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1、研究性学习设计方案模板研究性学习设计方案模板研究课题名称：研究课题名称：自动感应小风扇自动感应小风扇设计者姓名设计者姓名胡玉珍胡玉珍所在学校所在学校平湖中心小学平湖中心小学所教年级所教年级六年级六年级研究学科研究学科信息技术信息技术联系电话联系电话13613074545电子邮件电子邮件一、课题背景、意义及介绍一、课题背景、意义及介绍1、背景说明（怎么会想到本课题的）： 自动感应小风扇是机器人教学内容中的一部分，学生喜欢上机器人教学课。2、课题的意义（为什么要进行本课题的研究）： 该课题能很好地培养学生的动脑、动手能力，培养学生的创新意识，提高创新能力， 有研究价值。3、课题介绍 本课题研究将从
2、以下几个方面着手： 设计教学方案；根据学生情况设置学习小组；准备机器人器材及场景；实施教 学方案。二、研究性学习的教学目的和方法（二、研究性学习的教学目的和方法（可按新课程标准的三维目标（或布鲁姆目标分 类法）进行研究性学习的教学目和方法的阐述）知识与技能： 1、能正确组装自动感应风扇机器人； 2、能用电脑正确地编写和调度控制机器人自动感应风扇的程序。 过程与方法： 1、经历探索自动感应风扇机器人的设计过程； 2、体会机器人设计的意义及同伴合作的乐趣。 情感态度与价值观： 乐于观察，展开想象的翅膀，愿意把身边事物与智能化相联系，培养学生勤动脑勤 动手的好习惯。三、参与者特征分析三、参与者特征分
3、析（重点分析学生有哪些共性、有哪些差异，尤其对开展研究性 学习有影响的因素。 ）本课教学内容的对象是小学五年级学生。这个年级的学生思维敏捷，而且已具备较 强的逻辑分析能力，动手能力相对较强，对新鲜事物充满热情和浓厚的兴趣。在课 堂上通过程序设计的指引、学生自己动手操作等，引导他们一步步达成教学目标。四、研究的目标与内容四、研究的目标与内容（课题研究所要解决的主要问题是什么，通过哪些内容的研 究来达成这一目标）教学重点、难点：学生组装及编写自动感应风扇机器人的过程。 解决措施：从诺宝创新机器人视频入手，逐步引导学生对问题的思考，并逐步掌握 设计机器人的关键。五、研究的预期成果及其表现形式五、研究
4、的预期成果及其表现形式（研究的最终成果以什么样的形式展现出来，是 论文、实验报告、实物、网站、多媒体还是其他形式）学生通过动手组装及程序设计，能让机器人按预期效果感应到人体红外使风扇转动 起来。以实物的方式展示成果。六、资源准备六、资源准备组装机器人的完整配件；多媒体电脑；安装诺宝机器程序；活动场地的选择（室外 走廊）七、研究性学习的阶段设计七、研究性学习的阶段设计研究性学习的阶研究性学习的阶 段段学生活动学生活动教师活动教师活动起止时间起止时间第一阶段：动员第一阶段：动员 和培训和培训（初步认 识研究性学习、 理解研究性学习 的研究方法）预习相关的学习内容， 查找机器人的相关资 料。阅读教材
5、，理解研究 性学习的要点。两天提出和选择 课题自动感应小风扇自动感应小风扇成立课题组全体学生为成员教师为课题组组长第第 二二 阶阶 段段 课课 题题 准准 备备 阶阶 段段形成小组实 施方案分小组； 预习课题内容； 协助教师准备器材；备课； 与学生一起调试器材两天第三阶段：课题第三阶段：课题 实施阶段实施阶段 （两节课）（两节课）一、导入新课教师：（打开教学课件）请同学们看一段录像。 （课前教师把自制的自动感应风扇摄制成影片，时间略 1 分钟）学生：认真观看。（录像结束）教师：请用自己的话把录像中的情景描述出来。学生：讨论，代表陈述。 （大致为：夏天，闷热难忍。当我们回家走近风扇，它就会自动打
6、开；而当我们离开，它又会自动停止工作。 ）教师：小风扇除了给我带来方便，还有没有其他的优点？学生：思考，观察，讨论，表述。在教师的引导下最终发现小风扇的突出优点除了方便，还有就是节能。教师：同学们有没有兴趣亲自动手，来设计这样的一个小风扇呢？学生：回答肯定教师：这就是我们今天要一起学习的内容自动感应小风扇。 （课件展示课题）二、分析确定设计方案教师：小风扇判断是否有人走近，从而自动开关，这就是我们要求它能够实现的功能。那么，我们现在一起来确定制作这样的机器人需要哪些步骤。出示课件（确定设计方案）学生：阅读教材（人工智能与机器人）P112，整理设计步骤及方案。对重要的内容用笔画上横线以作标注。教
7、师：（课件）检查同学们的阅读情况，请根据要求回答下列问题：（1）设计自动感应小风扇，首先（ ），然后（ ），还要（ ），再（ ），最后（ ）。 （2）具体实施规划：I、选哪一种传感器？II、组装机器人可能用到的配件？III、程序设计中会使用到哪些模块？学生：与同桌合作，再次浏览教材，找出正确的答案。三、编写程序师生：启动诺宝编程软件。教师：我们设计的小风扇通过传感器感测到外界的信号，那么测到信号以后，就需要判断是否有人在旁边。请同学们想想在程序中需要用到什么模块？学生：通过思考、操作得出“必须运用到条件判断模”。教师：进一步引导。小风扇要不断地自动开关，还应使用什么模块？学生：还应用到“永久循
8、环语句”模块。教师：同学们，经过思考分析，我们得出小风扇的示工作流程图。 （课件展示）现在请同学们根据流程图编写机器人的程序。注意程序是否正确，可以先在仿真平台上测试。学生：投入到编程中，可以相互讨论指导。教师：检查学生的编写情况，帮助学生解决编写过程中遇到的问题。（学生完成之后）学生：演示程序设计中每个模块的参数设值，并描述程序设计思路，演示仿真模拟。教师：（投影）出示参考程序，师生对照流程中传感器或每一模块值的设定，分析程序执行的过程，并在仿真平台中测试。四、组装机器人教师：程序设计成功，现在我们来组装小风扇机器人。下面我们来比一比，看看哪组同学组装速度快，既稳固又美观。学生：各小组成员分
9、工合作，首先把红把需要的部件找出来，并把部件整理成清单记录下来，如：主控部分微电脑感知部分红外避障传感器机械部分夹板、大板等其他配件：扇叶等然后动手组装。 （教师提醒学生安装顺序）先固定微电脑和避障传感器，再搭建小扇叶的支架，用线夹固定在大板上，装上小风扇，保持小风扇和传感器同一方向。最后结合程序设计要求，把微电脑与传感器、小风扇连接起来。注意输入输出端口的编号与程序设计保持一致。五、下载程序调试机器人教师：演示下载方法学生：把机器人和电脑用数据线连接起来，注意电脑检查数据设备是否正常，设备是否可用。然后点击编译下载，传输入程序到机器人的大脑。拔掉数据线，打开机器人电源开关，测试机器人。当人靠近时风扇转动，当离开时自动停止。如果达到这一目标说明机器人设计成功。相反，再调试程序，再下载。八、总结与反思（八、总结与反思（实践后总结、反思整个研究性学习过程，提出改进意见）课堂效果总结：本节课主要依赖于学生自主动手动脑，组装设计机器人，最终成功地实现了风扇自动感应功能。在这一活动中，学生的思维能力、动手能力、合作能力都得到了相应的锻炼和提高。存在问题：由于时间等因素，学生在搭建机器人时的一些细节注意不够，没有养成良好的组装习惯。而且在机器人的机械部分创意不够，所有学生基本按照课本提示搭建同一类造型。教师在课堂的启法过程中，技巧性不足，课堂气氛相对沉静。
