SPIKE™ Prime 科创套装

超级清理器

测试两种不同抓取器设计的效率,并根据具体的测试标准确定最佳设计。

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(20 分钟)

  • 让学生两人一组合作搭建手动控制器和 2 个测试抓取器。
  • 要求学生运行测试程序,了解抓取器是如何工作的。

4.解释(10 分钟)

  • 通过让学生应用抓取器抓取下列物品来测试他们的抓取器:
    o 不同大小但重量相似的物体(测试 #1)
    o 不同重量但大小相似的物体(测试 #2)
  • 提醒学生在测试表格中记录测试结果。

5.拓展(10 分钟)

  • 围绕测试结果组织一次班级讨论。
  • 要求学生从教室中收集物体,并针对每个物体预测哪个抓取器的抓取效果更好。
  • 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

围绕测试展开讨论,可以提出如下问题引入:

  • 为什么人们使用抓取器来抓取垃圾?
  • 通过什么方法,可以知道哪个抓取器的效果最好?
  • 你们在线浏览过产品概览吗?

通过展示某个在线产品概览视频,来调动学生们的积极性。

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

分步搭建
分解每个团队的搭建任务,确保每个成员都能积极参与其中:

  • 学生 A:抓取器 1
  • 学生 B:抓取器 2 和控制器
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设计抓取功能

抓取器 1 设计成专用来抓取轻质、柔性物体。它的柔性抓爪不适于抓取大尺寸、大重量或表面光滑的物体。

抓取器 2 专用来抓取大尺寸、大重量物体。它分开的抓爪几乎不可能抓取小尺寸物体。

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使用常见物体
可以使用现有的任何物体进行测试。甚至可以允许学生在教室中选择物体。

不同大小轻型物体的建议:

  • 乐高积木(小)
  • 揉皱的纸团(中)
  • 空塑料瓶(大)

不同重量中型尺寸物体的建议:

  • 揉皱的纸团(轻)
  • 一叠乐高轮子(中)
  • 苹果(或任何圆形水果)(重)
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编程要诀

主程序

SPIKE Invention-Squad Super-Cleanup Step04-Program zh-cn

分层教学

通过如下方式简化本节课:

  • 仅限测试 2 个物体(例如:一个大物体,像瓶子;一个小物体,像笔)

通过如下方式提高学生的学习水平:

  • 允许学生定义他们自己的测试标准
  • 让学生设计抓取器,然后对他们的设计再次进行测试
  • 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:

  • 学生能够确定测试标准。
  • 学生能够进行公平测试。
  • 学生能够基于他们的测试结果得出结论并可清晰地进行表述。

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:能够成功测试一个抓取器。
  • 黄色:能够成功测试两个抓取器。
  • 紫色:能够成功测试两个抓取器,并根据测试结果确定最佳设计。

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:

  • 要求学生准备演示文稿或评论视频,内容需要强调每个抓取器的优缺点。
  • 要求学生通过适当媒体渠道上传视频,并将其中的评论作为反馈信息。

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:

  • 引入权重因子评价方法的概念。例如,有效性可通过下列权重标准进行衡量:25% 美观、20% 成本、5% 便携性、50% 重量。并说明所有权重因子的总和应为 100%。
  • 要求学生按照每则标准为每个抓取器(-1 分或 1 分)评分,然后运用权重因子。

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:

  • 农业与园艺(园艺学)
  • 商业与金融(创业学)
  • 制造与工程(工程预科)

教师支持

学生将会:

  • 为 2 种设计建立评估标准
  • 使用不同形状和大小的物体测试 2 种设计
  • 推荐最佳设计

LEGO® Education SPIKE Prime 科创套装
空塑料瓶
揉皱的纸团
苹果(或等重量的物体)

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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