深圳市青少年宮spike機器人課程第二十二課直升機-教學設計授課內容授課時數授課班級授課人數授課地點授課時間課程基本信息1.課程名稱：深圳市青少年宮spike機器人課程第二十二課直升機

2.教學年級和班級：八年級二班

3.授課時間：2023年10月25日星期三15:00-16:00

4.教學時數：1課時核心素養目標學習者分析1.學生已經掌握的知識：學生在之前的學習中已經掌握了基礎的機器人編程知識，包括編程語言的基礎語法、邏輯判斷、循環結構等。此外，他們對于簡單的機器人搭建和操作也有一定的了解。

2.學習興趣、能力和學習風格：八年級二班的學生對科技創新和機器人技術表現出濃厚的興趣，他們具備一定的動手能力和創新思維。在學習風格上，大部分學生偏好通過實踐操作來學習，喜歡在動手過程中解決問題，同時也愿意在小組合作中學習。

3.學生可能遇到的困難和挑戰：部分學生在理解機器人編程的邏輯和算法方面可能存在困難，特別是在處理復雜程序和邏輯關系時。此外，對于新工具和技術的適應可能需要一定的時間，尤其是在面對直升機模型的搭建和編程時，可能會遇到空間想象、精確操作等挑戰。因此，教師需要提供足夠的指導和示范，幫助學生克服這些困難。教學方法與策略1.教學方法：采用講授與實踐活動相結合的方法，確保學生既能理解直升機編程的原理，又能通過實踐提高技能。

2.教學活動：設計分組討論，讓學生在搭建直升機模型的同時，探討編程中的問題和解決方案。通過角色扮演，讓學生模擬飛行員的操作，增強對飛行原理的理解。

3.教學媒體使用：利用多媒體投影展示直升機模型的制作步驟和編程代碼，同時使用平板電腦讓學生實時編程，提高學習效率和互動性。教學過程一、導入新課

（教師）同學們，大家好！今天我們要學習的是spike機器人課程中的第二十二課——直升機。直升機作為一種多用途的飛行器，它的原理和編程方法在機器人技術中有著重要的應用。那么，你們對直升機有什么了解呢？請同學們自由發言，分享一下你們的想法。

（學生）老師，我知道直升機是通過螺旋槳旋轉產生升力來飛行的。

（教師）很好，這位同學已經對直升機的飛行原理有了初步的了解。接下來，我們將通過本節課的學習，深入了解直升機的編程方法和操作技巧。

二、基礎知識講解

（教師）首先，我們來回顧一下直升機的基本原理。直升機通過螺旋槳旋轉產生升力，同時通過改變螺旋槳的轉速和方向來控制飛行。在spike機器人中，我們可以通過編程來控制螺旋槳的轉速和方向。

（學生）老師，螺旋槳的轉速和方向是如何通過編程來控制的呢？

（教師）很好，這是一個關鍵問題。在spike機器人中，我們可以通過編寫程序來控制螺旋槳的轉速和方向。具體來說，我們需要使用到兩個模塊：一個是控制螺旋槳轉速的模塊，另一個是控制螺旋槳方向的模塊。

（教師）接下來，我將為大家演示如何使用這兩個模塊來控制螺旋槳的轉速和方向。首先，我們需要在程序中設置螺旋槳的轉速，然后根據需要調整螺旋槳的方向。這樣，我們就可以通過編程來控制直升機的飛行了。

三、實踐操作

（教師）同學們，接下來請你們按照以下步驟進行實踐操作：

1.組建小組，每組選擇一名組長負責協調工作。

2.根據說明書，搭建直升機模型。

3.使用編程軟件，編寫控制螺旋槳轉速和方向的程序。

4.將程序上傳到spike機器人，進行測試。

（學生）老師，我們在搭建直升機模型時遇到了一些問題，螺旋槳的安裝位置不太對，導致直升機無法正常起飛。

（教師）沒關系，遇到問題是正常的。請你們仔細檢查螺旋槳的安裝位置，確保它與機身保持垂直。如果問題仍然存在，可以嘗試調整螺旋槳的轉速和方向。

四、問題討論與解答

（教師）同學們，在實踐操作過程中，你們遇到了哪些問題？請大家分享一下，我們可以一起討論解決。

（學生）老師，我們在編程時發現，當螺旋槳轉速過高時，直升機容易失控。

（教師）這是一個常見的問題。在編程時，我們需要注意螺旋槳的轉速不要過高，以免造成失控。同時，我們還可以通過調整螺旋槳的方向來平衡直升機的飛行。

五、總結與反思

（教師）同學們，今天我們學習了直升機的編程方法和操作技巧。通過實踐操作，你們掌握了如何控制螺旋槳的轉速和方向，使直升機能夠正常飛行。現在，請你們談談自己的學習心得。

（學生）老師，通過本節課的學習，我了解到直升機編程的原理和技巧，對機器人技術有了更深入的認識。在今后的學習中，我會更加努力，提高自己的編程能力。

（教師）很好，同學們能夠從實踐中總結經驗，這是非常寶貴的。希望你們在今后的學習中，能夠不斷探索，勇于創新，為我國機器人技術的發展貢獻自己的力量。

六、課后作業

（教師）同學們，今天的課程就到這里。請你們完成以下課后作業：

1.深入研究直升機的飛行原理，了解螺旋槳轉速和方向對飛行的影響。

2.嘗試編寫一個更復雜的直升機飛行程序，如自動避障、自動降落等。

3.與同學們分享你的學習心得，互相交流學習經驗。

（學生）好的，老師，我們一定會認真完成課后作業的。謝謝老師！教學資源拓展1.拓展資源：

-直升機飛行原理的科普文章：可以介紹直升機的升力原理、螺旋槳的工作原理以及直升機的飛行控制系統等基礎知識。

-機器人編程案例集：提供一些使用spike機器人進行直升機編程的實際案例，包括不同飛行模式、編程技巧和優化策略。

-直升機歷史與發展：介紹直升機的發明歷史、不同類型的直升機及其在軍事、民用領域的應用。

-機器人編程競賽資料：分享一些國內外機器人編程競賽的信息，鼓勵學生參與競賽，提高編程技能。

2.拓展建議：

-鼓勵學生閱讀與直升機飛行原理相關的科普書籍，加深對飛行力學和航空技術的理解。

-建議學生觀看直升機飛行表演的視頻，觀察直升機在不同飛行狀態下的表現，從而更好地理解編程對飛行控制的影響。

-組織學生進行小組討論，探討直升機編程中的算法優化問題，如如何通過調整程序參數來提高直升機的穩定性。

-建議學生利用課外時間進行自主編程練習，嘗試設計不同飛行路徑和飛行模式，提高編程實踐能力。

-鼓勵學生參加機器人編程興趣小組或俱樂部，與其他對機器人編程感興趣的同學交流學習經驗。

-提供在線編程教程和視頻教程，幫助學生解決編程中的疑難問題，提高編程水平。

-鼓勵學生參加學校或社區舉辦的科技活動，如機器人展覽、科技創新大賽等，展示自己的編程成果。

-建議學生閱讀最新的機器人技術論文，了解機器人領域的最新發展動態，激發對科技創新的興趣。

-鼓勵學生參與社區服務項目，如使用機器人技術幫助社區進行環境監測、災害救援等，提升學生的社會責任感。課后作業1.編程練習：

-題目：編寫一個spike機器人直升機程序，實現直升機起飛、懸停、前進、后退、左轉、右轉和降落的基本飛行操作。

-答案示例：

```python

#起飛

spin_speed=1000

spin(spin_speed)

#懸停

spin_speed=500

spin(spin_speed)

#前進

forward()

#后退

backward()

#左轉

left()

#右轉

right()

#降落

spin_speed=0

spin(spin_speed)

```

2.問題解決：

-題目：在編程中，當螺旋槳轉速過高時，直升機容易失控。請設計一種方法來檢測螺旋槳轉速，并在轉速過高時自動調整。

-答案示例：

```python

#假設有一個函數get_spin_speed()可以獲取當前螺旋槳轉速

defstabilize_rotation():

current_speed=get_spin_speed()

ifcurrent_speed>1200:

#調整螺旋槳轉速

spin_speed=current_speed-100

spin(spin_speed)

```

3.創新設計：

-題目：設計一個直升機自動避障程序，當直升機遇到障礙物時自動調整飛行路徑。

-答案示例：

```python

#假設有一個函數detect_obstacle()可以檢測前方是否有障礙物

defauto_avoid_obstacles():

ifdetect_obstacle():

#調整飛行路徑

turn_right()

#等待一段時間后再次檢測

wait(1000)

ifdetect_obstacle():

turn_left()

```

4.代碼優化：

-題目：優化以下代碼，使其在直升機飛行過程中更加穩定。

```python

#原始代碼

foriinrange(10):

forward()

wait(1000)

backward()

wait(1000)

```

-答案示例：

```python

#優化后的代碼

foriinrange(5):

forward()

wait(2000)

backward()

wait(2000)

```

5.實際應用：

-題目：設計一個直升機救援程序，當接收到救援信號時，直升機自動飛往指定位置進行救援。

-答案示例：

```python

#假設有一個函數receive_rescue_signal()可以接收救援信號

#假設有一個函數fly_to_location(x,y)可以將直升機飛往指定位置

defrescue_mission():

ifreceive_rescue_signal():

#飛往救援位置

fly_to_location(10,20)

#進行救援操作

rescue_operation()

```內容邏輯關系①本文重點知識點：

-直升機飛行原理

-編程控制螺旋槳轉