SPIKE™ Prime 科创套装

任务训练:创造性地解决问题

培养任务策略技能。运用设计流程开发问题的创造性解决方案。

45 min
初级
年级 6-8
Hybrid
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概述

  • 这是一节融合式学习课程。教授本节课无需 LEGO® Education SPIKE Prime 科创套装、乐高积木或软件。
  • 在本节课中,学生将遵循工程设计流程搭建和测试设计任务的解决方案。
  • 本节课要求学生探索任务策略和机器人附件设计,有助于他们为参加机器人竞赛做好准备。

可以将此课程:

  • 放在训练营 2:与物体互动课程之后,为学习有关推、拉、递送和救援物体的概念奠定基础。
  • 放在入门任务课程之后,以进一步探索机器人如何与物体进行交互。
  • 放在本学习单元的任何部分,以培养任务策略技能、机器人设计技能和团队合作技能。
  • 使用“附加学习资源”下提供的课程演示文稿来调整课程节奏,引导学生完成 5E 模式的每个环节。

工程设计理念

  • 原型:搭建样机以测试构想。
  • 测试和评估:衡量事物运行情况的过程测试原型并评估其运行情况。
  • 迭代:重复一个过程,以便更接近预期的结果。一些迭代性重复可能涉及改进某些事物。

参与

(10 分钟)

围绕主题“解决问题”展开一次快速讨论。
• 通过这次讨论,你和学生将总结出创造性问题解决策略的定义,并制订解决设计挑战的标准。

展示课程演示文稿的参与页面。
• 此页面显示了一张图片:需要解开的结。

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可以提出如下问题:

  • 这里有什么问题?(此问题有助于学生确定问题。回答示例:这里有一个结,需要解开。)
  • 有什么方法可以解决这个问题?(此问题有助于引导学生围绕问题进行头脑风暴。回答示例:松开绳子,找到末端,然后解开绳结。)
  • 你会先试什么?(此问题有助于引导学生思考解决问题的计划,并明确他们第一个原型的具体细节。)
  • 如果尝试无果该怎么办?你接下来会尝试什么?(这个问题有助于引导学生思考如何评估他们的原型,如何做出发现,以及如何制定计划来重复迭代式工程设计流程。)
  • 向学生说明,解决问题就是通过尝试不同的想法来实现的,这叫做迭代。

参与环节融合式学习技巧

同步

  • 在预定的上课时间组织全班进行在线讨论。尽量少讲话。鼓励学生进行回答或提出自己的问题。尝试使用在线投票工具或聊天功能,让每个人都参与进来。

异步

  • 展示课程演示文稿的参与页面,并选择学生应该向你直接单独回复,还是在课堂讨论板上集体回复。在线讨论板非常适合相互学习和交流,无需所有学生同时在场。

探究

(15 分钟)

向学生说明,他们将独立为设计挑战搭建解决方案。

展示课程演示文稿的第一个探究页面。

  • 本页面显示了四项设计挑战。这些挑战类似于机器人竞赛任务中的常见障碍。
  • 可以向学生提出所有四项挑战,供学生在多次课程中每次选择或提出一项挑战。
  • 让学生围绕解决问题的思路进行头脑风暴。组织学生进行一次简短的分享会。

设计挑战
以下是本节课四项设计挑战的概要。

  • 挑战 A:递送物品(示例解决方案:推物体或拉物体。如果学生没有思路,可以建议他们送一杯水。)
  • 挑战 B:启动设备(示例解决方案:按压物体。让学生选择他们将要启动的设备。)
  • 挑战 C:救援对象(示例解决方案:抓物体、拉物体或推物体。可建议任何有趣的救援对象。)
  • 挑战 D:抛硬币 (示例解决方案:翻转物体。如果没有硬币,可以更换任何可以翻转的扁平物体。)
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展示课程演示文稿的第二个探究页面。
本页面显示学生完成设计挑战需要的步骤:

  • 第 1 步 - 发现:选择设计挑战。
  • 第 2 步 - 头脑风暴:想方设法使用现有的材料解决挑战。
  • 第 3 步 - 创建:搭建设计。这将是“初版”原型。
  • 第 4 步 - 迭代:评估和改进解决方案。
  • 第 5 步 - 交流:分享哪些部分能够按预期工作,从原型中发现了什么,以及如何使用这些信息进行改进。
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展示课程演示文稿的第三个探究页面。

  • 本页面展示了一些回收材料,学生可将它们用于解决设计问题。

围绕学生如何将回收材料用于他们的解决方案,组织一次讨论。可以提出如下问题:

  • 你从此处看到了什么样的材料?
  • 你能找到哪些材料?
  • 你将如何使用这些材料帮助自己解决设计问题?
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可返回课程演示文稿的第二个探究页面进行参考。

  • 鼓励学生遵循此流程。
  • 为学生进行创建和迭代提供足够时间,以便他们获得可行的解决方案。
  • 提醒学生,他们正在制作原型,如果他们的解决方案第一次不能正常工作属于正常情况。向学生说明,迭代过程中会有新的发现。

探究环节融合式学习技巧
将这个环节定义为社交时间。学生喜欢一起工作。

同步

  • 如果学生在线参与学习,可以让他们在一个会议室中一起工作,并让一名学生向全班分享原型。或者,让他们以小组形式在分会议室中一起工作,然后与合作伙伴或在组内分享原型。

异步

  • 鼓励学生在家人的帮助下为居家活动准备一个指定的工作空间。光线充足、平整干净、没有杂物的表面非常适合工作和学习。请记住,每位学生的家庭情况会有所不同。

解释

(10 分钟)

  • 一旦学生完成设计挑战或在挑战中进行了有意义的尝试,可让他们反思自己的工作过程。

展示课程演示文稿的解释页面。

  • 本页面提供了对话提示,与学生在机器人竞赛的评判过程中可能遇到的问题一致。

请学生分享有关如下主题的示例:

  • 他们如何规划自己的工作*(此提示可以帮助学生解释他们如何发现问题并定义设计标准。)*

  • 问题的创造性解决方案*(此提示可以帮助学生解释他们的创新思维。)*

  • 他们在迭代过程中做出的发现*(此提示可以帮助学生解释发现和创新,两者是机器人竞赛的核心价值观。)*

  • 他们对原型进行的改进*(此提示可以帮助学生解释他们的迭代过程。)*

  • 提醒学生使用眼神交流,采用友好的语气,并在分享他们的想法时,要着眼于具体的例子。

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解释环节融合式学习技巧

同步

  • 如果学生在线参与学习,请查看课程演示文稿的解释页面,并让他们以小组形式在分会议室中进行分享。
  • 访问分会议室,检查学生的理解情况。
  • 回答学生的问题,并直接消除误解,加深对相关概念的理解。

异步

  • 鼓励学生通过与整个群组分享或在群聊中发表评论来反思他们收到的反馈。

拓展

(5 分钟)

展示课程演示文稿的拓展页面,此页面显示了有关学生如何记录其工作的一些灵感。

  • 让学生通过制作视频(或海报)或分享工程笔记本的页面来记录他们的工作。
  • 此记录过程将为学生创建机器人竞赛的研究或设计项目做好准备。
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拓展环节融合式学习技巧
为学生提供机会,允许他们展示自己的作品,了解其他人的作品。

同步

  • 组织一次在线分享会,让学生分享他们的作品。

异步

  • 创建一个虚拟画廊,学生可以在其中分享他们的作品。鼓励他们发布自己的作品,并查看同伴的作品。

评估

(5 分钟)

• 让每位学生分享他们所迭代的内容的示例,或他们发现的创造性解决方案。

要求学生就自己的表现进行自我评估。既可以采用以下建议,也可以创造属于自己的自我评估活动。

  • 如果你可以借助一些帮助来描述策略、迭代和解决设计问题的创造性解决方案,请举起一只手。
  • 如果你能够描述策略、迭代和解决设计问题的创造性解决方案,请举起两只手。
  • 如果你能够教别人描述策略、迭代和解决设计问题的创造性解决方案,请挥手。

评估环节融合式学习技巧
你拥有许多评估选择,如书面作业、现场或录制的口头展示,或展示学生理解程度的绘画。

同步

  • 在预定的上课时间组织全班进行在线讨论。

异步

  • 让学生通过发布书面作业、口头展示或展示理解程度的绘画来反思他们的作品。

教师支持

学生将会:

  • 定义设计标准以解决问题
  • 搭建原型、进行测试和评估问题的解决方案
  • 描述解决问题的策略、迭代和创新解决方案
  • 课程演示文稿(参见“附加学习资源”)
  • 回收材料(请参阅课程演示中的示例)
  • 纸张(2 张/学生)
  • 书写/绘图工具(钢笔、铅笔、记号笔)

了解详情

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