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3.1常见的开源硬件教学设计2023—2024学年浙教版（2019）高中信息技术选修6

学校

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课时

授课班级

授课地点

教具

课程基本信息

1.课程名称：3.1常见开源硬件教学

2.教学年级和班级：高中二年级信息技术选修6班

3.授课时间：2023-2024学年第二学期，第4周

4.教学时数：2课时（90分钟）

课程设计内容：

第一课时：

1.导入新课（10分钟）

-回顾上节课内容，简要介绍开源硬件的基本概念。

-提问方式引导学生思考生活中常见的开源硬件及其应用。

2.理论讲解（20分钟）

-介绍Arduino、RaspberryPi等常见开源硬件的原理、特点及使用场景。

-结合课本内容，讲解开源硬件与信息技术的关系。

3.案例分析（15分钟）

-分析课本中提到的开源硬件项目案例，如智能家居、智能车等。

-讨论开源硬件在实际应用中的优势和挑战。

第二课时：

1.实践操作（35分钟）

-学生分组，每组选择一种开源硬件进行实践操作。

-教师指导学生完成基础编程和电路连接，实现一个简单的项目。

2.作品展示与评价（10分钟）

-各小组展示自己的作品，分享实践经验。

-学生互评，教师总结评价，强调开源硬件的创新性和实用性。

3.课堂小结（10分钟）

-教师总结本节课的重点内容，强调开源硬件在信息技术领域的重要性。

-鼓励学生在课后继续探索开源硬件，发挥创新精神。

4.课后作业（课后自主完成）

-学生根据课堂实践，撰写一篇关于开源硬件的小论文或制作一个开源硬件项目报告。

-提交至教师邮箱，以便教师了解学生学习情况。

核心素养目标

本节课旨在培养学生以下核心素养：信息素养、创新素养、团队协作素养。通过学习开源硬件的基本概念、原理及应用，提高学生对信息技术的理解和应用能力，增强信息素养。在实践操作环节，鼓励学生发挥创新精神，自主设计并实现简单的开源硬件项目，提升创新素养。同时，以小组合作形式进行项目实践，培养学生的团队协作能力，促进团队协作素养的形成。通过本节课的学习，使学生能够掌握开源硬件的基本知识，激发对信息技术领域的兴趣，为未来进一步学习和发展奠定基础。

学习者分析

1.学生已经掌握了相关知识：学生在前期课程中学习了计算机基础、编程语言入门等知识，对信息技术有一定的了解和认识。此外，学生还掌握了基本的电路原理和电子元件知识，为学习开源硬件奠定了基础。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：高中阶段的学生对新鲜事物充满好奇，对实践性强的课程内容有较高的兴趣。他们对信息技术领域具有一定的探索欲望，具备一定的动手操作能力。在学习风格上，学生更倾向于合作学习，喜欢与同伴一起探讨、解决问题。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习开源硬件过程中，学生可能会遇到以下困难和挑战：（1）对开源硬件的种类和特性了解不足，难以选择合适的项目进行实践；（2）在编程和电路连接方面，可能存在一定的难度，需要教师耐心指导；（3）团队协作过程中，可能会出现沟通不畅、分工不明确等问题，影响项目进度和效果。

针对以上学习者分析，教师应充分关注学生的个体差异，提供有针对性的指导，激发学生的学习兴趣，帮助他们克服困难，提高实践能力。同时，注重培养学生的团队协作素养，提高他们解决问题的能力。

教学资源

1.硬件资源：

-Arduino开发板

-RaspberryPi开发板

-基础电子元件（如LED灯、电阻、电容等）

-传感器模块（如温度传感器、光线传感器等）

-连接线、面包板等实验工具

2.软件资源：

-ArduinoIDE

-RaspberryPi操作系统

-信息技术课程相关软件（如编程软件、电路设计软件等）

3.课程平台：

-学校信息技术课程平台

-教室多媒体教学系统

4.信息化资源：

-课本配套电子资源

-开源硬件项目案例库

-在线编程教程和电路图参考资料

5.教学手段：

-课堂讲授

-实践操作

-小组合作学习

-作品展示与评价

-课后自主学习指导

教学实施过程

1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过学校信息技术课程平台，发布关于开源硬件基本概念的PPT和视频资料，明确预习目标和要求。

-设计预习问题：围绕开源硬件的定义和应用，设计问题，如“开源硬件的特点是什么？”“你知道哪些开源硬件项目？”

-监控预习进度：通过平台统计数据和学生的线上提问，监控预习进度，确保学生为课堂学习做好准备。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生按照要求，自主阅读资料，理解开源硬件的基本概念。

-思考预习问题：学生对预习问题进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：学生将预习笔记、问题等提交至课程平台。

教学方法/手段/