一、教學(xué)背景：從生活需求到技術(shù)實(shí)踐的教育聯(lián)結(jié)演講人01教學(xué)背景：從生活需求到技術(shù)實(shí)踐的教育聯(lián)結(jié)02教學(xué)目標(biāo)：三維聯(lián)動(dòng)，指向核心素養(yǎng)的培養(yǎng)03體驗(yàn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性（分工設(shè)計(jì)、共同調(diào)試）04教學(xué)重難點(diǎn)：從理論到實(shí)踐的關(guān)鍵突破05教學(xué)準(zhǔn)備：構(gòu)建"問題-工具-場(chǎng)景"的實(shí)踐場(chǎng)域06教學(xué)過(guò)程：從問題感知到作品落地的遞進(jìn)式探索07|評(píng)價(jià)維度|評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)|分值|08教學(xué)總結(jié)：技術(shù)教育的本質(zhì)是"解決真實(shí)問題的能力"目錄2025小學(xué)技術(shù)課創(chuàng)意機(jī)器人之食堂打飯課件01教學(xué)背景：從生活需求到技術(shù)實(shí)踐的教育聯(lián)結(jié)教學(xué)背景：從生活需求到技術(shù)實(shí)踐的教育聯(lián)結(jié)作為一名深耕小學(xué)技術(shù)教育8年的教師，我始終堅(jiān)信：最好的技術(shù)課堂，一定扎根于學(xué)生真實(shí)的生活場(chǎng)景。2023年深秋，我?guī)W(xué)生參觀學(xué)校食堂時(shí)，聽到幾個(gè)孩子圍在打飯窗口小聲討論："要是有機(jī)器人打飯就好了，阿姨手一抖菜就少了""湯太燙，機(jī)器人拿肯定不灑"。這些童言稚語(yǔ)像一顆種子，在我心里發(fā)了芽——當(dāng)"食堂打飯"這個(gè)每天發(fā)生的生活場(chǎng)景，與"創(chuàng)意機(jī)器人"這個(gè)技術(shù)實(shí)踐載體相遇，會(huì)碰撞出怎樣的教育火花？2025年的小學(xué)技術(shù)課，正處于《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》深化實(shí)施的關(guān)鍵階段。新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)"以用促學(xué)，以創(chuàng)帶學(xué)"，要求學(xué)生在解決真實(shí)問題中發(fā)展計(jì)算思維、工程思維和創(chuàng)新意識(shí)。而"食堂打飯機(jī)器人"項(xiàng)目，恰好能將傳感器應(yīng)用、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、編程控制等技術(shù)知識(shí)，與"公平取餐""效率提升""人機(jī)協(xié)作"等生活議題深度融合，既是對(duì)"技術(shù)賦能生活"理念的具象化實(shí)踐，也是培養(yǎng)學(xué)生"用技術(shù)解決問題"核心素養(yǎng)的優(yōu)質(zhì)載體。02教學(xué)目標(biāo)：三維聯(lián)動(dòng)，指向核心素養(yǎng)的培養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)：三維聯(lián)動(dòng)，指向核心素養(yǎng)的培養(yǎng)基于課程標(biāo)準(zhǔn)與學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)（小學(xué)4-6年級(jí)，已具備基礎(chǔ)編程能力與簡(jiǎn)單機(jī)械組裝經(jīng)驗(yàn)），本課設(shè)定以下教學(xué)目標(biāo)：1知識(shí)目標(biāo)理解輪式機(jī)器人移動(dòng)原理（差速驅(qū)動(dòng)、路徑規(guī)劃）01掌握光電傳感器、超聲波傳感器的功能與應(yīng)用場(chǎng)景02熟悉舵機(jī)控制邏輯（角度調(diào)節(jié)、扭矩設(shè)置）03了解簡(jiǎn)單避障算法（如"遇到障礙→停止→轉(zhuǎn)向"）042能力目標(biāo)能通過(guò)需求調(diào)研提煉機(jī)器人功能需求（如精準(zhǔn)夾取、防碰撞、勻速移動(dòng)）能運(yùn)用積木式機(jī)器人套件完成機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（底盤、機(jī)械臂、夾爪）能使用圖形化編程工具（如mBlock）編寫多傳感器協(xié)同程序能在測(cè)試中發(fā)現(xiàn)問題并提出優(yōu)化方案（如調(diào)整傳感器靈敏度、修改夾爪開合角度）3情感目標(biāo)感受技術(shù)與生活的緊密聯(lián)系，激發(fā)"用技術(shù)改善生活"的責(zé)任感03體驗(yàn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性（分工設(shè)計(jì)、共同調(diào)試）體驗(yàn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性（分工設(shè)計(jì)、共同調(diào)試）培養(yǎng)"試錯(cuò)-改進(jìn)"的工程思維，增強(qiáng)面對(duì)技術(shù)挑戰(zhàn)的韌性04教學(xué)重難點(diǎn)：從理論到實(shí)踐的關(guān)鍵突破1教學(xué)重點(diǎn)核心功能模塊設(shè)計(jì)：移動(dòng)系統(tǒng)（平穩(wěn)性）、夾取系統(tǒng)（精準(zhǔn)度）、感知系統(tǒng)（靈敏度）的協(xié)同實(shí)現(xiàn)編程邏輯的分層構(gòu)建：從"單一傳感器觸發(fā)動(dòng)作"到"多傳感器數(shù)據(jù)融合控制"2教學(xué)難點(diǎn)多變量調(diào)試：如夾爪力度需兼顧"夾穩(wěn)餐盤"與"不壓壞食物"，移動(dòng)速度需匹配"避障反應(yīng)時(shí)間"場(chǎng)景適配優(yōu)化：模擬食堂環(huán)境中，光線變化對(duì)光電傳感器的干擾、地面凹凸對(duì)移動(dòng)精度的影響05教學(xué)準(zhǔn)備：構(gòu)建"問題-工具-場(chǎng)景"的實(shí)踐場(chǎng)域1硬件準(zhǔn)備基礎(chǔ)套件：樂高EV3或國(guó)產(chǎn)等效積木機(jī)器人（含主控、電機(jī)、舵機(jī)）傳感器：超聲波傳感器（測(cè)距避障）、光電傳感器（識(shí)別餐盤顏色/位置）、壓力傳感器（夾爪力度監(jiān)測(cè)）輔助材料：3D打印夾爪（可提前打印不同形狀）、防滑膠墊（增加夾爪摩擦力）、模擬餐盤（塑料材質(zhì)，標(biāo)注定位標(biāo)識(shí)）2軟件準(zhǔn)備編程平臺(tái)：mBlock5.0（圖形化編程，支持多傳感器同步讀?。┹o助工具：思維導(dǎo)圖軟件（如XMind，用于需求分析）、虛擬仿真平臺(tái)（如V-REP，提前模擬機(jī)器人動(dòng)作）3素材準(zhǔn)備STEP1STEP2STEP3調(diào)研素材：提前一周發(fā)放《食堂打飯問題調(diào)查表》，收集學(xué)生反饋（如"排隊(duì)平均15分鐘""湯類灑出率30%"）視頻素材：食堂打飯流程實(shí)錄（重點(diǎn)拍攝打飯窗口操作、餐盤擺放、人流走向）案例素材：工業(yè)用餐機(jī)器人（如海底撈傳菜機(jī)器人）視頻，提煉可借鑒的設(shè)計(jì)點(diǎn)（如路徑規(guī)劃、防碰撞）4環(huán)境準(zhǔn)備物理環(huán)境：創(chuàng)客教室劃分"設(shè)計(jì)區(qū)""組裝區(qū)""測(cè)試區(qū)"，測(cè)試區(qū)布置模擬食堂場(chǎng)景（設(shè)置打飯窗口、餐桌、障礙物）數(shù)字環(huán)境：共享在線協(xié)作文檔（用于記錄設(shè)計(jì)方案、調(diào)試日志）、投影設(shè)備（實(shí)時(shí)展示編程過(guò)程與測(cè)試畫面）06教學(xué)過(guò)程：從問題感知到作品落地的遞進(jìn)式探索1情境導(dǎo)入：用生活問題點(diǎn)燃探索欲（10分鐘）"同學(xué)們，昨天我整理大家的調(diào)查表時(shí)，發(fā)現(xiàn)有37位同學(xué)提到'打飯排隊(duì)太久'，25位同學(xué)說(shuō)'湯容易灑'，還有12位同學(xué)希望'能自己控制打飯量'。"（展示調(diào)查表數(shù)據(jù)）隨后播放食堂打飯實(shí)錄視頻，定格在"阿姨打菜手抖""學(xué)生端湯小心翼翼"的畫面。"如果讓你們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)食堂打飯機(jī)器人，它需要解決哪些問題？"拋出問題后，組織"頭腦風(fēng)暴"：有學(xué)生說(shuō)"要能認(rèn)餐盤"，有學(xué)生補(bǔ)充"不能撞到人"，還有學(xué)生提出"打菜要定量"。我順勢(shì)總結(jié)："這些需求可以拆解為三個(gè)核心功能——'找得到餐盤''夾得穩(wěn)餐盤''走得順路徑'，接下來(lái)我們就圍繞這三個(gè)功能展開設(shè)計(jì)。"2需求分析：從模糊想法到具體指標(biāo)（15分鐘）將學(xué)生分為4人小組，每組領(lǐng)取一份《需求分析表》，包含"功能項(xiàng)-具體要求-技術(shù)實(shí)現(xiàn)方向"三列。例如：2需求分析：從模糊想法到具體指標(biāo)（15分鐘）|功能項(xiàng)|具體要求|技術(shù)實(shí)現(xiàn)方向||--------------|------------------------------|----------------------------||識(shí)別餐盤|準(zhǔn)確識(shí)別紅色餐盤（學(xué)校統(tǒng)一）|光電傳感器檢測(cè)反射光強(qiáng)度||夾取餐盤|夾取力度5-8N（不壓壞食物）|壓力傳感器+舵機(jī)角度控制||移動(dòng)避障|1米內(nèi)檢測(cè)障礙物并停止|超聲波傳感器+電機(jī)急停程序|小組討論時(shí)，我巡視指導(dǎo)："為什么選擇紅色餐盤？因?yàn)楣怆妭鞲衅鲗?duì)深色和淺色的反射率差異大，紅色反射率較高，更容易識(shí)別。"有小組提出"如果餐盤被擋住怎么辦？"，引導(dǎo)他們思考"增加攝像頭輔助識(shí)別"（超出當(dāng)前能力范圍，可作為拓展方向）。最終各組形成《需求規(guī)格說(shuō)明書》，明確技術(shù)指標(biāo)。3方案設(shè)計(jì)：從概念到圖紙的工程轉(zhuǎn)化（20分鐘）"現(xiàn)在需要把需求轉(zhuǎn)化為可操作的設(shè)計(jì)方案。"分發(fā)《機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖》和《程序流程圖》模板，指導(dǎo)學(xué)生：機(jī)械結(jié)構(gòu)：底盤選擇三輪驅(qū)動(dòng)（兩輪驅(qū)動(dòng)+萬(wàn)向輪），確保轉(zhuǎn)向靈活；機(jī)械臂采用雙連桿結(jié)構(gòu)（增加夾取高度）；夾爪設(shè)計(jì)為"V型"（適配圓形餐盤），內(nèi)側(cè)粘貼防滑膠墊。程序邏輯：主循環(huán)中先讀取超聲波傳感器數(shù)據(jù)（距離>1m→前進(jìn)；≤1m→停止），同時(shí)讀取光電傳感器數(shù)據(jù)（反射值>閾值→定位餐盤→機(jī)械臂下降→夾爪閉合→壓力傳感器達(dá)標(biāo)→機(jī)械臂上升→繼續(xù)移動(dòng)）。有小組設(shè)計(jì)"雙機(jī)械臂"方案（同時(shí)夾取兩個(gè)餐盤），我肯定其創(chuàng)新，但提醒"重量增加會(huì)影響移動(dòng)穩(wěn)定性"，建議先實(shí)現(xiàn)單臂功能，再嘗試擴(kuò)展。各組繪制設(shè)計(jì)圖后，進(jìn)行"方案答辯"，其他小組提問："夾爪閉合速度太快會(huì)不會(huì)打翻食物？"答辯組回應(yīng)："程序中設(shè)置舵機(jī)速度為50%，緩慢閉合。"3方案設(shè)計(jì)：從概念到圖紙的工程轉(zhuǎn)化（20分鐘）5.4實(shí)踐制作：從圖紙到實(shí)物的技術(shù)落地（40分鐘）進(jìn)入"組裝-編程-調(diào)試"循環(huán)：硬件組裝：優(yōu)先組裝底盤，測(cè)試電機(jī)正反轉(zhuǎn)（確保左右輪同步）；安裝機(jī)械臂時(shí)，用直角連接器固定連桿，避免晃動(dòng)；夾爪與舵機(jī)連接后，手動(dòng)測(cè)試開合角度（0-90）。軟件編程：使用mBlock編寫模塊化程序（移動(dòng)模塊、夾取模塊、避障模塊），通過(guò)"事件觸發(fā)"實(shí)現(xiàn)模塊聯(lián)動(dòng)（如超聲波傳感器觸發(fā)"停止事件"，中斷當(dāng)前移動(dòng)程序）。初步調(diào)試：在空?qǐng)龅販y(cè)試移動(dòng)功能（記錄直線偏移量，調(diào)整左右輪電機(jī)功率差）；用模擬餐盤測(cè)試夾取功能（用測(cè)力計(jì)測(cè)量夾取力度，修改舵機(jī)目標(biāo)角度）。3方案設(shè)計(jì)：從概念到圖紙的工程轉(zhuǎn)化（20分鐘）過(guò)程中，"未來(lái)隊(duì)"遇到夾爪無(wú)法閉合的問題，檢查發(fā)現(xiàn)舵機(jī)連接線松動(dòng)；"小魯班隊(duì)"的機(jī)器人總是向左偏，調(diào)整左輪電機(jī)功率從50%降至45%后恢復(fù)直線。我記錄典型問題，在階段性小結(jié)時(shí)分享："技術(shù)實(shí)踐中，90%的問題出在連接和參數(shù)設(shè)置，仔細(xì)檢查每一根線，耐心調(diào)整每一個(gè)數(shù)值，是解決問題的關(guān)鍵。"5測(cè)試優(yōu)化：在真實(shí)場(chǎng)景中迭代升級(jí)（30分鐘）將測(cè)試區(qū)布置為模擬食堂：設(shè)置打飯窗口（放置餐盤）、餐桌（障礙物）、人流通道（寬80cm）。各組機(jī)器人需完成"從起點(diǎn)出發(fā)→避開餐桌→夾取窗口餐盤→返回起點(diǎn)"的任務(wù)。第一輪測(cè)試暴露諸多問題："閃電隊(duì)"的機(jī)器人因地面反光導(dǎo)致光電傳感器誤判（將白色地磚識(shí)別為餐盤），"超能隊(duì)"的夾爪力度過(guò)大壓變形餐盤，"智慧隊(duì)"的機(jī)器人遇到障礙物后轉(zhuǎn)向角度太?。▋H30，未完全避開）。針對(duì)問題，引導(dǎo)學(xué)生優(yōu)化：光電傳感器問題：用黑色膠布在餐盤底部貼"十字標(biāo)識(shí)"（增加反射率差異），程序中設(shè)置"連續(xù)3次檢測(cè)到高反射值才觸發(fā)"。5測(cè)試優(yōu)化：在真實(shí)場(chǎng)景中迭代升級(jí)（30分鐘）夾爪力度問題：在壓力傳感器程序中加入"閾值判斷"（達(dá)到5N時(shí)停止閉合），并在夾爪內(nèi)側(cè)增加海綿墊（緩沖壓力）。轉(zhuǎn)向角度問題：修改避障程序，檢測(cè)到障礙物后先后退20cm，再轉(zhuǎn)向90（確保通過(guò)寬度）。第二輪測(cè)試時(shí)，"未來(lái)隊(duì)"的機(jī)器人成功完成任務(wù)，夾取的餐盤內(nèi)模擬湯類（用水替代）僅灑出5ml，達(dá)到"低灑出率"目標(biāo)。孩子們歡呼雀躍，我趁機(jī)強(qiáng)調(diào)："技術(shù)不是一次就能完美的，像今天這樣不斷測(cè)試、改進(jìn)，就是工程師的日常。"6展示評(píng)價(jià)：多元視角下的成果總結(jié)（15分鐘）各組進(jìn)行"項(xiàng)目路演"，展示內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)思路、遇到的問題及解決方法、最終作品視頻。評(píng)價(jià)采用"三維度量表"：07|評(píng)價(jià)維度|評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)|分值||評(píng)價(jià)維度|評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)|分值||----------------|--------------------------------------------------------------------------|------||功能實(shí)現(xiàn)|完成夾取、移動(dòng)、避障任務(wù)，灑出率≤10%|40||創(chuàng)新設(shè)計(jì)|有獨(dú)特改進(jìn)（如雙傳感器冗余、夾爪防滑設(shè)計(jì)）|30||團(tuán)隊(duì)協(xié)作|分工明確，調(diào)試日志完整，能清晰闡述成員貢獻(xiàn)|30|"小魯班隊(duì)"因在夾爪中增加"彈性緩沖結(jié)構(gòu)"（用橡皮筋連接夾爪與舵機(jī)）獲得創(chuàng)新分滿分，"智慧隊(duì)"因調(diào)試日志記錄了12次修改過(guò)程獲得協(xié)作分高分。最后，我總結(jié)："今天的機(jī)器人可能還不夠完美，但你們用技術(shù)解決了自己提出的問題——這就是技術(shù)課的意義：讓你們成為生活的設(shè)計(jì)者，而不僅僅是使用者。"08教學(xué)總結(jié)：技術(shù)教育的本質(zhì)是"解決真實(shí)問題的能力"教學(xué)總結(jié)：技術(shù)教育的本質(zhì)是"解決真實(shí)問題的能力"回顧整節(jié)課，"食堂打飯機(jī)器人"項(xiàng)目像一根金線，串起了技術(shù)知識(shí)的學(xué)習(xí)（傳感器、編程、機(jī)械結(jié)構(gòu)）、工程思維的培養(yǎng)（需求分析、方案設(shè)計(jì)、測(cè)試優(yōu)化）、情感價(jià)值的塑造（技術(shù)服務(wù)生活、團(tuán)隊(duì)協(xié)作）。當(dāng)