□ 主讲人：朱 专业指导：陈久华
设计依据
教师简介

朱■ 上海市虹口区广灵路小学信息科技教师。曾荣获上海市中青年课堂教学评比信息科技学科一等奖。参与虹口区区本课程“机器人工程师”教材编写。多篇论文、案例等在市、区各类比赛中获奖并公开发表。
上海市虹口区区本课程“机器人工程师”是基于STEAM理念开发的区域性拓展课程。该课程以机器人设计、搭建、编程为载体，以学生生活中喜闻乐见的真实情境为项目活动主题，在学习机器人课程的过程中，通过分析问题、设计方案、搭建编程、验证测试等活动环节，让学生逐步体验计算思维过程，培养学生提出问题、解决问题以及合作学习、自主学习的能力。
课例特色
本课例是“机器人工程师（小学版）”项目四“有趣的智能住宅”中的第四个活动。前三个活动围绕智能住宅中的声控门展开研究，在此基础上，学生已经掌握了自动门的设计、搭建、编程。
本节课结合“为不同的残障人士设计一扇自动门”主题开展活动，让学生针对某一类残障人士进行分析，设计适合这类残障人士通过的自动门，并进行传感器的选择、编程测试、验证改进，再次经历计算思维过程。
教学目标
知识与技能
认识光电、亮度、超声波、火焰等传感器，了解各自的触发条件；能根据传感器的触发条件，对传感器进行测试；会根据声控感应程序，改编其他带有一个传感器设备的程序。
过程与方法
能从生活中得到启发，设想自动门的启动条件，并根据启动条件选择合适的传感器；根据已有声控门的测试程序与运行编程，对自己的设想进行实施和验证。
情感态度与价值观
养成对需要进行数值测试的模块进行测试、记录和使用流程图对编程进行预先设计的习惯。
教学过程
一、需求分析
前一阶段，我们通过设计—搭建—测试—编程—验证，完成了“听话的门”的设计与制作。教师引导：“今天老师给大家带来一个好消息，残疾人协会的老师们对你们设计的声控门非常感兴趣，想把你们设计的门进行生产，装在有残障人士的家中，方便他们出入。你们想不想帮助他们？”
出示课题：为残障人士设计一扇自动门。讨论设计标准：不是所有的残障人士都可以使用声控装置的，我们要考虑有着不同残疾的人，比如有眼睛不便的盲人、行动不便的腿部残疾和手部残障人士，有听不到声音的失聪人，还有一些智力有障碍的人，等等。请学生想想，我们设计的自动门有什么标准？
二、设计方案
师：请你们说说初步的设想，想为哪一类残障人士设计？自动门开启的方式是怎样的？用什么样的感应器比较合适？
学生畅想，说出初步的设想。
师：你们的想法真不错，老师也为你们准备了一些传感器和物品，希望对你们的设计有所帮助。下面就请你们小组讨论，试着完成学习单的第一部分——设计制作一个方案。
1.我们想为      （哪一类残障人士）设计自动门，自动门以      方式开启。
2.我们对自动门开启方式的选择，是由生活中的      现象想到的。
3.根据开启方式的设想，我们会使用（  ）传感器实现门的自动开启。
A触碰 B亮度 C光电 D热度 E超声波
4.根据以上设想，为我们的自动门设计安装、调试的方案。
第一步：               
第二步：               
第三步：               
学生填写方案，教师巡视指导。
交流：设想触发条件、理由，选择实现这一触发的传感器以及调试方案。
认识：光电、亮度、超声波、火焰等传感器。（根据需要选择学习材料进行自学）
三、编程测试
师：现在，你们已经选择了自己需要的传感器，制订了实施方案。接下来就要请你们根据自己的方案以及实施步骤进行实施。
师：老师为你们提供两个工具——测量感应值用的记录表和编程用的流程图，请你们利用这两个工具完成自动门的程序编写。
1.测量感应值（见表1）
表1 记录表
■
我们获得的判断数值是：      
2.编写程序
（1）将测得的数值编入自动门的运行程序中。

程序流程图
（2）根据流程图，使用图形化编程软件进行编程。
3.学生活动
四、验证改进
在学生开始交流验证之前，师生要共同制订一个自动门评价标准。即自动门能否在触发感应器后顺利开启和关闭；感应器的使用是否符合这一类残障人士的需求。
学生交流并进行即时评价：是否符合评价标准，如不符合有什么改进建议。
五、小结
师：今天我们通过设计、编程和验证，对我们原来的声控门进行改装，为残障人士设计了一扇方便实用的自动门。在验证的过程中，我们发现了一些细小的问题需要进一步改进。相信有一天，你们的设计会真正应用到残障人士的生活中，为他们带来方便。
请学生课后到robot网络平台上，在项目四活动3中完成过程性评价表（见表2）。
实践反思
本节课中，学生通过任务分析，对已有声控门的启动方式进行重新设计，根据不同残障人士的习惯找出不同的感应方式，并对感应器的启动值进行编程测试。在此过程中，学生经历了从设计到实现的过程，对如何进行科学测试，如何将自己的设计实施于工程、科学等领域，有了初步涉及。
教学点评
开放的项目活动给了学生充分的想象空间。教师以真实的生活情境引发需求——为不同的残障人士设计自动门。目标明确，解决的途径开放，真正体现了利用信息技术解决真实、开放性任务的学科要求。
突破常规编程教学思路，关注计算思维的培养。在形成问题解决方案的过程中，通过需求分析、方案设计、搭建编程、验证测试等活动环节，让学生逐步体验计算思维过程。在活动中界定问题，建模思想通过流程图搭建起来，使学生清晰透彻地理解程序。然后根据流程图进行编程，并让门自动动起来。通过实践体验，学生建立了项目活动中解决此类问题的一般方法和工作规范。
通过工具的使用，促进学生更好地思考，体验学习编程时独特的学习方法，真正成为学习的主体。教师提供的学习工具——记录表、思维工具——流程编制、编程工具——笔记本、评价工具——评价量表等，为学生搭建学习支架，引导学生自主开展探究，促进学生有效学习，切实有效地提高了学生的学习能力。
整体来说，这节课是生动有趣的。在课堂上，合理运用信息技术能够加强学生个性化学习，注重师生、生生、生机之间的实时交互过程，及时发现学生学习过程中的问题，促进学生的交流和反思，帮助学生学会认知，学会主动建构知识，培养他们分析问题和解决问题的能力，促进高级思维的培养，给学生带来了一种全新的体验以及无与伦比的乐趣。（点评人：闻铭，上海市虹口区教师进修学院信息中心主任、虹口区小学信息科技教研员）