耿弢 天津市蓟州区公乐小学信息技术教师。国家级机器人竞赛教练员，天津市教育学会信息技术分会会员，蓟州区信息技术学科兼职教研员，曾荣获天津市信息技术优质课评比二等奖，承担国家级科研课题两个，市级课题3个，撰写的多篇论文、教学设计在国家、市、区级比赛中获奖并公开发表。
 

设计依据
知识来源于生活，服务于生活。本节课的教学主要采用乐高EV3机器人为教学平台，并根据生活中出现的问题，引导学生分析问题并利用已学的机器人设计、搭建、编程知识解决问题，从而体会编程学习的快乐。

学情分析
本节课程是根据学校的校本教材，以社团活动为主题进行讲解的。机器人社团的学生学习乐高机器人课程有一定的基础，他们是一群热爱科学，喜欢自己动手、动脑的孩子，且已经掌握了一定的编程技巧，能够独立地思考生活中的问题，并能通过小组合作完成任务。

教学目标
知识与技能：进一步认识和使用超声波传感器，了解其触发的条件，能对其进行测试并使用它完成教师设置的任务。

过程与方法：通过视频了解紧急制动器的重要性，根据生活中的实际需要进行设想并选择合适的传感器，通过实验进行验证。

情感态度与价值观：培养学生严谨务实的科学态度，养成发现问题、合作探究、解决问题的自主合作学习能力。

教学过程
一、激趣导入，明确任务
教师播放汽车行驶时的交通事故视频，通过视频中出现的情况引导学生发现问题。

师：你们发现在行驶的过程中这些司机都出现了什么状况吗？你有办法避免这些情况吗？

生：这些司机在行驶的过程中遇到障碍物都不能够及时地停车，从而造成了事故。如果能够及时地停下来就不会出现这样的事故了。

师：不错，如果有这样一个装置，当汽车靠近障碍物时能及时地让车子停下，这样就可以避免很多事故。今天我们就利用手中的机器人，看看能不能制作这样一个装置。

【设计意图】通过生活中的实例引导学生感受生活，让他们在制作过程中明白知识来源于生活，并能够解决生活中的问题，提高学生的学习兴趣。

二、复习旧知，引出新知
师：我们以前学过了两种传感器，谁能说说都是什么？

生：触碰传感器、声音传感器。

师：谁能说一下它们都有什么作用？

生：触碰传感器可以用来启动、停止机器人的动作。声音传感器是利用声音来控制机器人完成各种任务。

师：用它们来完成今天的任务有些困难，那么今天我们就认识一种新的传感器——超声波传感器。（出示超声波传感器，如图1）首先我们利用以前学过的方法测试一下它的取值范围。

图1

学生动手测试，发现超声波传感器的取值范围在0cm~255cm。

师：超声波传感器是用来控制机器人和障碍物之间距离的一种传感器，一般我们都是以距离作为激活它的条件。

生：那么我们是不是可以用它来控制车子和墙之间的距离呢？当距离墙体很近时就激活它，让车自动停止就可以了。

师：很好！我们可以利用这个特点进行设计。下面我来讲解一下超声波传感器在EV3软件中的应用。
首先，将超声波传感器连接到EV3控制器端口4上。然后使用流程控制的切换模块，在下拉按钮中选择超声波传感器。超声波传感器的使用在等待模块中选择“比较”—“距离”（如图2）。在条件中选择小于等于（如图3），距离设置为20（如图4）。

图2

图3

图4

【设计意图】通过学过的传感器知识引出新的传感器——超声波传感器，并通过知识迁移让他们在不知不觉中学会对新传感器的运用。教师演示是为了减少学生操作中的失误，并通过演示让他们对超声波传感器有进一步的了解。

三、小组合作，解决问题

任务：让小车距离墙面20cm的位置停下来。

我们按照设计—搭建—编程—测试这几个步骤完成今天的学习任务，并要求学生填写下表：

自动停车器制作改善记录表

学生以小组为单位进行安装、调试。
程序流程如图5：
 

图5
 

编写程序如图6。

图6
 

学生通过测试发现问题，将发现的问题和改进的方法进行交流分享，同时提出改进意见，最后完成整个任务。

【设计意图】让学生通过小组合作完成学习任务，并在制作中体会成功的喜悦。小组合作让他们增强团队间的配合，在制作过程中优势互补，通过交流增进同学间的友谊，让任务完成得更加顺利。

四、交流分享，教师小结

学生通过小组合作完成任务，教师和各个小组成员共同检验学习成果，每个小组都要进行演示并对完成情况做出评价。

师：今天我们通过搭建和编程完成了对小车的控制，使它们可以在靠近障碍物时自动停止，从而避免不必要的事故。我们在机器人验证过程中要取长补短，同学之间要交流学习共同进步。

STEAM教育要求同学们要主动地发现问题、探索问题和解决问题，要变成学习的主人。虽然有些同学在尝试中会发生错误，但是只有在错误中才能不断地验证自己的想法，在改进中完善设计和作品。
同样在制作过程中，我们发现其实一个很小的创意就能改变我们的生活，挽救生命。希望同学们的设想能够更加深入地探索下去，并且真正实现，那么世界将会更加和谐。

【设计意图】通过小组之间的成果交流与分享，让学生在评价他人作品的同时吸取精华，改进自己的作品，从而达到共同进步的目的。最后教师总结并点题，进一步明确“知识改变生活，创新改变未来”这一理念。

教学反思
《小学信息技术教学关键问题指导》中提出，培养学生的计算思维和树形思维是信息技术教学中的重要内容。本课教师从生活中的实例出发，让学生结合生活中的体验，感受科技带给人们的便利。

学生通过机器人教学平台亲自动手实践，体会到创新的快乐，通过编写程序体验顺序结构的逻辑思维，二者结合完成任务，体验成功的喜悦。这将让其对科技产生浓厚的兴趣，为今后的进一步学习做好铺垫。

教学点评
本节课通过真实的生活实例引出主题。教师以任务驱动法为主线，并通过引导学生发现问题、分析问题、解决问题逐次深入完成任务，最终完成本节课的教学目标。

在任务进行时，以开放的形式对学生进行教学，让他们通过“设计—搭建—编程—测试”来体会计算思维和树形结构。通过交流，学生一起分享解决任务的过程中出现的问题，学会与同学之间合作学习，从而为自己今后的学习和工作奠定基础。

本节课是成功的机器人教学案例，通过师生互动、生生互动完成教学任务。整个课堂生动有趣，在轻松愉快的过程中让他们学会思考，学会认知，培养了他们发现问题、分析问题、解决问题的能力。（点评人：谢艳振，天津市蓟州区教育教学研究室信息技术学科教研员）