编程积木机器人——大嘴怪
一、指导思想
为进一步强化学校教育教学主阵地作用和课堂主阵地作用，全面提高教育教学质量，大力推进素质教育，发挥学校的育人功能和服务功能，深化学生在第一课所获得的间接认知，本着落实国家“双减”政策，突出能力养成，提升综合素养的初心，立足于开发个性化、差异化的学习活动和丰富多彩的课后服务内容为目标，将“第二课堂”活动作为“第一课堂”的补充与延伸，“魔法组合学院”旨在丰富学生课余生活，促进学生生动活泼地发展，培养其科学学习兴趣，提高其动手动脑能力，发展学生的创造精神与实践精神，从而促进学生综合素养的提升。
二、基本状况
（一）学情分析
魔法组合学院的成员主要以四、五年级学生为主，孩子们喜欢科学、爱动脑、爱动手，思维敏锐，整体学习态度比较认真。通过科学课程的学习，学生有了自己的科学思维方式，对科学探究过程有所了解，并能运用这一方法解决问题，与之前学习相比，学生在动手操作，自主探索方面虽然都有了很大的提升，但在科学活动的专注度和耐心细致程度等细节方面依然有很大的进步空间。加之各种生理、心理发展水平的限制，学生在科学学习时进行自主创造和联系实际问题等方面问题较大，需要教师耐心细致的引导。因此在实际教学中教师要能关注到这一点，以提高学生的科学素养为目标，不断增强理论联系实际的能力，关注学生探究技能的发展，既要引导学生能够从多角度、更加细致的对物体进行观察，并培养学会合理地搜集数据，并能够使用简单的图表整理信息，陈述证据和结果。
（二）校情分析
Xxx小学是政府投资兴建并与2014年9月投入使用的一所义务段公办学校，立足校情，学校激励每位教师发掘个人特长资源，组建特色学生社团，为实现每个孩子有“一项特长两项兴趣”而努力。学校在科学教学方面配备有steam教学中心、机器人教室、科普天地等场馆部室，这都为开展课后服务教师开展特色活动提供了一定的可能。同时结合“双减”政策，学校在学生课后服务时间安排上兼顾科学合理与自由灵活，大力保证了学有余力的学生参与特色活动课程的时间与范围。
社团于2020年9月成立，累计参与人数87人，本学期参与人数32人。社团本着爱护和培养学生好奇心，维护并激发学生创造力，锻炼和增强学生实践力的素质教育理念，先后开展了木工小制作、创意手工制作、创意组合搭建等相关课程，课程内容丰富，紧密联系实际，不仅锻炼了学生的动脑动手能力，同时充分调动了其主观能动性。
三、活动意义
众所周知，积木玩具是培养锻炼儿童智力最好的早教玩具，这是因为它能提供更多的机会去发挥他们的想象力和创造力。孩子们在摆搭之前要想好自己搭些什么，要观察，思考选用什么样的块块才能体现他所构想的形象，因此对儿童的想象力，结构思维，造型能力是很好的锻炼，而且可发展孩子们的空间知觉，创造力，发挥儿童组织力和理解力，增强耐力及对组装科学的兴趣。
如今，随着国外steam教育与人工智能教育浪潮的兴起，积木常常会与编程所融合，从而做到让孩子，学中乐、乐中学、愿意学的良性循环。而魔法组合学院开设的可编程积木机器人延续小学生幼时的玩乐经历，同时又融入了科学知识与科技原理，在此之上还进一步拓展了模块化编程的相应内容，这样既增加了与他学科的横向联系，也将课程内容扩展到了《科学课程标准》的内容领域，再结合“探究式学习”的课程理念，通过项目式导向的课程方式，将课程内容融合于机器人的模型中，既与学生真实的生活经验紧密结合，又从生活中抽取了相应的学科知识，最后还把知识融合后还原与生活，这对于孩子来说，不仅发展个性的，轻松有趣学习枯燥的科学知识，同时提升其逻辑思维能力与动手能力，最重要的是能让其在实践中体验到自我成就感，在提升学生综合素养具有极大意义。
四、实施原则
（一）引导与探索共存
第二课堂是紧随着时代发展的一种教学方式,它与生活实践紧密联系,是践行核心素养的方式之一，而科学课程与小学其他学科联系密切，四五年级学生又处在身心发展的关键时期，因此对教师、教学内容的选择与呈现、教学过程的安排都有相对高的要求。因此教师在教学过程中应在学生喜爱内容的基础上，精心备课，创设与学生经验相联系的问题情境，在启发诱导的基础上，充分调动学生学习的积极性，鼓励学生拓展思维，深入思考，理清思路，找到解决问题的办法，积极引导学生在实践自我创意及过程中训练和提高其创新能力和问题解决能力。
（二）合作与竞争共存
四五年级学生自我约束力还不够成熟，上课过程中不能很好将注意力投入课堂，为提升课堂效率，促进课程内容开展的合理性、新颖性、趣味性，增强学生参与的积极性、参与度，上课过程中可采取小组间互评和组内成员互评等方式，让学生在感到趣味性的同时，乐于钻研、乐于动手，并无形中增强其团结合作的意识和竞争意识。
（三）趣味与实效共存
第二课堂作为第一课堂的延伸拓展，在培养学生学习兴趣方面有着非常重要的意义。因此在教学过程中创设趣味十足的课堂问题情境，或者打造探究式学习情境，用趣味性引导学生用探究的目光发现新问题，积极寻找问题解决的方法，重视学生智力开发，提高学生首脑并用能力和创新素质，以进一步培养学生爱学、乐学的良好习惯，达到良好的课堂效果。
（四）实践与创造共存
第二课堂旨在突出能力养成，提升综合素养，因此，通过积木搭建与模块化编程的活动，让学生多动脑，多思考，多想象，多动口，勤动手。同时，在整个过程中加强对学生的引导，鼓励学生在小组内勇于实践，大胆创新，独立思考、协作学习。由于组内同学多为异质。因此，观察问题、思考问题和问题解决的角度都会有所不同。老师应在过程中精心安排活动内容，有目的、有计划地引导学生开展活动，让学生在实践过程中并能够发挥自我个性，达成创造性的学习目标，从而学有所得，学有所获。
五、活动目标
（一）科学领域：了解嘴巴的开合运动（生物+力学）。
（二）数学领域：了解大嘴怪嘴巴开合的角度。
（三）技术领域：了解大嘴怪嘴巴开合的原理。
（四）工程领域：了解主控盒的功能与连接方式；实现对大嘴怪嘴巴开合大小的控制。
（五）人文艺术领域：美化大嘴怪的大嘴巴。
除以上目标外，学生在动手搭建过程中培养其创造力思维，整个过程中引导小组成员共同商讨与合作，培养学生团队协作的能力。完成作品后，小组上台展示的过程中，鼓励学生描述作品的功能与特点，培养其语言表达能力。
六、活动内容
（一）问题导入
1.嘴巴，是人的五官之一，那他都有哪些常用的功能？
2.同学们有没有注意到不同功能中，嘴巴的开合程度是否相同？
3.那嘴巴为什么可大可小呢？展示嘴巴的骨骼组成：嘴巴上有上颌骨和下颌骨。
4.嘴巴的开合程度是由什么控制的？是上颌骨还是下颌骨在运动？互相观察下或者把手指放在自己的颌骨部位感受一下。
经过观察发现是： 决定了嘴巴的开合程度。
接下来，请同学们打开优必选教育APP，本节课我们就用优必选教育APP组装一个大嘴怪,用大嘴怪验证刚刚的观察结果。
（二）预备知识
1.舵机复习
找到舵机，把舵机上的三角形图案对准舵机身上的刻度线。还记得为什么要这样将三角形图案对准刻度线吗？（将舵机恢复到初始状态）
2.主控盒介绍
（1）主控盒的用处是什么呢？（相当于机器人的大脑）
（2）找一找主控盒上的槽位、孔位、端口等。
3.零件准备
（三）模型搭建
按照演示步骤，进行搭建。
1.搭建难点1：p47零件两端长短不一，安装时要注意方向，仔细看会发现长端有一个明显的长方形镂空。
2.搭建难点2：c2零件插入舵机时，因为存在阻挡，不能直接安装，需要稍微掰开些，在卡到舵机。
3.搭建难点3：c8零件的方向容易装反，旋转放大零件将零件的三角形图案朝向外侧。
搭建完成后鼓励学生进行大嘴怪的创造性美化。
（四）动作设计
搭建完成后，引导学生思考用嘴巴吃东西分几步，然后依次按照动作设计——动作编辑——动作搭建，以小组为单位进行命令动作设置，开始编程。活动要求具体如下：
1.任务目标：至少完成张开与合上这两个基本动作，并在此基础上鼓励学生进一步自我发挥。
2.编写程序时注意在合理范围内取值，防止零件掉落。
3.尽量多尝试不同角度、不同速度的开合。
（五）观察与思考
1.你观察过嘴巴开合时，下颌骨是基于什么部位运动的？
2.你见过“掉下巴”的事情吗？这个现象出现的原因是什么呢？
3.嘴巴活动时的力气来源于哪里？
4.大嘴怪嘴巴的力量来源与哪里？
（六）拓展与讨论
1.自然界中还有哪些动物可以吞掉比自己嘴巴还大的食物？
2.视频介绍蛇的嘴巴，学生讨论。
3.总结：人的嘴骨由上颌骨和下颌骨构成，嘴巴的开合主要由下颌骨来控制，下颌骨会在固定的关节处活动，如果超出范围，就会出现脱臼的情况。
七、活动评价
评价以“第二课堂活动评价单”的形式进行，包括自我评价、小组评价、组间评价、你最喜欢的组员和小组。评价单见附录1。
附录1：
第二课堂活动学习评价单
（一）自我评价
通过这节课的学习你最大的是收获是：
（二）小组评价
成员A | ✬✬✬✬✬✬✬✬✬✬ |
成员B | ✬✬✬✬✬✬✬✬✬✬ |
成员C | ✬✬✬✬✬✬✬✬✬✬ |
成员D | ✬✬✬✬✬✬✬✬✬✬ |
你最喜欢组员（ ），理由是：
（三）组间互评
第一小组 | ✬✬✬✬✬✬✬✬✬✬ |
第二小组 | ✬✬✬✬✬✬✬✬✬✬ |
第三小组 | ✬✬✬✬✬✬✬✬✬✬ |
第四小组 | ✬✬✬✬✬✬✬✬✬✬ |
你最喜欢第（ ）小组，理由是：
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