龍舟競渡

設計依據

人工智能技術快速滲透在人們的日常生活與學習中，成為生活便捷的有力助手。本課對機器人模塊進行探究，了解機器人技術的基本原理，初步認識電機、傳感器，培養運用算法與程序解決問題的能力。在項目化學習過程中，學生展現創意、實現設計、組合制作、測試運行，體驗前沿科技給我們帶來的成功感。

課例特色

六年級學生已經具備了Scratch積木化編程基礎，初步掌握了常用傳感器的名稱及作用，對人工智能充滿了好奇和探索的欲望。

本節課以端午節龍舟競渡為背景，結合傳統節日端午節中經典民俗賽龍舟活動，用Scratch編程控制傳感器和機器人小車模仿龍舟智能應用，解決現實的生活問題。體驗創客的樂趣，感悟傳統文化的美以及共同協作賽龍舟的力量。

教學過程

一、傳統民俗引入課題

傳統節日似乎和我們的技術離得很遠，教師通過“看圖猜詩”，將學生帶入傳統節日的氛圍中。通過欣賞江蘇泰州地區期盼一年好收成的傳統民俗——溱潼會船節龍舟賽的視頻，體驗“十里溱湖蕩碧波，千舟競發逐春潮”的景象。

教師將傳統民俗和新興科技作對比，引出本節課的主題——龍舟競渡。但是如何在課堂上完成龍舟競渡？船在哪里？我們該怎么做？通過種種設疑，啟發學生思考利用身邊的設備搭建創意龍舟。

二、項目規劃小組分工

通過對問題的分析，我們根據每個學生的特點進行分工合作，每個小組對自己的龍舟進行規劃，通過對拿到的材料進行分析研究，討論出本項目的任務：裝飾船板、搭建龍舟、畫龍點睛、啟航龍舟。

搭建龍舟需要用到木質板塊、奧斯坦丁小車。根據學生喜好裝飾機器人小車，固定船面。裝飾龍舟需要用到熱熔槍、裝飾材料。畫龍點睛要用到LED燈。

教師根據任務將小組成員分成手工組和編程組。手工組的學生負責將小車裝飾成龍舟的樣子，并給自己的龍舟起一個響亮的名字，編程組的學生根據龍舟行進特點編寫機器人程序。其中，在編程過程中需要探究聲音傳感器控制龍舟行走的原理，這就需要整個小組的成員共同完成。這樣既有分工又有合作，確保每個人都能發揮自己的所能。

三、合作探究，搭建龍舟

1.船板裝飾，搭建龍舟

船面板塊是現成的，首先由美術教師帶領學生們在課堂上將單一船面進行美化。接著由小組成員根據手工材料裝飾龍舟，可以利用的材料種類繁多，因此可以創造出神態各異、色彩繽紛的龍舟外形。

在創作過程中，教師指導學生設計船面美觀度的同時必須考慮船的牢固度。考慮到后面的畫龍點睛，我們需要對板塊進行改造，科學教師指導學生用電鉆給龍舟開辟安裝眼睛的通道。最后在科學教師的指導下，學生觀察小車的受力面，將美化的船身和小車固定起來。

信息技術教師指導學生給龍舟安裝眼睛，由于涉及各種傳感器，在搭建過程中需要考慮板塊的穩定性、傳感器的穩定性。

學生在動手搭建的過程中，不但培養了審美能力，更學會合理整合現有資源，將這些資源進行綜合運用，發揮自己的創意。

最后讓學生給自己的龍舟命名，培養學生的榮譽感。這條龍舟是小組智慧的結晶，無論是在學習中還是生活中，享受合作的快樂，體驗動手的樂趣，積累搭建智慧，都會讓學生受益匪淺。

2.探究聲音傳感器及相關數值

想要探究龍舟如何行走，我們首先需要探究一下聲音傳感器，學生小組探究，完成下列探究報告。探究報告

第一步：打開桌面上的聲音檢測程序。

第二步：小組成員相互合作完成表格。（環境因素值指的是小組成員都沒有發出聲音的狀態下，根據周圍環境聲音所測出的值；最大值指的是小組成員一起吶喊時聲音的最大數值。板書：數值）

要求：測試數據的時候大家盡量保持安靜，讀取一個環境因素值，然后一起呼喊口號檢測一個最大值，填入表格。

通過聲音檢測程序完成了數值的檢測，我們分析腳本得知“腳本”的意思為：我們讀取數值等待1秒，然后再讀取數值等待1秒，然后再讀取數值等待1秒……如此不斷重復。這就是計算機反復執行腳本的流程和方法，也就是我們常說的一個詞：算法。

第三步：解讀程序，構建算法。

通過簡單的聲音檢測，初步了解聲音傳感器的的作用，體會聲音傳感器的功能，理解腳本算法思想，為聲音控制龍舟的理論和實現方法打好基礎。教師給出一段半成品的腳本和學生一起分析解讀腳本含義，請學生補充這段腳本，并運行腳本。（如下圖）

通過解讀我們知道，這段程序中當聲音數值<70的時候小車不動，否則小車就會動起來，我們應該把程序補全。在小組合作中學生思維相互碰撞，形成算法，補全程序并完成《探究電機轉速的取值》。

探究電機轉速的取值

探究語句中的“設置機器人電機電機接口左（右）轉速為（ ）”的取值和小車行走之間的速度關系。（如下表）

我們采用選擇結構的語句，讀取聲音的數值，如果聲音值<70，執行電機速度為0的命令，即小車停止不動。否則，讓小車執行電機轉速為255的命令，讓小車前進。

學生根據聲音控制龍舟行走的腳本，理清以聲音檢測的數值與控制行走的策略，形成算法思想，理解傳感—反饋—動作的機器人運動方式。（如下圖）

3.畫龍點睛，啟航龍舟

通過一條學過的命令引導學生將其和行走的程序整合起來，將學過的點亮LED燈與畫龍點睛結合起來，通過已有知識經驗實現在生活中的運用，同時給會船情境增加儀式感，體會傳統文化的神圣魅力與傳承。

教學總結

我們今天運用聲音傳感器獲取的數值控制機器人電機的轉速，控制龍舟的行走，體驗了傳感器與編程結合的威力，同時感受到傳統文化與現代科技相結合的魅力。

最后送同學們兩句話：立身以立學為先，立學以讀書為本。像齊力前行的龍舟那樣，千里之行，始于足下。

教學反思

龍舟在大家的期待中已經航行，現在龍舟的停止是需要大家手動的，我們需要思考的是：通過什么方式能夠讓我們的龍舟停止呢？另外，除了龍舟競渡，我們想一想機器人小車的行走還能和生活的哪些方面進行結合呢？能不能通過其他的傳感器控制我們的小車行走？

教學點評

本項目用端午賽龍舟這一民俗活動為背景，將傳統文化與創客實踐有機結合，突出在技術課堂的立德樹人教育。創作過程中動手創意、模擬搭建、算法設計等體現了傳統的手工制作、美術設計、數學建模和現代電子科技融合的創客教育和STEAM教育模式。堅持以學生為中心，注重小組合作，從解決實際問題出發，培養學生創新能力。這樣的課堂培養出的創新型學生動手能力強、團隊意識佳、科學素養高，契合新綱要要求，符合學生個性化發展需求。（點評人：孫偉，江蘇省南通市教育科學研究院信息技術教研員）