4《近视宝》教学案例-小学科学+生活融合实践研究

050 小学科学 + 生活融合实践研究 《近视宝》教学案例 重庆市江北区玉带山小学校　向远超 【案例背景】 中华人民共和国国家卫生健康委员会发布的《中国眼健康白皮书》显示，我 国儿童青少年近视总体发生率高达 53.6%，这意味着每 2 个孩子至少有 1 个是近视。 近视不但影响学习和运动，还影响升学和就业。高度近视还会增加致盲风险，已 成为危害我国儿童青少年身心健康的重要公共卫生问题。因此，青少年的近视问 题必须要得到有效的控制和预防。 一、教学活动概要 本课主要是利用掌控板（硬件）和 mPython（编程软件）设计一个学生预防近视的穿戴设备。 课前学生通过观看一段关于全国青少年近视调查的视频，了解青少年近视的主要原因。针 对近视的成因，学生讨论改善近视的方法。老师回顾掌控板知识，学生根据掌控板的功能， 结合讨论的预防近视的方法，设计一款预防近视的穿戴设备。最后学生利用 mPython 软件 编程实现掌控板提醒学生科学用眼的功能 二、教学内容分析 教学内容主要是根据近视的成因：光线过暗读写；近距离读写；躺卧看书这 3 条来教学。 针对上述 3 个成因，首先引导学生找出掌控板上适用于检测对应成因的传感器。然后分析 光线传感器、超声波传感器、三轴加速传感器的数值，找到适合于读写的数值范围并记录。 最后通过编写程序实现光线过暗、亮；读写距离过近；躺卧看书时提醒功能 三、教学目标 1. 知识与技能 学习了解掌控板的各种传感器，mPython 编程简单应用，结合软硬件实现功能。 2. 过程与方法 ①通过视频展示、亲自实践、创意设计等环节，提高对掌控板及其应用的认识。 ②通过对掌控板各种传感器的实践，了解其工作原理，并设计相关防近视设备的实际应用。 3. 情感、态度与价值观 ①在体验与实践相结合的过程中感受掌控板的应用，产生并保持学习的兴趣。 ②通过分组讨论、小组合作等方式开展多种形式的团队合作，培养学生的动手能力、解决 实际问题的能力，提高团队协作能力。 ③通过对创意设计的交流与展示，培养学生的创新能力与语言表达能力。 ④通过对近视的成因和矫正的探究，培养学生健康用眼的行为习惯，强化学生科学用眼 的意识 051 第二部分　教学案例 四、学科核心素养（300 字以内） ①信息意识：了解信息技术对社会发展、科技进步以及个人生活与学习的影响。 ②计算思维：知道掌控板各种传感器的功能及原理，设计防近视设备。 ③数字化学习与创新：运用编程软件和掌控板实现防近视提醒功能。 ④信息社会责任：培养学生健康用眼的行为习惯，强化学生科学用眼的意识，宣传科学用 眼知识 五、学习者特征分析 小学五年级的学生学习兴趣广泛，求知欲和好奇心增强，开始能够独立思考；学习能力 也有一定的加强，自己有能力进行课前预习和课后复习。课上对于简单的内容教师可以 鼓励学生自主探究，发挥学生间的引领作用，激发学生的创作欲。学生对图形化编程软 件掌控板和 mPython 使用已经有一定的基础，且动手操作能力比较强，但对于硬件和软 件相结合使用完成一个项目还是第一次，因此需要合理分配任务，让全体同学参与其中 六、教学策略选择与设计 自主学习、合作探究、任务驱动、体验式教学 七、教学环境及资源准备 ①硬件准备：多媒体网络机房、掌控板。 ②软件准备： mPython 程序、演示文稿 八、教学过程 教学过程 教师活动 学生活动 设计意图及资源准备 （一）情境 导入 （5 min） 师：同学们，上课之前我们 先来看一段关于青少年近视 的调查数据的视频。 师：造成近视率这么高的原 因是什么呢？ 师：我们能不能利用掌控板 的功能来设计制作一个防近 视设备，当我们用眼不正 确时，它能提醒我们呢？今 天我们就来设计这样一个 设备，我给它起了一个名 字——“近视宝”（出示课 题：近视宝） 生：观看视频。 生：回答近视形成的 普遍原因。 利用学生生活中的近 视问题导入，激发学 生学习兴趣。 利用疑问，引出课题， 引发学生思考 续表 052 小学科学 + 生活融合实践研究 教学过程 教师活动 学生活动 设计意图及资源准备 （二）探究学 习、任务驱动 （17 min） 师：请同学们根据近视的成 因小组讨论，可能用到掌控 板的哪些传感器？怎样来运 用呢？ 师：请同学来汇报。 师：根据同学们的回答，小 结。 师：我们怎样通过编写程序 来获取传感器的数值呢？请 同学们观看微课，然后完成 光线传感器代码的编写（教 师巡视辅导）。 师：通过学习，同学们基本 都能通过光线传感器获取环 境光线值。获取这个值有什 么作用呢？ 师：你们能根据测量的光线 值范围，当光线值超出范围 后发出声音提醒吗？ 师：展示学生完成光线提醒 程序。 师：同学们基本都完成了近 视宝的第一个功能。在光线 过暗或过强时能发出声音提 醒了 生：学生分组讨论。 生：回答可能用到的 传感器和运用方法。 生：观看微课自学获 取 光 线 传 感 器 的 数 值，完成代码编写。 生：可以通过改变环 境光线，获得读写时 合适的光线值范围。 当超出范围后，就发 出警报声，提醒我们 正确用眼。 生：尝试操作，完成 代码编写。 生：修改完善 引 导 学 生 回 忆 旧 知 识，在思考、讨论中 回顾掌控板功能，为 下 一 步 拓 展 打 下 基 础。 通过微课学习，让学 生学会光线传感器代 码编写，为其他传感 器编写起到举一反三 的作用 通过展示，让学生获 得自信，其他学生可 以学习完善 （三）自主学 习，探索新知 （10 min） 师：接下来，请大家增加传 感器的数量，让近视宝的功 能更加完善（发现问题，解 决问题） 生：编写其他传感器 控制代码，完成近视 宝的其他功能 加强巩固练习，培养 学生的创新能力，满 足 学 生 自 我 实 现 的 需要 续表 053 第二部分　教学案例 教学过程 教师活动 学生活动 设计意图及资源准备 （四）展示交 流，巩固提高 （5 min） 师：教师集体讲解或优生示 范演示，解决普遍问题 生：小组内交流学习 心得 教师为学生搭建展示 交流的平台，让学生 互学、互助、互评， 从而解决问题，巩固 知识，提高技能 （五）全课总 结，课后延伸 （3 min） 师：① 3 种传感器在近视宝 中实现的功能。 ②课后继续完善近视宝功能 生：回答 归纳本课知识点，强 调重难点，将课堂知 识延伸到课后 （六）教学流程图 开始 课件 课件 课件 课件 教师小结 学生学习微课，完成 光线传感器程序编写 掌控板的哪些传感器 可用于近视宝设计 播放近视调查数据 视频，导入新课 小组讨论近视成因 小组讨论 结束 全课总结，课后延伸 学生交流展示 自主学习，探索新知， 丰富近视宝提醒功能 续表 054 小学科学 + 生活融合实践研究 九、教学评价设计 主要从 4 个方面对学生进行评价： ①学生搜集和处理信息的能力。 ②学生创新能力。 ③学生分析解决问题的能力。 ④学生交流合作表达的能力 十、帮助和总结 在项目教学中从生活情境入手，调动学生的积极性，在完成项目任务的过程中促使学生掌 握专业知识，获得实践经验，学会协作，综合应用学科知识，培养学生的创新思维与创造 能力。但在实施过程中，学生的基础参差不齐，导致少数学生不能按最初的设计功能全部 实现。本课学生完成的编写程序较多，时间不够充裕，还需一节课进行修改调试 续表