深圳市青少年宫spike机器人课程 第三课 360°风扇（教学设计）

深圳市青少年宫spike机器人课程第三课360°风扇（教学设计）学校授课教师课时授课班级授课地点教具教材分析深圳市青少年宫spike机器人课程第三课360°风扇（教学设计）本节课内容与课本中“机械传动”章节紧密相连，旨在通过制作360°风扇，让学生掌握齿轮传动的原理及运用，培养动手实践能力和创新思维。课程内容贴近实际，有助于激发学生的学习兴趣，提高学生的综合素质。核心素养目标分析本节课旨在培养学生的科学探究能力、工程实践能力和创新思维。通过设计制作360°风扇，学生将学习齿轮传动原理，锻炼问题解决和团队合作能力。同时，培养学生对科学技术的兴趣，提升信息素养和审美情趣。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：学生在本课前已经学习了基本的机器人操作知识和简单的电路连接方法，对齿轮的基本概念和机械传动有一定的了解。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生对机器人课程普遍表现出浓厚兴趣，具备一定的动手实践能力。部分学生可能在逻辑思维和空间想象方面表现突出，而另一些学生可能在细致操作和耐心方面有所欠缺。学习风格上，学生中既有偏好独立探索的，也有更倾向于合作学习的。

3.学生可能遇到的困难和挑战：学生在组装360°风扇时可能遇到齿轮匹配不当、电路连接错误等技术难题。此外，部分学生可能在理解齿轮传动原理时感到困惑，需要教师耐心引导和解释。团队合作中，可能会出现沟通不畅、分工不均等问题，需要教师通过指导和示范来帮助学生克服。教学资源-软硬件资源：Spike机器人套件，包括电池盒、电机、齿轮、连接线、编程控制器等。

-课程平台：青少年宫机器人课程专用教学平台。

-信息化资源：机器人编程软件、教学视频、操作手册、在线技术支持。

-教学手段：实物展示、分组讨论、示范操作、学生作品展示。教学过程一、导入新课

1.老师首先通过提问的方式引导学生回顾上一节课的内容，例如：“同学们，上节课我们学习了什么？你们还记得我们制作的第一个机器人项目吗？”

2.学生回答后，老师总结并引出本节课的主题：“今天，我们将继续探索机器人的世界，学习如何制作一个360°风扇。”

二、新课讲授

1.老师展示360°风扇的实物，并简要介绍其工作原理，让学生对风扇有一个直观的认识。

2.老师讲解齿轮传动的原理，通过实际操作展示齿轮如何带动风扇叶片旋转。

3.老师引导学生分析风扇的设计，包括电池盒、电机、齿轮、连接线等部件的连接方式。

三、分组讨论

1.老师将学生分成小组，每组4-5人，要求学生在规定时间内讨论如何制作360°风扇。

2.学生在讨论过程中，可以提出自己的想法和建议，并与其他组员分享。

3.老师巡视各组，解答学生在讨论中遇到的问题，并给予指导。

四、动手实践

1.老师讲解制作360°风扇的步骤，包括电池盒、电机、齿轮、连接线的连接方法。

2.学生按照老师的讲解，开始动手制作风扇。

3.老师巡视各组，解答学生在制作过程中遇到的问题，并给予指导。

五、作品展示与评价

1.学生完成风扇制作后，将作品展示给全班同学。

2.老师引导学生对作品进行评价，包括设计、制作、功能等方面。

3.学生根据评价结果，对作品进行改进。

六、总结与拓展

1.老师对本节课的内容进行总结，强调齿轮传动在机器人制作中的应用。

2.老师提出拓展问题，引导学生思考如何将齿轮传动应用于其他机器人项目。

3.学生分享自己的想法，老师给予点评和指导。

七、课后作业

1.学生根据本节课所学内容，设计一个简单的机器人项目，并尝试使用齿轮传动。

2.学生完成项目后，将作品展示给家长或同学，并分享制作过程中的心得体会。

教学过程中，老师应注重以下几点：

1.注重启发式教学，引导学生主动思考，培养学生的创新思维。

2.注重实践操作，让学生在动手实践中掌握知识，提高技能。

3.注重团队合作，培养学生的沟通能力和协作精神。

4.注重评价与反馈，及时了解学生的学习情况，调整教学策略。知识点梳理1.机械传动基础知识

-机械传动的概念及其在机器人中的应用

-传动系统的分类：齿轮传动、皮带传动、链条传动等

-齿轮传动的原理和特点

2.齿轮传动原理

-齿轮的结构和分类：直齿轮、斜齿轮、人字齿轮等

-齿轮的啮合原理和传动比计算

-齿轮的模数、压力角、齿数等参数对传动性能的影响

3.电池盒和电机的连接

-电池盒的类型和特点

-电机的类型和特点

-电池盒与电机的连接方式：串联、并联

-连接过程中的注意事项：安全、稳定性、电流分配等

4.齿轮和连接线的安装

-齿轮的安装方法：固定、滑动等

-连接线的类型和特点

-齿轮与电机、电池盒的连接顺序和方式

5.编程控制器与机器人的连接

-编程控制器的功能和使用方法

-编程控制器与机器人的连接接口和连接方式

-编程控制器的基本编程指令和流程

6.360°风扇的制作步骤

-设计风扇的整体结构

-选择合适的电机和齿轮

-安装电池盒、电机、齿轮和连接线

-编程控制器控制风扇的转动

-调试风扇的性能和稳定性

7.安全注意事项

-制作过程中的安全操作规程

-使用工具的安全注意事项

-电路连接的安全注意事项

8.作品展示与评价

-作品展示的技巧和注意事项

-作品评价的标准和指标

-改进作品的建议和方法

9.拓展应用

-将齿轮传动应用于其他机器人项目

-创新设计，提高机器人性能

-结合实际需求，优化设计方案典型例题讲解1.例题：一个直齿轮的模数为1mm，齿数为20，求该齿轮的齿距和齿厚。

解答：齿距=π×模数=π×1mm≈3.14mm

齿厚=齿距×(1-齿数/齿数模数)=3.14mm×(1-20/20)=3.14mm×0.5=1.57mm

2.例题：一个斜齿轮的螺旋角为20°，模数为2mm，齿数为40，求该齿轮的齿高和齿宽。

解答：齿高=模数×(1+齿数/齿数模数)=2mm×(1+40/20)=6mm

齿宽=齿高×(1-齿数/齿数模数)=6mm×(1-40/20)=6mm×0.5=3mm

3.例题：一个齿轮传动的主动齿轮的转速为1200r/min，传动比为2:1，求从动齿轮的转速。

解答：从动齿轮的转速=主动齿轮的转速×传动比=1200r/min×2=2400r/min

4.例题：一个皮带传动的主动轮直径为150mm，从动轮直径为100mm，皮带速度为2m/s，求皮带的张紧力。

解答：张紧力=皮带速度×皮带张力系数×皮带长度

皮带张力系数=0.1（根据实际情况调整）

皮带长度=(主动轮直径+从动轮直径)×π=(150mm+100mm)×π≈465.2mm

张紧力=2m/s×0.1×465.2mm≈93.04N

5.例题：一个链条传动的主动链轮齿数为24，从动链轮齿数为36，链条节距为10mm，求链条的长度。

解答：链条长度=(主动链轮齿数+从动链轮齿数)×链节距

链条长度=(24+36)×10mm=600mm反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.实践操作与理论教学相结合：在教学中，我注重将理论知识与实际操作相结合，让学生在动手实践中理解齿轮传动的原理，这种教学方式能够提高学生的学习兴趣和动手能力。

2.个性化教学：根据学生的学习进度和理解能力，我尝试采用分层教学的方法，让每个学生都能在自己的节奏下学习，这样的个性化教学有助于提高学生的学习效果。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.教学组织方面：在分组讨论环节，我发现部分小组讨论不够深入，可能是由于学生之间的沟通不够充分或者时间分配不合理。

2.教学方法方面：虽然我尝试了多种教学方法，但发现对于一些理论知识的讲解，学生的接受度仍然不高，可能需要寻找更有效的教学方法。

3.教学评价方面：目前的评价方式主要是通过作品展示和课堂表现，但这种方式可能无法全面反映学生的学习成果，需要考虑引入更多样化的评价手段。

反思改进措施（三）

1.对于教学组织方面的问题，我计划在分组讨论前，提供更明确的讨论指南，并确保每个学生都有机会发表自己的观点。同时，我会合理安排时间，确保每个小组都有足够的时间进行深入讨论。

2.在教学方法上，我打算尝试使用多媒体教学，通过动画和视频演示齿轮传动的原理，这样可以帮助学生更直观地理解抽象的概念。此外，我还会增加课堂互动环节，鼓励学生提问和讨论。

3.对于教学评价方面，我计划引入项目评估和自我评估相结合的方式。学生不仅要在课堂表现和作品展示上得到评价，还要学会自我评估和反思，这样可以更全面地了解学生的学习情况。同时，我还会与家长沟通，获取更多关于学生学习情况的反馈。教学评价与反馈1.课堂表现：在课堂教学中，学生的参与度较高，对于齿轮传动的原理和齿轮传动的应用有了一定的理解和掌握。学生在课堂上的提问积极，对于遇到的问题能够主动寻求解答，表现出良好的学习态度。

2.小组讨论成果展示：在小组讨论环节，学生们能够积极地参与到讨论中，提出自己的观点和想法，并能够与其他组员进行有效的沟通和协作。各小组在展示作品时，能够清晰地阐述设计思路和制作过程，体现了团队合作的成果。

3.随堂测试：通过随堂测试，我发现学生对齿轮传动的理论知识掌握较好，能够正确计算出齿轮的齿距、齿厚等参数，但在实际操作方面，部分学生对于齿轮的安装和连接还存在一些问题。

4.学生自评与互评：在课程结束后，学生进行了自我评价和互评。自我评价中，学生能够认识到自己在学习过程中的优点和不足，互评环节中，学生能够客观地评价同伴的表现，并提出改进建议。

5.教师评价与反馈：针对课堂表现，我对学生的积极参与和良好学习态度给予了肯定。在齿轮传动的理论知识方面，学生的掌握程度较高，但在实际操作和团队协作方面，仍有提升空间。以下是我对学生的具体评价与反馈：

-对于课堂表现积极的学生，我鼓励他们继续保持，