损坏的设备

1.课前准备

• 通过 LEGO^® Education SPIKE^™ App 应用程序浏览学生学习材料。

2.参与（5 分钟）

• 根据下面要点组织学生围绕本节课程展开一次讨论。
• 播放视频介绍本节课程。

3.探究（35 分钟）

• 让学生两人一组合作搭建 CNC 数控设备，并让他们知悉他们所搭建的机器是非功能性的。
• 要求学生运行程序，并尝试判断和处理他们所发现的问题。
• 提醒学生记录相关问题和他们的解决方案。

4.解释（10 分钟）

• 组织一次分享会。鼓励学生谈论他们所发现的问题以及想到的解决方案。

5.拓展（25 分钟）

• 要求每个团队通过修改他们的模型和（或）程序来改进 CNC 数控设备。
• 让学生轮流与全班同学分享自己的改进。
• 请记得预留整理时间。

6.评估

• 为每位学生的课堂表现提供反馈。
• 可借助所提供的评价准则来简化此环节。

围绕迭代或修理东西展开一次讨论，可提出下列相关问题引入：

• 当有东西损坏时，你们通常的第一反应是什么？
• 当准备修理一些东西时，你们首先会做什么？
• 你们最近修理的东西是什么？你们是怎么发现这个问题的？
• 什么是 CNC 数控设备？你们知道它的用途吗？

让学生观看这段视频以了解他们的后续任务。

分步搭建
分解每个团队的搭建任务，确保每个成员都能积极参与其中：

• 学生 A：CNC 数控设备的顶部
• 学生 B：CNC 数控设备的底部和针杆

预先设计的形状
在本节课中，你可以使用信纸尺寸的空白纸张，我们也提供了预先设计的 CNC 数控设备切割模型 (PDF)。使用这些预先设计的纸张，以便于学生确定 CNC 数控设备是否正常工作。

装载纸张
纸张装载方式如下所示：

寻找故障
这台 CNC 数控设备模型存在 4 个故障，而为使程序按预期运行，必须解决它们：

1. 一个纸张进给轮丢失，导致 Y 轴不能正常工作。
2. CNC 数控设备的上部模块未能很好地安装在底部模块上。
3. 纸张进给齿轮倒置，导致纸张进入 CNC 数控设备速度过快。
4. 铅笔支座未固定好，导致 X 轴不能正常工作。

简易解决方法
解决这些故障的最简易方法如下，但要注意，本节课的目标要求学生寻找他们自己的解决方案。

可能的升级
学生们可通过添加颜色传感器升级 CNC 数控设备。

主程序

可行方案

通过如下方式简化本节课：

• 建议学生可使用一系列的积木来解决问题
• 要求所有团队进行相同的升级，以便于评估他们的改进情况。

通过如下方式提高学生的学习水平：

• 让学生使用打印机绘出复杂的形状，包括曲线。
• 让学生为机器添加 Z 轴，将其改造为一台 3D 打印机。

教师观察清单
可根据教学需要设定等级，例如：
1.部分完成
2.全部完成
3.超额完成

请使用下列成功完成任务的标准来评估学生的进度：

• 学生能够描述一个物体的功能。
• 学生能够从满足需求角度描述物体功能的好处。
• 学生能够构想有效论点。

自我评估

让每位学生选择一块最能代表自己当前水平的积木。

• 蓝色：能够描述事物的运作原理
• 黄色：能够详细描述事物的运作原理，并能突出它的优势。
• 紫色： 能够让他人相信自己的发明是最出色的。

同伴互评
鼓励学生通过下列方式为同伴提供反馈：

• 让学生根据上面的彩色积木评价标准对彼此的表现进行评分。
• 让学生相互提供建设性的反馈，以提高他们小组在下一堂课中的表现。

引入语言艺术能力培养环节：

• 让学生进行如下活动，对热线电话呼叫中心的情境进行角色扮演。

  ▷ 一位学生描述问题。
  ▷ 另一位学生解释如何解决问题。

提示：这部分内容可用作拓展课程。

引入数学能力培养环节：

• 让学生确定纸张进给的齿轮传动比。
• 要求学生使用恰当的语言描述如何控制纸张进入 CNC 数控设备的速度。
• 让他们解释（并尝试！）如果将齿轮调换会发生什么。

提示：这部分内容可用作拓展课程。

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