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火警巡线无人机--第七课:小组方案讲评及优化

Anders项勇 Anders项勇 2021-01-11 23:12:47
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步骤1 步骤1
小组方案讲评及优化

1课时。(1. 每个小组派出代表上台10分钟宣讲并演示自己小组的方案,讲解本小组的编程思路、代码实现、展示程序对模型的控制效果、说明编程方案独特的优点。着重讲解项目都碰到了哪些问题,后面怎么用TRIZ发明理论发明原理或其他方法解决的2.老师进行对各小组方案进行总结评估3.让大家头脑风暴评估各个方案还有哪些可以优化的地方,想想还能加上哪些功能4.老师评估各个优化方案的可行性5.各个小组对各自方案进行后续优化)(采用集中宣讲模式)

步骤2 步骤2
项目的过程性评价量表
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步骤3 步骤3
学生的学案:

 学习目标: 

a) 在火警巡线无人机的项目中学会利用TRIZ发明理论发明原理自我发现问题、提出解决方法,并分解复杂任务、合理安排任务时间、完成复杂任务、优化作品的全过程。 

b) 建立图形化软硬件编程的知识体系。 

c) 了解RoboMaster TT无人机、RoboMaster TT传感器套件的功能及基本使用方法。 

d) 通过自己小组制作的火警巡线无人机功为制作有实用价值的火警巡线无人机提供功能验证。 

 知识构成: 基础背景知识: 

a) 熟悉scratch、mind+图形化编程,了解基本编程思维。 

b) 初步了解mind+硬件编程和各类传感器的功能作用。 基本线索知识:

 a) 产品开发过程,发现问题、提出解决方法、分解复杂任务、合理安排任务时间、完成复杂任务、优化作品的全过程认知体系。 

b) 软、硬件编程的思维逻辑。 

c) TRIZ发明理论的发明原理。  

 重难点分析:

 a) 对发现身边社会生活中问题的技能还欠缺,有待不断练习、提高。

 b) 对真实产品的开发还没概念,通过本项目做基本了解,并可在纸面模拟发现其他生活中的问题,参考本项目规划实施,多做练习建立产品开发的知识认知体系。 

c) 对编程还缺乏整体的功能规划,通过展示的不同小组的编程实现代码案例比较整体规划的作用,并进行实践。 

d) 对TRIZ发明理论的发明原理还缺乏真正理解,应用起来也很生涩,在小组项目实践中碰到问题时可放慢速度,积极实践TRIZ发明理论,充分理解、领会发明原理。 

 学习方法: 

a) 独立思考,小组讨论时先独立思考后头脑风暴,锻炼自己的思维能力。 

b) 把背景知识先巩固好。 

c) 课后多观察生活,发现生活中的问题,锻炼自己发现问题的能力。

 d) 针对生活中的问题使用TRIZ发明理论的发明原理提出自己的解决方案,分解复杂问题,多做这些练习。 

e) 通过小练习锻炼自己的对RoboMaster TT无人机和传感器、以及软硬件编程的理解。 

 学前反思: 

a) 自己的知识体系的优缺点。 

b) 对社会生活的观察敏感度是否足够? 

c) 对一个产品开发我目前的认知是什么? 

d) 对软硬件编程掌握的够不够? 

e) 对STEAM的五个维度的认知程度。

 f) 对TRIZ发明理论的多个常用发明原理的理解程度。 

 学习过程: 

a) 认真思火警巡线无人机的结构、原理,到网上查询资料。 

b) RoboMaster TT无人机、扩展板控制器、传感器功能分析、线路布线研究规划。

 c) 编程整体规划,模块划分,单独验证传感器的功能。编程完成后测试整个作品。 

d) 通过查询资料比较还有哪些可以优化的地方,以及其是否具有可行性。

 e) 碰到问题积极尝试使用TRIZ发明理论的发明原理去解决。 

 同步练习: 

a) 练习分析生活中的问题,使用TRIZ发明理论的发明原理,提出可行性问题解决方案。 

b) 练习单独每个传感器的编程功能、特点。 

c) 思考把复杂问题分解的方法,并用日常问题去进行测试验证。 

自我测评:

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步骤4 步骤4
项目的终结性评价:
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步骤5 步骤5
教学样例项目汇报展示方案

【成品展示介绍】

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【作品功能】 注:教学样例项目内容在课程刚开始时不要展示给学生,只给学生一些项目框架性的子任务要求,比如分成几个功能模块,让学生保持开放性思考。教学样例在项目总结阶段再进行宣讲,并结合各个项目小组的方案进行讲解。让学生可以对自己小组项目与样例项目进行比照学习。  

本项目作品的功能:通过RoboMaster TT无人机上架设的二哈识图使用相对坐标进行森林巡迹飞行(模拟GPS固定线路巡视飞行),如果发现疑似火焰的颜色立即抵近、降低到一定高度悬停,使用火焰传感器进一步判断是否是火情。如果是就让扩展板LED灯光闪烁,并把二哈识图算法切换到分类识别模式,识别是否是人为纵火,看附近有没有人,同时截图拍照存储在SD卡取证,并发送报警信息给远端。

步骤6 步骤6
后测设计:
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步骤7 步骤7
项目评价:

本项目通过引导学习者发现森林火灾造成的巨大灾难,树立制造一个火警巡线无人机模型的项目目标。项目通过STEAM的五个角度,科学(Science) 、技术(Technology) 、工程(Engineering)、艺术(Art)和数学(Math)的各项知识在项目中的渗透结合,完整地让学生使用TRIZ发明理论的发明原理自我发现问题、提出解决方法,并学会分解复杂任务、合理安排任务时间、完成复杂任务、优化作品的全过程。通过项目让学生在对STEAM科学、技术、工程、艺术、数学在项目中的综合应用建立了对项目开发的科学认知体系、对编程思维的整体认知体系、对问题解决的发明认知体系等,并解决了生活中的实际问题。

步骤8 步骤8
项目实施反思:

1.后续更可以通过开放式引导思维,无固定目标引导学生思考分析生活问题,表决进行选题作为项目目标作品。 

2.老师与学生一起使用TRIZ发明理论的发明原理研究问题、分解问题,并安排计划、完成任务、优化作品。这样比预设题目更能让学生感受到真实感、成就感。 

3.而各个小组可以在同一目标下选择自己的不同解决方案,然后进行最终的比较评分,发挥各个小组的思维开放性,老师只在实施过程中起引导作用,在学生能顺利进行的时候不做过多干预。 

4.STEAM的思维要自然地贯穿于整个项目的实施当中,而不能去僵硬地为完成任务而完成。

Makelog作者原创文章,未经授权禁止转载。
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