“小学Arduino创意机器人”课程纲要.doc

“小学Arduino创意机器人”课程纲要“小学Arduino创意机器人”课程是一门交叉了多门学科的综合性课程，涉及到许多基础学科，包括数学、物理、计算机、化学、生物、多媒体等，学生在运用Arduino平台进行创造开发的时候，把学习到的零碎知识与机械工程转变成一个探究世界相互联系的不同侧面过程，它要求学生人为地对多门学科知识进行综合创造，这一实践过程使得学生在杂乱无章的学习情境中获得设计能力、合作能力、问题解决能力和实践创新能力的提升，也使得孩子们的学习变得生动有趣。“小学Arduino创意机器人”基于学科理论，立足于实际生活，通过技术思想以及Arduino平台的运用解决现实生活中的实际问题，为学生细心生活、发挥创造性提供了宽广的舞台。一、课程目标体系“小学Arduino创意机器人”课程的总目标是提高小学生的创新能力、综合设计能力和动手实践能力，进而培养和提升学生的STEM素养，强调学生在直接经验和亲身经历的基础上，通过观察、思考、设计、制作、试验等活动获得丰富的学习体验，在生活中发现问题，在实践中解决问题，在活动中获得知识。根据三维目标的划分，将课程目标细分如下：1知识与技能初步了解机器人的基本结构，了解机器人在社会生活中的应用；完成简单的机器人设计、硬件装配、程序编写、功能调试等任务；通过在掌握有关机器人的知识和技能的基础上，积极创意解决更多实际问题，在过程中培养创新精神，提高实践能力。2过程与方法在教师指导下，通过模仿及积极的创意，能够完成简单的机器硬件装配、程序编写、简单调试等任务，使机器人能够解决简单的问题。3情感态度与价值观感受机器人技术的重要性以及Arduino平台的便捷性，培养对Arduino机器人课程学习的兴趣以及动手解决实际生活问题的兴趣，提高问题意识和编程思维以及STEM素养，促进全面而有个性的发展。二、课程内容结构在小学阶段，机器人可以与信息技术课程进行整合，也可以作为信息技术课的拓展课程，以Arduino为平台的机器人课程教学需要搭建硬件、检测与控制电路，然后编写程序，就可以控制机器人的各种动作和行为。本课程主要涉及到的教学项目有智能LED、智能风扇、智能小车等，分为三章18课，具体的课程内容主要为：1智能LED系列，主要是Arduino的基础知识。2智能风扇系列，主要是Arduino基础知识的强化与深入。3智能小车系列，主要是Arduino机器人的综合运用。三、课程实施策略教学有法但是教无定法，教师在课堂中应该超越教学设计的预设，激发课堂的生机与活力，但是在课堂之前，教师要做的则是认真做好教学设计，只有准备充足了，才可以运用自如，使得课堂生动有趣。在教学设计方面，教师可能要考虑到以下几点内容：1教学内容应在符合学生认知水平的基础上力求充实。在做教学设计的时候要充分考虑到学生的原有知识水平，小学Arduino创意机器人的教学是以学生原有的基础学科的知识作为前提的，所以对学生原有知识的考查至关重要。教学内容的设计也是在考虑到学生原有水平的基础上进行的。教学内容在考虑到学生原有水平基础的同时，还要注意其与时代、生活的紧密联系，这样的内容才能既激发学生兴趣，又有实际意义。2教学思路应在符合学生认知规律的基础上力求清晰。教学内容是有先后次序的，上下位知识的学习如果打断的比较离谱，学生的学习效果必然是不好的。即使要打破教学陈规，教师的心中也要有一条教学的主线。解决实际问题的小学Arduino创意机器人设计实践要有哪些基础知识作为支撑，哪些是需要教师提供教学支架的，这些都需要教师在心里有清晰的认识。3教学策略及教学方法应力求激发学生兴趣、挖掘学生创造能力。对于小学Arduino创意机器人的知识教学运用怎样的教学方法，学生学起来不会感到枯燥无味，对于实践性较强的机器人创造运用什么方法能有效发挥学生的特长以及创造性，怎样的教学策略能够激发学生学习兴趣，怎样的教学策略能够维护课堂秩序使得教学顺利进行，这些都是需要教师在教学设计时就做详细考虑的。4对教学实施过程中的突发情况进行预测并合理调整。在把握小学Arduino创意机器人课堂的基础上，灵活调整教学策略，改变教学方式，根据课堂的教学实际把一些突发事件转化为比较流畅、生动的教学环节，也是一门伟大的教学艺术，需要小学Arduino创意机器人课程教学教师深入体会、不断习得的。5总结教学工作中的经验与教训，多与同行交流心得。教师在日常教学工作中，注意积累与教学相关的资源，养成记录教学日记的良好习惯，同时利用网络多与同行进行交流。小学Arduino创意机器人在国内的教学还比较少，但是只要认真寻找，还是有很多同样热衷于小学Arduino创意机器人教学研究的同行存在的，并且，随着机器人教育的普及，相信会有更多的教师去研究，挖掘Arduino创意机器人教学的价值。四、课程评价方法根据课程的性质特征，评价应重参与、重过程，强调评价主体的多元化，教学内容的综合性和全面性，评价标准的合理性，以及评价方法、手段的多样性。为此，要遵循以下原则：1参与性原则。注重学生在课堂的积极参与性以及与其他同学的合作，适时提供相应的参与性评价表记录学生的参与活动。2综合性原则。评价的内容不能片面，要综合考虑到学生的各科知识基础，学生对Arduino创意机器人基础知识的学习以及学生在综合运用各个知识解决实际问题的能力。3激励性原则。对于小学生来言，Arduino创意机器人是比较新奇的知识，在过了刚刚开始的新鲜感以后，会遇到各种各样的问题，这个时候教师需要通过激励性的评价，为学生的好奇心保鲜，同时鼓励他们发挥自己的长处，大胆尝试，创作出满意的作品，提高创新能力以及实践能力。小学Arduino创意机器人课程中设计的任务主要以实验操作为主，课程评价以过程性评价和终结性评价相结合的方法。主要以作品评价为主，作品可以是半成品也可以成品，根据学生的实际情况来定。最终成绩按照“平时作业（40%）+最终作品(40%)+表现（10%）+考勤（10%）”公式给出成绩。平时作业和最终作品的评价量规如下：作品名称小组成员评估指标等级分数ABC机器人知识和技术（15分）基本了解机器人的概念、工作原理以及传感器的作用（0-9分）理解机器人的概念、工作原理以及传感器的作用（9-12分）掌握并能应用机器人的知识和技术（12-15分）跨学科的知识（15分）了解了与机器人学科相关的其他学科知识（0-9分）掌握了学科知识，但不能将机器人和其他学科联系起来（9-12分）能将其他学科的知识和机器人学科联系起来（12-15分）创新能力（20分）只能按部就班的完成分配的任务（0-12分）能够设计出比较有创意的作品，但未能实现（12-16分）能够设计并实现比较有创意的作品（16-20分）程序设计（15分）只会按照范例编写简单程序（0-9分）能编写和调试程序（9-12分）能编写、调试和优化程序（12-15分）动手实践能力（20分）连接松散、连线无序（0-12分）连接牢固、连线有序，完成部分任务（12-16分）连接牢固、连线有序，整体合理巧妙，完成全部任务（16-20分）实用性（15分）没有体现实用价值（0-9分）有一定的实用价值（9-12分）有较高的实用价值（12-15分）作品总分五、教学器材建议Arduino创意机器人课程的选修人数一般控制在30人内，按照2-3人一套器材进行配置。硬件要求：计算机教室1间（教室后面最好有一块空场地，不必太大，供小车使用），配套教学器材如下：高透明塑料整理箱（小号），Arduino UNO主板（自带驱动模块和扩展版），USB线，3p线（若干），小号两用螺丝刀；LED（三个），小风扇，锂电池，TowerPro