn)行討論，向教師請教。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過講解使學(xué)生理解二進(jìn)制轉(zhuǎn)換原理。

-實(shí)踐活動法：通過動手實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生實(shí)踐編程技巧。

-合作學(xué)習(xí)法：小組合作有助于學(xué)生互相學(xué)習(xí)，共同解決問題。

作用與目的：

-確保學(xué)生掌握二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換方法。

-培養(yǎng)學(xué)生的編程實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

-布置作業(yè)：設(shè)計(jì)課后編程練習(xí)，鞏固學(xué)生對二進(jìn)制轉(zhuǎn)換的應(yīng)用。

-提供拓展資源：推薦一些編程學(xué)習(xí)網(wǎng)站和視頻，鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予學(xué)生作業(yè)評價(jià)和建議。

學(xué)生活動：

-完成作業(yè)：學(xué)生獨(dú)立完成課后編程作業(yè)，鞏固所學(xué)知識。

-拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生利用推薦資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，提升編程技能。

-反思總結(jié)：學(xué)生回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)過程，總結(jié)收獲和需要改進(jìn)的地方。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立完成作業(yè)和自主學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)法：幫助學(xué)生通過反思提升自我學(xué)習(xí)意識。

作用與目的：

-鞏固課堂上學(xué)到的編程知識，提高實(shí)際應(yīng)用能力。

-通過拓展學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生對編程的興趣，培養(yǎng)持續(xù)學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

-通過反思總結(jié)，使學(xué)生認(rèn)識到自己的學(xué)習(xí)進(jìn)步和待提高之處。知識點(diǎn)梳理本節(jié)課的主要知識點(diǎn)基于小學(xué)五年級科學(xué)教材《科學(xué)》五年級下冊第17課《機(jī)器人與控制》中的“碰碰車”活動，具體知識點(diǎn)梳理如下：

1.二進(jìn)制的基本概念：二進(jìn)制是一種只有兩個(gè)數(shù)碼，0和1的計(jì)數(shù)系統(tǒng)。它是計(jì)算機(jī)編程和電子技術(shù)中的基礎(chǔ)，與十進(jìn)制有本質(zhì)的不同。

2.二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換方法：掌握二進(jìn)制與十進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換方法。包括：

-從十進(jìn)制到二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換：將十進(jìn)制數(shù)除以2，并記錄余數(shù)，直到商為0為止。將所有的余數(shù)倒序排列，得到對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)。

-從二進(jìn)制到十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換：將二進(jìn)制數(shù)每位乘以2的相應(yīng)次方，然后求和，得到對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。

3.邏輯門電路原理：了解與門、或門、非門等基本邏輯門電路的原理和功能。

-與門（ANDgate）：只有當(dāng)所有輸入都是高電平時(shí)，輸出才是高電平。

-或門（ORgate）：只要有任何一個(gè)輸入是高電平，輸出就是高電平。

-非門（NOTgate）：輸入的電平狀態(tài)取反，高電平變成低電平，低電平變成高電平。

4.機(jī)器人編程基礎(chǔ)：了解編程的基本概念，包括變量、條件語句、循環(huán)語句等。能夠使用編程軟件（如Scratch或Blockly）進(jìn)行簡單的編程。

5.碰撞檢測原理：理解如何在機(jī)器人編程中實(shí)現(xiàn)碰撞檢測。通過傳感器獲取碰撞信號，并利用邏輯門電路和編程實(shí)現(xiàn)碰撞檢測功能。

6.樂高積木搭建技巧：熟悉樂高積木的種類和用途，能夠根據(jù)需求選擇合適的積木進(jìn)行搭建。了解樂高機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)和功能。

7.小組合作與溝通技巧：在小組合作中，能夠有效地溝通和協(xié)作，共同完成機(jī)器人的搭建和編程任務(wù)。教學(xué)反思與總結(jié)在教學(xué)方法方面，我采用了講授法、實(shí)驗(yàn)法和小組討論法。通過講解二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換方法、邏輯門電路原理以及編程基礎(chǔ)知識，幫助學(xué)生理解理論知識。同時(shí)，安排了實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生動手搭建樂高機(jī)器人并進(jìn)行編程實(shí)踐，提高了學(xué)生的實(shí)際操作能力。此外，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，促進(jìn)了學(xué)生之間的交流與合作。在教學(xué)策略方面，我注重啟發(fā)式教學(xué)，通過提出問題引導(dǎo)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。在教學(xué)管理方面，我注意營造輕松愉快的課堂氛圍，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與，對學(xué)生的表現(xiàn)給予及時(shí)的反饋和鼓勵(lì)。

本節(jié)課的教學(xué)效果總體上是積極的。學(xué)生在知識方面，掌握了二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換方法、邏輯門電路原理以及編程基礎(chǔ)知識。在技能方面，學(xué)生能夠動手搭建樂高機(jī)器人，并進(jìn)行編程實(shí)踐，提高了實(shí)際操作能力。在情感態(tài)度方面，學(xué)生對機(jī)器人編程產(chǎn)生了濃厚的興趣，表現(xiàn)出積極的學(xué)習(xí)態(tài)度和團(tuán)隊(duì)合作精神。

然而，在教學(xué)中也存在一些問題和不足。首先，部分學(xué)生在二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換方面仍存在困難，需要進(jìn)一步的指導(dǎo)和練習(xí)。其次，在編程實(shí)踐環(huán)節(jié)，部分學(xué)生對編程軟件的使用和編程語法不夠熟悉，影響了編程的效率和效果。最后，在小組合作中，個(gè)別學(xué)生參與度不高，需要加強(qiáng)引導(dǎo)和鼓勵(lì)。

針對以上問題和不足，我提出以下改進(jìn)措施和建議：

1.在二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換方面，可以通過更多的實(shí)例和練習(xí)，幫助學(xué)生加深理解和掌握。

2.在編程實(shí)踐環(huán)節(jié)，可以提供更多的編程資源和指導(dǎo)，幫助學(xué)生熟悉編程軟件的使用和語法。

3.在小組合作中，可以通過角色分配和任務(wù)分工，提高學(xué)生的參與度和合作意識。教學(xué)評價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)總體積極，能夠認(rèn)真聽講并參與討論。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，大部分學(xué)生能夠動手搭建樂高機(jī)器人，并進(jìn)行編程實(shí)踐。但在個(gè)別情況下，部分學(xué)生注意力不集中，需要教師進(jìn)一步關(guān)注和引導(dǎo)。

2.小組討論成果展示：各小組在討論環(huán)節(jié)能夠積極參與，共同完成機(jī)器人的搭建和編程任務(wù)。在成果展示中，各小組展示了各自的機(jī)器人作品，分享了制作過程中的創(chuàng)新點(diǎn)和解決難題的方法。通過成果展示，可以看出學(xué)生在小組合作中的積極性和團(tuán)隊(duì)合作精神。

3.隨堂測試：在課堂結(jié)束前，進(jìn)行了隨堂測試，以檢驗(yàn)學(xué)生對二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換方法、邏輯門電路原理以及編程基礎(chǔ)知識的掌握情況。測試結(jié)果顯示，大部分學(xué)生能夠正確回答問題，但在二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換方面，仍有一部分學(xué)生存在困難，需要進(jìn)一步的指導(dǎo)和練習(xí)。

4.教師評價(jià)與反饋：針對學(xué)生的課堂表現(xiàn)、小組討論成果展示和隨堂測試，教師給予了及時(shí)的評價(jià)和反饋。對學(xué)生的積極表現(xiàn)給予表揚(yáng)和鼓勵(lì)，對存在的問題和不足進(jìn)行指出并提出改進(jìn)建議。同時(shí)，針對學(xué)生在編程實(shí)踐中的困難，教師提供了具體的指導(dǎo)和幫助，以提高學(xué)生的編程能力。

5.家長反饋：在課后，向家長了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，收集家長的意見和建議。家長普遍反映學(xué)生對機(jī)器人編程產(chǎn)生了濃厚的興趣，積極參與課堂活動。同時(shí)，家長也提出了學(xué)生在編程實(shí)踐中的困難，希望教師能夠提供更多的指導(dǎo)和幫助。板書設(shè)計(jì)1.二進(jìn)制基本概念：

-數(shù)碼：0和1

-與十進(jìn)制的區(qū)別：十進(jìn)制有10個(gè)數(shù)碼（0-9），而二進(jìn)制只有2個(gè)數(shù)碼（0和1）

2.二進(jìn)制與十進(jìn)制轉(zhuǎn)換方法：

-十進(jìn)制轉(zhuǎn)二進(jìn)制：除2取余，倒序排列

-二進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制：每位乘以2的相應(yīng)次方，求和

3.邏輯門電路原理：

-與門：所有輸入為高電平時(shí)，輸