SPIKE Prime 科创套装, BricQ 趣动套装

智能房屋:绿色环保

设计、搭建和编程智能家居功能,最大限度减少人类对环境的影响。

45-90 分钟
高级
6-8 年级
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课前准备

  • 查看本课程“学生学习材料”部分的活动简报。
    • 每组学生打印一份活动简报。
  • 如有必要,可提前教授相关词汇或概念。
  • 如有必要,请在 LEGO® Education SPIKETM App 应用程序中的开始部分提前教授教程活动,帮助学生熟悉硬件和编程。
  • 查看课程计划,并思考如何有效管理课堂材料。 特别思考以下内容:
    • 何时分发活动简报、积木套装、硬件和设备
    • 是否移除 LEGO® Education BricQ 趣动套装的搭建手册

参与

(全班,5 分钟以上)

  • 引导学生快速讨论活动简报的主题。
    • 使用“像......一样思考”这样的语句,就活动简报的内容进行提问,让学生想起之前学过的知识。
  • 向学生介绍活动简报和挑战任务。
  • 与学生一同进行头脑风暴,确定成功完成挑战任务的标准。
    • 根据课程的主要目标与学生一起列出成功的标准。

探索

(小组,20 分钟以上)

  • 让学生通过活动简报中的创意示例获得设计灵感。
  • 让每组学生选择一个设计创意(学生自己的创意或者受到创意示例的启发想到的创意),并基于该创意进行搭建。
    • 如果他们需要额外的帮助或指导,请引导他们查看活动简报的“开始搭建吧!”部分。
  • 让学生对他们的模型进行编程,以使其具备移动和/或做出反应的能力。
    • 如果他们需要额外的帮助或指导,请引导他们查看活动简报的“开始编程吧!”部分。
  • 如果有小组提前完成,请让他们开展扩展活动,引导他们查看“挑战自己!”部分中的问题或提示。

解释

(全班,10 分钟以上)

  • 将学生聚集在一起,反思他们完成的任务。
  • 使用如下问题和提示:
    • 请讲一讲你的设计。你的模型是用来做什么的?
    • 你的模型是如何工作的?
    • 你的程序是如何工作的?
    • 你为什么用这种方式构建你的模型?
    • 如果你有更多的时间,你会做些什么?

拓展

(全班,10 分钟以上)

  • 鼓励学生讨论和反思他们用来完成挑战的知识,或讨论他们获得的一些新创意。
  • 使用“挑战自己!”部分的问题或提示扩展学生对主题的理解。
  • 让学生清理他们的工作站。

评估

(根据需要调整时长)

向学生提出引导性问题,鼓励他们通过“出声思维 (Think Aloud)”的方式,解释他们在构思、搭建和编程过程中进行决策时的思考和推理过程。

评估环节

教师观察清单
衡量学生对本课程主要目标的掌握程度。

  • 可根据教学需要设定评估等级。例如:
  1. 需要额外帮助
  2. 能够独立工作
  3. 能够指导他人

自我评估
鼓励学生反思在学习本课程主题时的体验以及自身的表现。

  • 可以提出如下问题:
    • 完成今天的课程后,你对哪些想法更有信心?
    • 你能描述一下你今天完成的任务吗?
  • 使用以下句子来帮助学生进行出声思维:
    • 我为......感到骄傲
    • 我仍然对......感到好奇
    • 我对......很有信心
    • 我有个不成功的想法。这个想法是......
  • 让每位学生选择他们认为最能代表自身表现的积木,对应于你在课程的参与阶段与学生一起制定的成功标准。
    • 黄色:我认为我已经达成了挑战任务的目标。
    • 蓝色:我已经达成了挑战任务的目标。
    • 绿色:我已经达成了挑战任务的目标,同时还可以帮助朋友做到这些。

同伴互评
让学生在各自小组内讨论他们的合作经验。

  • 鼓励他们使用如下表达方式:
    • 我发现,在你......时,这很有帮助。
    • 我想了解更多关于你如何......

拓展

语言艺术拓展
在时间允许的情况下,让学生创作书面作品或根据自己的作品进行口头演示。

  • 让学生向其他班级的同学、家庭成员或者社区成员展示这些作品,并征求反馈。
  • 让学生公开展示自己的书面作品(在校内或校外),以此鼓励大家围绕作品的中心思想展开更广泛的讨论。

教师支持

学生将会:

  • 设计、搭建和编程智能家居功能,最大限度减少人类对环境的影响
  • 进行系统性的测试,并对设计方案进行迭代
  • 使用条件和复合条件来编程智能家居功能
  • 提出基于证据的论点,以支持其设计在相关标准和约束条件下的表现

每组两名学生:

  • LEGO® Education SPIKE Prime 科创套装硬件
  • LEGO® Education BricQ 趣动套装
  • 安装了 LEGO® Education SPIKE App 应用程序的设备
  • 活动简报(参见“附加学习资源”,每组打印 1 份)

《义务教育小学科学课程标准》2017:
地球与宇宙科学领域,5-6年级,15.1:知道一些自然资源是可再生的,一些自然资源是不可再生的,列举日常生活中一些可回收或可再利用的资源,树立回收或再利用资源的意识。
地球与宇宙科学领域,5-6年级,15.2:树立节约能源的意识,了解开发利用新能源的一些举措。
技术与工程领域,5-6年级,16.2:知道重大的发明和技术会给人类社会发展带来的深远影响和变化。知道某些科技产品可能对人类生活和环境产生负面影响。
技术与工程领域,5-6年级,18.3:将自己简单的创意转化为模型或实物。根据现实的需要设计简单器具生产物品或完成任务。从经济效益社会效益、环境效益等方面评价某个工程设计并提出改进和完善建议。

《中小学综合实践活动课程指导纲要》2017 :
设计制作活动(信息技术)推荐主题,7-9年级,7.走进程序世界:激发编程的兴趣,培养逻辑思维能力,进一步理解计算思维的内涵,提高数字化学习与创新素养,增强信息意识和信息社会责任。

《上海市中小学信息科技课程标准》,基础型课程内容:
初中阶段6-9年级,解决问题基本能力:能自觉与小组成员在项目(或活动)的实施过程中分工合作,勇于承担责任,并善于互相交流。
初中阶段6-9年级,科技社会与个人:能主动探究信息科技和信息技术工具在日常生活、学习中的用途。

《义务教育物理课程标准》2011,7-9年级:
3.6.1:结合实例,说出能源与人类生存和社会发展的关系。
3.6.2 :列举常见的不可再生能源和可再生能源。