智能護(hù)眼看書(shū)器

馬強(qiáng)

教學(xué)背景

據(jù)國(guó)家權(quán)威部門(mén)統(tǒng)計(jì)，2018年我國(guó)近視的人數(shù)超過(guò)了4.8億，并呈現(xiàn)發(fā)病率增高和低齡化趨勢(shì)，其中，城市中小學(xué)生近視的患病率高達(dá)71%，農(nóng)村中小學(xué)生的近視率雖然沒(méi)有這么高，但也超過(guò)了50%。先天性近視固然存在，但很多人近視的原因在于平時(shí)不良的用眼習(xí)慣。針對(duì)中小學(xué)生存在的錯(cuò)誤的用眼習(xí)慣、錯(cuò)誤的學(xué)習(xí)姿勢(shì)等問(wèn)題，我引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)了一款智能護(hù)眼看書(shū)器，用來(lái)糾正學(xué)生的錯(cuò)誤坐姿，督促他們養(yǎng)成良好的用眼習(xí)慣，保護(hù)學(xué)生的視力。

教學(xué)目標(biāo)

1.掌握樂(lè)高積木各部分的特點(diǎn)及用途，并能搭建出智能護(hù)眼看書(shū)器的結(jié)構(gòu)。

2.能用樂(lè)高EV3編程軟件編寫(xiě)出智能護(hù)眼看書(shū)器的程序，實(shí)現(xiàn)基本的護(hù)眼功能。

3.通過(guò)制作智能護(hù)眼看書(shū)器，養(yǎng)成良好的用眼習(xí)慣，能夠保護(hù)好自己的視力。

教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn) 能用樂(lè)高積木搭建智能護(hù)眼看書(shū)器，能用樂(lè)高EV3編程軟件完成相關(guān)程序編寫(xiě)。

教學(xué)難點(diǎn) 能用樂(lè)高EV3編程軟件編寫(xiě)智能護(hù)眼看書(shū)器程序。

教學(xué)方法

教學(xué)演示法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、小組合作探究法。

教學(xué)過(guò)程

一、激趣導(dǎo)入

師：首先請(qǐng)大家觀(guān)看一段視頻，思考一下：我國(guó)中小學(xué)生視力情況如何？造成我國(guó)中小學(xué)生視力下降的原因是什么？為了保護(hù)視力，我們應(yīng)該注意什么？

（預(yù)設(shè)：我國(guó)中小學(xué)生視力情況不容樂(lè)觀(guān)，近視率逐年上升;錯(cuò)誤的學(xué)習(xí)習(xí)慣、錯(cuò)誤的用眼習(xí)慣是造成中小學(xué)生視力下降的主要原因;為了保護(hù)視力，我們要養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，科學(xué)用眼，注意保護(hù)好眼睛。）

師：請(qǐng)同學(xué)們回憶一下，我們以前學(xué)習(xí)過(guò)的樂(lè)高積木大體上分為幾種類(lèi)型？如果讓你們動(dòng)手制作一個(gè)智能護(hù)眼看書(shū)器，你想讓它實(shí)現(xiàn)什么樣的功能？

（預(yù)設(shè)：通過(guò)以前的學(xué)習(xí)，我們知道樂(lè)高積木大體分為梁、片、塊、軸、銷(xiāo)五部分;我們想讓它實(shí)現(xiàn)自動(dòng)翻書(shū)、智能矯正看書(shū)姿勢(shì)等功能。）

二、外形設(shè)計(jì)與制作

師：大家剛才回答得都非常好，看來(lái)大家對(duì)樂(lè)高積木的分類(lèi)及其功能都有了很深入的了解。如果想要實(shí)現(xiàn)剛才大家說(shuō)的自動(dòng)翻書(shū)、智能矯正看書(shū)坐姿這些功能，該如何設(shè)計(jì)這款智能護(hù)眼看書(shū)器的結(jié)構(gòu)呢？請(qǐng)大家在小組內(nèi)相互討論一下，討論完成之后就可以開(kāi)始自己的創(chuàng)作。

（預(yù)設(shè)：用傳感器感測(cè)智能護(hù)眼看書(shū)器與讀者之間的距離，用樂(lè)高積木設(shè)計(jì)一個(gè)可以放書(shū)的地方，方便讀者閱讀。）

學(xué)生小組合作設(shè)計(jì)智能護(hù)眼看書(shū)器的外形，并動(dòng)手搭建，如圖1。

師：大家剛才制作得都非常認(rèn)真，下邊請(qǐng)一位同學(xué)上來(lái)給大家展示一下自己的作品，并簡(jiǎn)單地介紹一下自己的設(shè)計(jì)思路及作品功能。

（學(xué)生學(xué)習(xí)制作并分享制作過(guò)程，約20分鐘。）

三、程序設(shè)計(jì)

師：剛才同學(xué)們展示了自己小組的智能護(hù)眼看書(shū)器的外形制作過(guò)程，那么，接下來(lái)請(qǐng)同學(xué)們考慮一下，要想實(shí)現(xiàn)自動(dòng)翻書(shū)、智能矯正看書(shū)姿勢(shì)等功能，僅僅靠我們搭建起來(lái)的外形結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)嗎？

（預(yù)設(shè)：不能實(shí)現(xiàn)。）

師：實(shí)現(xiàn)自動(dòng)翻書(shū)、智能矯正看書(shū)姿勢(shì)這些功能，就要用到樂(lè)高EV3編程軟件了。下面請(qǐng)大家小組內(nèi)相互討論一下，如何編寫(xiě)自己的程序，實(shí)現(xiàn)上述的這些功能。

學(xué)生思考討論，并嘗試設(shè)計(jì)程序。

師：首先用流程控制中的開(kāi)始，然后用中型電機(jī)編程帶動(dòng)樂(lè)高EV3編程軟件轉(zhuǎn)動(dòng)，用觸動(dòng)傳感器實(shí)現(xiàn)手動(dòng)翻頁(yè)效果，如圖2;再用流程控制中的等待命令實(shí)現(xiàn)自動(dòng)翻頁(yè)功能，如圖3。然后我們用超聲波傳感器來(lái)感測(cè)讀者與書(shū)本間的距離，如圖4。還可以用顏色傳感器實(shí)現(xiàn)智能補(bǔ)光效果，用循環(huán)命令實(shí)現(xiàn)多次自動(dòng)翻書(shū)的效果，如圖5。

（學(xué)生自主設(shè)計(jì)程序，完善作品，教師巡回指導(dǎo)，約10分鐘。）

四、交流展示

師：有些小組已經(jīng)完成了作品，他們的智能護(hù)眼看書(shū)器都有哪些特點(diǎn)呢？下面請(qǐng)第一小組的同學(xué)展示一下。

（學(xué)生分組依次展示作品，約2分鐘。）

師：第一組同學(xué)做了一個(gè)可以自動(dòng)翻頁(yè)、智能矯正讀書(shū)姿勢(shì)的智能護(hù)眼看書(shū)器，可以滿(mǎn)足監(jiān)督使用者科學(xué)用眼的需要。第二組同學(xué)制作了一個(gè)既可以自動(dòng)翻頁(yè)，也可以手動(dòng)翻頁(yè)，還可以智能矯正讀書(shū)姿勢(shì)的智能護(hù)眼看書(shū)器。因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)，每個(gè)人讀書(shū)的速度是不一樣的，同一個(gè)人讀完每一頁(yè)的時(shí)間也可能不同，所以進(jìn)行了改進(jìn)。如圖6。

五、拓展延伸

師：剛才大家的分享都非常精彩，老師為大家能有這么優(yōu)秀的創(chuàng)意感到驕傲。請(qǐng)大家想一想，你們?cè)O(shè)計(jì)的智能護(hù)眼看書(shū)器有沒(méi)有不足之處？你打算在哪些方面做一下改進(jìn)，讓它變得更完美？

（預(yù)設(shè)：我們小組設(shè)計(jì)的智能護(hù)眼看書(shū)器只適用于特定尺寸的書(shū)籍，并不能適用于所有書(shū)籍，下一步要進(jìn)行改進(jìn)，提高它的通用性，讓它適用于所有書(shū)籍;我們?cè)O(shè)計(jì)的這款智能護(hù)眼看書(shū)器不能自動(dòng)感測(cè)光線(xiàn)，下一步要添加顏色傳感器，讓它在外界光線(xiàn)太暗時(shí)，可以自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)光。）

師：這位同學(xué)補(bǔ)充得非常好，課下希望大家能夠繼續(xù)努力，將自己的作品再完善一下，爭(zhēng)取做到最好。還可以將自己完善后的作品帶到課堂中，讓同學(xué)們?cè)囉靡幌?。如圖7。

六、課堂小結(jié)

師：同學(xué)們，愉快的創(chuàng)新課馬上就要結(jié)束了，回想一下今天這節(jié)課，你都學(xué)會(huì)了哪些知識(shí)？

（預(yù)設(shè)：我學(xué)會(huì)了如何用樂(lè)高積木搭建智能護(hù)眼看書(shū)器基本框架結(jié)構(gòu)，還學(xué)會(huì)了如何用樂(lè)高EV3編程軟件設(shè)計(jì)程序，學(xué)到了如何保護(hù)視力，怎么養(yǎng)成科學(xué)的用眼習(xí)慣，我以后要好好地愛(ài)護(hù)眼睛，也要提醒周?chē)耐瑢W(xué)愛(ài)護(hù)自己的眼睛。）

師：剛才這位同學(xué)說(shuō)得非常好，這節(jié)課我們學(xué)到了很多知識(shí)。我們不僅要好好學(xué)習(xí)，還要保護(hù)好自己的眼睛，平常要做好眼保健操，聽(tīng)老師的話(huà)，養(yǎng)成正確的用眼習(xí)慣，定期進(jìn)行視力檢測(cè)。

教學(xué)反思

本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容較多，對(duì)學(xué)生的要求比較高，整節(jié)課教學(xué)節(jié)奏較快，導(dǎo)致有些學(xué)生可能對(duì)教學(xué)內(nèi)容沒(méi)有完全理解。以后教學(xué)可以減少一些教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行分層次教學(xué)，設(shè)置一些簡(jiǎn)單易懂的知識(shí)給基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生。另外，學(xué)生掌握的基礎(chǔ)知識(shí)寬度和廣度還比較有限，導(dǎo)致他們?cè)O(shè)計(jì)的智能護(hù)眼看書(shū)器功能比較簡(jiǎn)單，只適用于固定尺寸的書(shū)籍，接下來(lái)要繼續(xù)修改完善，爭(zhēng)取設(shè)計(jì)出更加完美的作品。