SPIKE™ Prime 科创套装

跳跳虫比赛

设计多种原型,以寻找一种无需轮子就能以有效方式移动的机器人。

30-45分钟
初级
年级 6-8
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课程计划

1.课前准备

  • 通过 LEGO® Education SPIKE App 应用程序浏览学生学习材料。

2.参与(5 分钟)

  • 根据下面要点组织学生围绕本节课程展开一次讨论。
  • 播放视频介绍本节课程。

3.探究(25 分钟)

  • 让学生两人一组合作搭建跳虫模型。
  • 要求学生运行程序,观察跳虫是如何运动的。
  • 让学生为跳虫设计新腿模型,加快其前进的速度。强调学生不能借助轮子移动。

4.解释(5 分钟)

  • 组织一次讨论,要求学生描述他们用来加快跳虫移动速度的方法。

5.拓展(10 分钟)

  • 使用乐高积木搭建起跑线和终点线,准备一条测试跑道。
  • 给所有团队 5 分钟时间,以在决赛前测试并改进他们的模型。
  • 如果时间允许,鼓励学生为跳虫添加积木以及教室中的其它材料,使跳虫更具特色。学生还可以把积木放置在测试跑道上,形成凹凸不平的表面,以加大移动难度。
  • 请记得预留整理时间。

6.评估

  • 为每位学生的课堂表现提供反馈。
  • 可借助所提供的评价准则来简化此环节。

发起一次讨论

围绕原型构建展开讨论,可提出如下问题引入:

  • 什么是原型?
  • 为解决方案提供多种选择有什么好处?
  • 在原型构建之前,你们通常如何生成想法?
  • 你们曾借助原型构建过想法吗?你们是怎么做到的?

让学生观看这段视频以了解他们的后续任务。

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搭建要诀

提出独特的解决方案
这个问题拥有无数种解决方案,而本节课就是帮助学生跳出固有思维模式,进行创意思考。一旦他们认为自己找到了最佳解决方案,就提出挑战,让他们寻找另一个。

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与老师来个比赛
鼓励学生使他们的跳虫超过你的蚱蜢!通过这个例子来向学生展示,如何为跳虫设计灵活的腿,使其更具特色。

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不断激发灵感
让学生分享他们的最佳原型。这样可以确保增加他们改进迭代的次数,激发他们搭建最快跳虫的积极性!

为学生进行进一步探索提出一些建议,如:

  • 腿或步幅长度
  • 电机速度
  • 行走的表面(光滑的桌面上摩擦力较小)

编程要诀

主程序

SPIKE Invention-Squad Hopper-Race Step03-Program zh-cn

分层教学

通过如下方式简化本节课:

  • 可通过课程乐高方式,无穷创意来探索产生想法的途径

通过如下方式提高学生的学习水平:

  • 可以在起点线和终点线之间零零散散地添加一些积木,使测试跑道凹凸不平(更改比赛规则)
  • 引入数学或语言艺术拓展

评估环节

教师观察清单
可根据教学需要设定等级,例如:
1.部分完成
2.全部完成
3.超额完成

请使用下列成功完成任务的标准来评估学生的进度:

  • 学生能够描述他们正在试图解决的问题。
  • 为解决该问题,学生能够产生各种各样的想法。
  • 学生能够针对该问题设计多项解决方案,即使它们不具备功能性。

自我评估

让每位学生选择一块最能代表自己当前水平的积木。

  • 蓝色:能够构建一套功能性腿部原型。
  • 黄色:能够构建两套或多套功能性腿部原型。
  • 紫色:能够多次更改原型并已提高跳虫的运动效率。

同伴互评
鼓励学生通过下列方式为同伴提供反馈:

  • 让学生根据上面的彩色积木评价标准对彼此的表现进行评分。
  • 让学生相互提供建设性的反馈,以提高他们小组在下一堂课中的表现。
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语言艺术拓展

引入语言艺术能力培养环节:

  • 让学生进行一次仿生学演讲。
  • 要求学生描述他们的跳虫如何模仿动物的动作。

提示:这部分内容可用作拓展课程。

 

数学拓展

引入数学能力培养环节:

  • 让学生确定他们跳虫的速度,单位为厘米/秒(或英寸/秒)。
  • 让学生思考这个计算跳虫移动距离的等式:

    移动距离 = 速度 * 时间

  • 让学生预测跳虫在 8 秒、16 秒和24 秒后前进的距离。

提示:这部分内容可用作拓展课程。

 

职业连接

喜欢这节课的学生可能会对以下相关行业产生兴趣:

  • 制造与工程(工程预科)
  • 传媒艺术(数字媒体)
  • 交通运输(汽车技术)

教师支持

学生将会:

  • 通过探索创建原型的过程,以此来解决问题

LEGO Education SPIKE Prime 科创套装

通过常见的电子模块,用3D打印或者激光切割等方式自制各种结构件,结合开源硬件,设计有行动能力的机器人。初步了解仿生学,分析生物的过程和结构,并把得到的分析结果用于机器人的设计,体验跨学科学习。(7-9年级,综合实践活动,开源机器人初体验)

学生材料

以 HTML 页面或可打印的 PDF 格式下载、查看或分享学生学习单。

了解详情

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