智能护眼看书器

马强

教学背景

据国家权威部门统计，2018年我国近视的人数超过了4.8亿，并呈现发病率增高和低龄化趋势，其中，城市中小学生近视的患病率高达71%，农村中小学生的近视率虽然没有这么高，但也超过了50%。先天性近视固然存在，但很多人近视的原因在于平时不良的用眼习惯。针对中小学生存在的错误的用眼习惯、错误的学习姿势等问题，我引导学生设计了一款智能护眼看书器，用来纠正学生的错误坐姿，督促他们养成良好的用眼习惯，保护学生的视力。

教学目标

1.掌握乐高积木各部分的特点及用途，并能搭建出智能护眼看书器的结构。

2.能用乐高EV3编程软件编写出智能护眼看书器的程序，实现基本的护眼功能。

3.通过制作智能护眼看书器，养成良好的用眼习惯，能够保护好自己的视力。

教学重点与难点

教学重点 能用乐高积木搭建智能护眼看书器，能用乐高EV3编程软件完成相关程序编写。

教学难点 能用乐高EV3编程软件编写智能护眼看书器程序。

教学方法

教学演示法、任务驱动法、小组合作探究法。

教学过程

一、激趣导入

师：首先请大家观看一段视频，思考一下：我国中小学生视力情况如何？造成我国中小学生视力下降的原因是什么？为了保护视力，我们应该注意什么？

（预设：我国中小学生视力情况不容乐观，近视率逐年上升;错误的学习习惯、错误的用眼习惯是造成中小学生视力下降的主要原因;为了保护视力，我们要养成良好的学习习惯，科学用眼，注意保护好眼睛。）

师：请同学们回忆一下，我们以前学习过的乐高积木大体上分为几种类型？如果让你们动手制作一个智能护眼看书器，你想让它实现什么样的功能？

（预设：通过以前的学习，我们知道乐高积木大体分为梁、片、块、轴、销五部分;我们想让它实现自动翻书、智能矫正看书姿势等功能。）

二、外形设计与制作

师：大家刚才回答得都非常好，看来大家对乐高积木的分类及其功能都有了很深入的了解。如果想要实现刚才大家说的自动翻书、智能矫正看书坐姿这些功能，该如何设计这款智能护眼看书器的结构呢？请大家在小组内相互讨论一下，讨论完成之后就可以开始自己的创作。

（预设：用传感器感测智能护眼看书器与读者之间的距离，用乐高积木设计一个可以放书的地方，方便读者阅读。）

学生小组合作设计智能护眼看书器的外形，并动手搭建，如图1。

师：大家刚才制作得都非常认真，下边请一位同学上来给大家展示一下自己的作品，并简单地介绍一下自己的设计思路及作品功能。

（学生学习制作并分享制作过程，约20分钟。）

三、程序设计

师：刚才同学们展示了自己小组的智能护眼看书器的外形制作过程，那么，接下来请同学们考虑一下，要想实现自动翻书、智能矫正看书姿势等功能，仅仅靠我们搭建起来的外形结构，可以实现吗？

（预设：不能实现。）

师：实现自动翻书、智能矫正看书姿势这些功能，就要用到乐高EV3编程软件了。下面请大家小组内相互讨论一下，如何编写自己的程序，实现上述的这些功能。

学生思考讨论，并尝试设计程序。

师：首先用流程控制中的开始，然后用中型电机编程带动乐高EV3编程软件转动，用触动传感器实现手动翻页效果，如图2;再用流程控制中的等待命令实现自动翻页功能，如图3。然后我们用超声波传感器来感测读者与书本间的距离，如图4。还可以用颜色传感器实现智能补光效果，用循环命令实现多次自动翻书的效果，如图5。

（学生自主设计程序，完善作品，教师巡回指导，约10分钟。）

四、交流展示

师：有些小组已经完成了作品，他们的智能护眼看书器都有哪些特点呢？下面请第一小组的同学展示一下。

（学生分组依次展示作品，约2分钟。）

师：第一组同学做了一个可以自动翻页、智能矫正读书姿势的智能护眼看书器，可以满足监督使用者科学用眼的需要。第二组同学制作了一个既可以自动翻页，也可以手动翻页，还可以智能矫正读书姿势的智能护眼看书器。因为他们发现，每个人读书的速度是不一样的，同一个人读完每一页的时间也可能不同，所以进行了改进。如图6。

五、拓展延伸

师：刚才大家的分享都非常精彩，老师为大家能有这么优秀的创意感到骄傲。请大家想一想，你们设计的智能护眼看书器有没有不足之处？你打算在哪些方面做一下改进，让它变得更完美？

（预设：我们小组设计的智能护眼看书器只适用于特定尺寸的书籍，并不能适用于所有书籍，下一步要进行改进，提高它的通用性，让它适用于所有书籍;我们设计的这款智能护眼看书器不能自动感测光线，下一步要添加颜色传感器，让它在外界光线太暗时，可以自动进行补光。）

师：这位同学补充得非常好，课下希望大家能够继续努力，将自己的作品再完善一下，爭取做到最好。还可以将自己完善后的作品带到课堂中，让同学们试用一下。如图7。

六、课堂小结

师：同学们，愉快的创新课马上就要结束了，回想一下今天这节课，你都学会了哪些知识？

（预设：我学会了如何用乐高积木搭建智能护眼看书器基本框架结构，还学会了如何用乐高EV3编程软件设计程序，学到了如何保护视力，怎么养成科学的用眼习惯，我以后要好好地爱护眼睛，也要提醒周围的同学爱护自己的眼睛。）

师：刚才这位同学说得非常好，这节课我们学到了很多知识。我们不仅要好好学习，还要保护好自己的眼睛，平常要做好眼保健操，听老师的话，养成正确的用眼习惯，定期进行视力检测。

教学反思

本节课教学内容较多，对学生的要求比较高，整节课教学节奏较快，导致有些学生可能对教学内容没有完全理解。以后教学可以减少一些教学内容，进行分层次教学，设置一些简单易懂的知识给基础薄弱的学生。另外，学生掌握的基础知识宽度和广度还比较有限，导致他们设计的智能护眼看书器功能比较简单，只适用于固定尺寸的书籍，接下来要继续修改完善，争取设计出更加完美的作品。