教学条件分析

教学条件分析包括现有的教学环境、教学资源等。

教学目标分析和设计

在分析了教学对象和教学条件的基础上、制定合理的教学目标，教学目标是我们教学设计的风向标，所以我们教学目标的设计不应该是理想的而应该是实际能达到的设计。

策略设计

内容选择

我们教学内容的选择是需要依据教学目标。我们要充分的熟悉教学内容、以及在内容中的重点、难点、易错点与易混点等。具体的内容有结构和程序两方面，一定要注意这两方面内容的选择安排。

活动设计

教学活动的设计取决于对学生学习规律的充分了解，活动设计的目的是为了选用最合适的方式来促进学生对知识的吸收。

资源利用

我们是否有VEX机器人教材、足够的VEX机器人器材、以及VEX机器人比赛的视频。这些都是及其宝贵的财富，需要合理利用啊。

评价设计

评价什么

可以从S（科学）T（技术）E（工程）A（艺术）M（数学）这5个维度来设计评价表，前面在比赛片已经详细的介绍了这种评价方法。

谁来评价

可以采用学生团队组间评价及教师总结性评价的方法。学生团队评价的时候，教师可以采用搭建篇介绍的“六顶思考帽”的方法进行组织。

如何评价

为了以后更好的进行机器人教学，我们应该从诊断性评价、形成性评价、终结性评价3个方面，为学生建立电子档案袋，记录学生的成长，留下更多VEX机器人教育的资料。

学习者特征分析

已有知识分析：学生为高一学生，已经有基本的物理知识与力与运动的基本定性分析的能力。能接受传动比方面的知识，也能接受通过作用力与反作用力来发射球的原理。

学习动机分析：有一部分学生需要参加VEX机器人比赛，也存在一些学生是因为对机器人有兴趣来学习VEX机器人，所以学生有学习的倾向。但是，这个年纪的学生往往不太喜欢被动的接受知识，所以需要设计教学活动来让他们理解传动比知识能解决生活中的问题，从而对机器人的理论知识感兴趣。

学生学习方式：学生是以小组学习的方式来学习这部分内容，在学生全面掌握知识的时候应发挥各自的兴趣特长，搭建手可以主要负责搭建的细节方面的知识（比如结构是否对称、需要使用什么型号的螺丝、需要用普通齿轮还是加强齿轮）；程序员可以主要负责程序算法的设计（比如与操作手沟通按什么键控制发射器转速、什么键控制发射器转向、什么键控制发射器的运行与停止）；此时操作手和小助手可以一起参与到设计工作中来。

学生一共5组，每组4人。其中2组参加比赛、3组不参加比赛。参加比赛的小组学生应更加注重在平时灌输一些参赛知识，应该更加注重规范性。对于不参加比赛的3个小组，应在平时的教学中更加注重创造性的培养。

学习需要分析

对于学生自身而言，参加比赛的学生需要了解关于传动比更多的细节知识。而不参加比赛的学生更多的可以培养他们的创新能力，让学生们搭建一些新型的结构。

对于家长而言，学生需要通过学习VEX机器人知识获得知识上的增进与能力上的提高以更好的应多以后的学习或者工作。

对于学校而言，学校比较重视学生在机器人比赛中取得的成绩。

结合以上分析，本节课应比较重要，因为传动比知识的学习能有效的锻炼学生运用知识解决问题的能力，发射器的搭建需要较高的精度，是学生练习动手能力的好素材。

教学环境分析

学生有专门的机器人教室，有场地与空间，零件保证每个小组有一台调试程序的电脑，1个主控制器，每种传感器各有1-2个，电机12个，能实现各种机械功能的零件与金属板材基本够用，环境适合机器人课程的学习。

教学目标分析

知识与技能方面：学生了解基本的传动比概念、能掌握传动比的计算方法、培养学生在平生生活中运用传动比解决问题的意识、学会搭建基本的发射器装置。

过程与方法方面：通过类比的方法讲解传动比概念，让学生对通过类比的方法降低认知难度这一方法有一些初步感觉。在搭建发射器的过程中，锻炼自己的动手能力，是否能把自己设计的结构搭建出来。

情感态度价值观：搭建结束后，测试的过程中对发射器不断的进行改进以完成设计的任务，在一遍又一遍的机器改进中潜移默化的培养学生的“工匠精神”。

教学重难点分析

教学重点：传动比的计算方法、发射器搭建的细节知识

教学难点：根据最终任务，利用传动比知识设计最合理的发射器

教学内容选择及其组织方式

教师活动

学生活动

时间

1.  回顾了上节课知识后，教师首先抛出一个问题：小明手里现在有一个“每分钟转100圈的电机”。但是小明因为参加赛车设计比赛，需要保证轮胎至少每分钟转150圈才有可能赢得比赛，小明应该怎么办？学生先自己思考2分钟，然后小组讨论3分钟，然后每个小组派一个代表描述他们小组的解决方案。（由于参加VEX机器人比赛有答辩环节，教师应有意训练学生的组织语言回答问题的能力）

1.学生讨论，讨论完成后分配一个队员讲解自己小组的解决思路。

6

分钟

2.教师对学生的回答进行简单总结后。引出齿轮传动的概念。然后提问学生齿轮传动的功能有什么？

2.学生思考并回答教师提出的问题

4

分钟

3.给学生讲一个生动的例子（本书搭建篇有关于传动比的案例）类比齿轮传动这一过程，并引导学生在平时的学习中应注意类比思维。提问学生平时的生活中是否有关于类比的小案例，请学生分享出来，教师给以鼓励。

3.学生分享关于类比的案例。

5

分钟

4.给学生播放2015-2016赛季VEX机器人比赛“一网打尽”规则视频，给学生抛出一个问题，如何让机器发球射网，组织学生讨论。

4.学生分小组认真思考并讨论自己的方法，然后积极回答教师提出的问题，说出自己的想法。

10

分钟

5.对于学生好的想法要及时的给予肯定，对于学生不太成熟的想法帮助学生思考，鼓励并启发学生进行优化。

5.学生应积极与教师进行互动，可以上黑板演示自己的方案。

5

分钟

6.教师给学生看比赛的视频，让学生看看各个中学大学是怎么完成这个任务的，并且提出这节课需要搭建的主题---发射器。

6.学生观看视频，思考其他赛队为什么最后都使用飞轮发射器。

5

分钟

7.与学生交流飞轮发射器的优点缺点

7.与教师交流飞轮发射器的优点缺点

10

分钟

8.向同学们提出一个问题：飞轮需要多大的转速可以将球打进距离发射器17英尺远，高度约1米的网中，组织同学们做简单的实验。

8.学生自己设计实验探究需要飞轮有多大的转速才能将球打进网内。

15

分钟

9.教师评价学生的答案后，说出基本科学的答案，然后结合前面讲过的齿轮传动比的知识引导学生设计齿轮传动的结构。

9.学生在教师的引导之下设计齿轮传动比结构。

5

分钟

10.教师设计一个比赛让学生有展示自己组搭建的发射器的动力。

①提前通知学生搭建完成以后有一个比赛环节。

②让每个小组排出小帮手来领取规则。

③在学生搭建的过程中来简单的搭建等会比赛需要用到了赛台。

10.学生搭建发射器，学生在这个过程中应相互合作。

50

分钟

11.教师组织学生搭建发射器。（这个过程非常的重要，是学生自我发挥的过程，但是教师应了解每一组的进度，及时进行干预，做好引导者、组织者）

11.学生展示自己的作品，小组之间在教师的组织下相互交流学习。

15

分钟

12.教师总结今天的学习:

①传动比知识点的基于与理解。

记忆：大齿轮带动小齿轮转，小齿轮转得快，力量小。小齿轮带动大齿轮转，大齿轮转得慢，力量大。

理解：通过一个与传动比知识相关的类比的案例来理解传动比知识。

②理解两种发射器的基本结构以及优缺点。

③每个小组动手搭建了拥有合理传动比的发射器。

④体会类比的方法能降低理解的难度。

⑤在比赛中体验相互合作，共同完成任务。

12.学生将今天所学、所做总结在工程日志中。

5

分钟

[2]王娟. STEM整合视野下的机器人教学活动设计[D].温州大学,2014.

[3]张秀杰. 中小学机器人教育课堂教学设计研究[D].沈阳师范大学,2013.

[4]何少莎,王小根,张俊花.以理解为目标的机器人教学设计[J].现代教育技术,2010,20(S1):74-76.

[5]李鸣华.机器人教育的教学设计[J].中国电化教育,2007(08):98-101.