田迎春   中国人民大学附属中学实验小学信息技术教师，一级教师。曾指导学生参加全国中小学生创造大赛获一等奖，作品“智能语音电梯”现已申请专利。

教学背景

2017年国务院印发的《新一代人工智能发展规划》明确提出：在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育。同时，教育部印发的《中小学综合实践活动课程指导纲要》也指出：创意物化，学会运用信息技术，设计并制作有一定创意的数字作品。运用常见、简单的信息技术解决实际问题，服务于学习和生活。

我校目前在小学三年级开展micro:bit编程，通过micro:bit设计的小项目让学生在活动中了解人工智能，体验人工智能。本课主要让学生了解micro:bit中磁力计的功能，会利用磁力计设计比较有意思的项目。

教学目标

知识与技能 掌握使用磁力计测出附近磁场大小的方法。

过程与方法 通过亲历地雷探测器的编写，初步体验编制计算机程序解决问题的基本过程。

情感态度与价值观 经历小组合作、探究完成任务，能够根据实际需求，初步建立编程解决问题的信心，产生继续学习程序设计的欲望。

教学重点与难点

教学重点 掌握micro:bit磁力计的使用。

教学难点 根据实际情况设计符合实际需要的作品。

教学准备

PPT课件、广播软件、micro:bit主板、电源、micro:bit扩展板。

教学过程

一、情境导入，确定研究主题

师：六一儿童节快要到了，学校计划组织一次游园活动，在活动中要设计各种趣味游戏，老师设计了一个走迷宫的游戏。

教师展示设计的迷宫。

师：迷宫游戏看起来很普通，今天我们换个特别的玩法来走迷宫。

教师演示作品，利用micro:bit走迷宫，当遇到磁铁时，micro:bit给出提示信息。

学生观看教师演示，激发创作兴趣。

师：micro:bit走迷宫的过程是不是有点像扫雷游戏？今天我们就用micro:bit设计一个扫雷神器。

二、探究原理，学习新知

1．确定解决方案

教师提问：为什么当micro:bit走到这个地方会出现提示信息呢？

教师从盒子中取出磁铁，学生发现秘密：原来micro:bit检测到附近有磁铁。

师：micro:bit里含有磁力传感器，当micro:bit检测到某一区域的磁场突然发生异常变化了，就可以推断这里可能有磁铁。了解游戏背后的原理后，我们怎么设计扫雷神器呢？

学生思考，提出自己的观点。

教师汇总。

2．学习新知

师：首先我们得让micro:bit能够探测出磁铁的磁力强度。在我们的小bit里正好有个传感器能够检测磁力的大小，我们来找一找它藏在哪个模块。

学生尝试找到磁力模块，教师演示拖出磁力模块，如图1。

师：磁力模块和我们上次学习过的温度模块有些相似，想想我们要显示当前温度时是怎么操作的，那我们显示当前位置的磁力又该如何操作？

学生根据旧知解决磁力显示问题。

教师根据学生的学习进展，展示程序，如图2。

师：现在我们把程序下载到micro:bit中进行测试，看看能不能测出小磁铁的磁力大小。

学生往micro:bit里上传程序，并测试程序效果。

教师巡视，指导操作，同时收集学生问题。

学生集中反馈问题：无法测试磁铁的磁力大小。

教师解惑：地球上存在着一个巨大的磁场，而且每个地方的磁场都不同，对结果有比较大的影响。如果是第一次使用，micro:bit会自动提示需要校准。校准过程在软件运行时会自动启动,学生只要根据提示自己校准即可测量出磁力的大小。

教师展示校准过程。

学生校准磁力计，测量磁铁在micro:bit的不同位置所显示的磁力强度，并填写在学习单上，如下表。（测量六个方向：物体在micro:bit的前、后、左、右、正上方、正下方）

测试时，教师注意引导学生发现问题并寻求解决办法。

学生汇报实验结果，教师追问数据的具体分析过程。

分析结果：当磁铁位于micro:bit右面的位置时，显示的磁力强度大，说明磁力传感器可能位于micro:bit开发板的右边。因此，我们在测量时应该重点以右下方的磁力值作为参考。

3．讨论扫雷探测器方案

师：通过刚才的实验，我们学会了如何利用micro:bit检测磁铁磁力大小。刚才我们也探究了，通过磁力大小就可以判断出附近是否存在着地雷，如果让你们来设计这样的装置，你们怎么设计呢？

学生小组合作讨论设计方案。

教师汇总方案，讨论出最佳方案，画出流程图，如图3。

学生根据流程图和自己整理分析得到的数据完成程序设计，如图4。

学生调试程序，力求设计出较为稳定的地雷探测器。（教师引导学生进行多次测量，取平均数作为最终值）

三、综合运用，测试作品

通过大家的讨论，我们确定了一套比较完美的方案，下面我们利用这套方案来玩一个“扫雷神器大比拼”的游戏。

教师说明游戏规则：

1．学生分为两个大组：单数组为蓝队，双数组为红队。

2．每个队伍中的小组，分别在自己预先画好的迷宫背面贴上三个磁铁（必须贴在必经之路上）充当地雷。

3．利用刚才的方案设计好扫雷神器，并在自己的迷宫里测试成功。

4．每个队伍轮番派人展示自己的作品，并用自己的神器走对方的迷宫，成功找到三个磁铁并走完迷宫者加一分。

5．得分最高的队伍获胜。

学生小组合作解决问题，并在组间进行对抗赛，教师作为评委记录分数并帮助学生解决在游戏中出现的问题。

四、归纳总结，拓展延伸

教师提问：同学们，今天我们学习了哪些内容？你有什么收获？

学生讨论交流并上台分享。

教师总结：micro:bit电路板里包含加速计、磁力计、光电传感、蓝牙和USB接口等，我们可以根据磁力计的读数获取磁力强度然后判断方位。有了磁力计，我们不仅可以用micro:bit确定地雷的位置，还可以设计指南针。课后大家可以动手实践一下，注意在编写指南针的程序时，要考虑地球南北极“磁偏角”的问题。

教学反思

本课主要讲解micro:bit中磁力计的使用，主要让学生体验创意物化的过程，通过设计儿童节游戏的项目提升学生信息技术的核心素养，通过编程培养学生的计算思维。

本课采用项目式学习，通过情境体验和解决现实生活中的问题帮助学生获取新知，通过创意物化的过程来培养学生的创新能力和创造性思维。

本课为后续的项目设计特意制订了学习单，但在教学过程中学习单的用途并不大，仅用于分析不同位置的磁力强度不同，应该在后续程序设计中引导学生通过数据分析得出结论，为程序设计服务。