SPIKE Prime 科创套装

热身运动

练习绘制虚拟能量值的图形。

30-45分钟
高级
6-8 年级
融合式学习
Warm up - Lesson Header

准备混合式学习

——本节课主要通过 SPIKE 应用程序进行。学生将使用编程模块进行模拟,无需连接至 Prime 科创套装智能集线器。如果希望使用 Prime 科创套装开展这节课,可从本页的_附加资源_部分找到搭建手册。
——请务必观看此页面上的课程视频。
——可通过此页面上的链接,或在 SPIKE 应用程序中,阅读本节课的学生学习材料。
——可能需要考虑:
——请选择合适的工具和地点。例如,观看视频、阅读教材或动手体验的准备活动更适合在家中进行。实验和“动手”收集数据适合在课堂环境中进行。
——可以使用各种工具,允许存在广泛差异。这将提高学生的参与度和学习效果。
——提供各种虚拟协作方式。示例如下:
——视频会议
——博客、聊天工具或留言 (wall posts)
——电子版学生学习单
——调整课程流程,以应对整节课都不能在线下进行的情况。下面提供了一个课程流程示例。

——以下是根据学生需求调整课程流程的其它方法:
——让学生观看视频,了解他们的后续任务。可以指引学生在 SPIKE 应用程序中观看,或使用学生学习单中的网址。
——使用为此主题准备的其它材料。
——定制“学生创意笔记本”,让学生整理自己的学习经验,反思自己的发现。(请参阅“附加资源”)
——使用“课程简介”(便捷易用的课程概述,1 张可打印的页面),通过开放式挑战来启发学生,激发他们的兴趣。(请参阅“附加资源”)

参与

(课前,20 分钟)

——本节课的主题是_代谢能_。学生将使用锻炼期间的虚拟卡路里消耗值绘制图形。这些值是代谢当量(即任务的代谢当量)的近似值,这将允许他们探索不同类型的能量。在本单元的后续课程中将更广泛地讨论动能和势能。
——利用各种教学材料,鼓励学生参与到学习_代谢能_的主题中。

发起一次讨论

通过提出与本节课相关的问题,展开一次讨论。以下是一些示例:
——你能说出两种智能跟踪设备的名称,并描述它们可以跟踪什么吗?
——锻炼时会消耗哪种能量?
——你如何测量这种能量?
——你会用哪个度量单位来测量这种能量?

让学生写下自己的想法,并做出假设。

探究

(课中,30 分钟)

——让学生探索编程界面上已有的代码。
——让学生解释,在绘制虚拟卡路里消耗图过程中,他们在线形图工具上观察到了什么。

解释

(课中,15 分钟)

——让学生设计一个模拟锻炼的实验。向他们说明,他们应该使用屏幕上的模拟机器人进行锻炼。
——让他们在机器人锻炼过程中,绘制机器人虚拟卡路里消耗量的图形。
——让他们参照线形图上预加载的数据集。

拓展

(课后,20 分钟。)

——为学生分配后续任务,拓展他们的学习。以下是一些建议:
——让每位学生进行与模拟机器人相同的锻炼,并录制视频。
——让每位学生描述什么是“代谢当量”,以及该值如何帮助他们跟踪自己的能量消耗。

评估

——对每位学生的课堂表现给予反馈。
——可借助所提供的评价准则来简化此环节。

评估环节

教师观察清单
可根据教学需要设定评估等级,例如:

——部分完成
——全部完成
——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:

——能够使用虚拟卡路里值跟踪图形。
——能够导出数值供进一步使用。
——能够设计虚拟锻炼,将虚拟值绘制成图形,并使用这些图形来解释_代谢能_。

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:能够创建一段简短的程序,显示机器人图像。
——黄色:能够创建可生成线形图的程序。
——紫色:能够创建可生成复杂线形图的程序,图中线段具有不同的斜率。

同伴互评
鼓励学生通过下列方式向同伴提供反馈:

——让一位学生根据上述彩色积木评价标准对另一位学生的表现进行评分。
——要求学生相互提供建设性反馈,改善下一堂课的表现。这是一个在混合式学习情境中使用视频会议工具或博客发布工具的好机会。

assessment-general.png

分层教学

可通过如下方式提高学生的学习水平:

——让学生参照“大力士”模型的搭建手册搭建实体模型,然后使用模型进行“模拟机器人”实验。
——确保学生调整 SPIKE 应用程序中示范的程序,匹配他们的模型配置。

提示

搭建要诀
介绍本节课的模型
如果有可用的 Prime 科创套装,可以使用此模型。

ALL_ROBOTS.png

编程要诀
使用流模式
如想在不连接智能集线器的情况下运行程序,需使用“流模式”。在此模式下,每个编程模块都在设备中执行。

主程序(无模型)

SPIKE Prime Science Warm Up - Step02 - zh-cn

可行程序(使用建议的模型)

SPIKE Prime Science Warm Up Robot - zh-cn

科学数据使用诀窍

下面示例展示了学生可从实验中获得的数据。

Science-Data.png

拓展

数学拓展
引入数学能力培养环节:

——让学生在本练习中进一步探索 y = mx + b 形式的方程式,并描述他们所观察到的内容。
——让他们以书面形式回答这些问题:
——为什么他们绘制的图形从原点 (0,0) 开始?
——为什么有些线段的斜率大于其它线段?
——如何产生负斜率的线段(即向下倾斜的线段)?
——向下倾斜的线段是指什么?

注意:这将需要额外的时间。

MATH.png

语言艺术拓展
引入语言艺术能力培养环节:

——让学生研究和描述不同类型的能量(如代谢能、势能、动能、电能),并提供书面或草图示例。确保他们研究势能和动能,这些概念将贯穿整个单元。

注意:这将需要额外的时间。

LA.png

职业连接
喜欢这节课的学生可能会对下面职业产生兴趣:

——健康科学

教师支持

学生将会:——创建一个要引入 LEGO® Education SPIKE Prime 科创套装线形图工具的程序
——图形数据来自虚拟能量值

安装 LEGO Education SPIKE 应用程序的设备
LEGO Education SPIKE Prime 科创套装(可选)

初中科学课程标准(7-9年级)
概述生命活动中物质和能量的转换

义务教育数学课程标准(7-9年级)
能画出一次函数的图像,根据一次函数的图像和表达式y=kx+b(K<>0)探索并理解K>0和K<0时图象变化的情况。

义务教育语文课程标准(7-9年级)
注重写作过程中搜集素材,构思立意,列纲起草、修改加工等环节,提高独立写作能力。

中小学综合实践活动课程指导纲要(信息技术,7-9年级)
知道人与计算机解决问题方法的异同,尝试编写、调试程序。

学生材料

学生学习单

下载、查看或分享在线 HTML 页面或可打印的 PDF 文件。