第8课 可调灯-高中信息技术Arduino开源硬件系列课程教学设计.docx

第8课可调灯-高中信息技术Arduino开源硬件系列课程教学设计

学校

授课教师

课时

授课班级

授课地点

教具

教材分析

《第8课可调灯-高中信息技术Arduino开源硬件系列课程教学设计》以Arduino开源硬件为载体，深入浅出地引导学生探索数字输出控制原理。本课内容紧密联系课本，围绕Arduino基础编程、电路设计与搭建，侧重于实践操作。通过可调灯项目，学生能够掌握PWM控制原理，学会利用Arduino对LED灯亮度进行调节，将理论知识与实际应用相结合，提高学生的信息技术素养和创新能力。

核心素养目标

本课程旨在培养学生以下核心素养：创新意识与问题解决能力，通过Arduino编程与电路搭建，使学生能够自主探究可调灯的实现原理，掌握PWM技术，并应用于实际电路中。强化信息技术应用能力，让学生在实践中学会分析问题、设计解决方案，提高动手操作与团队协作能力。同时，注重培养学生对工程伦理的认识，理解技术发展对社会生活的影响，提升社会责任感。

学习者分析

1.学生已掌握了Arduino的基础编程知识，熟悉简单的电路连接和基础的电子元件使用，了解数字I/O口的基本操作。

2.学生对信息技术和电子制作有较高的兴趣，具备一定的逻辑思维和问题解决能力，喜欢通过实践操作来学习新知识。他们的学习风格偏向于探究式和合作式学习。

3.在本课程中，学生可能遇到的困难和挑战包括：对PWM技术原理的理解，将理论知识应用到实际电路调节中；在编程过程中遇到bug的调试和解决；以及在设计可调灯电路时，对电路安全性和可靠性的把握。此外，学生可能在团队协作中面临沟通和分工的挑战。

教学资源

1.硬件资源：Arduino开发板、LED灯、电阻、面包板、导线、直流电源。

2.软件资源：ArduinoIDE编程软件、电路仿真软件（如Fritzing）。

3.课程平台：学校信息技术教学平台，支持课程资料共享、作业提交及反馈。

4.信息化资源：电子教材、教学视频、PPT课件、在线编程指导文档。

5.教学手段：讲授、演示、小组合作、实验操作、作品展示、讨论与反馈。

教学过程设计

1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对可调灯的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道可调灯是什么吗？它与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于可调灯的图片和应用场景，让学生初步感受可调灯的实用性。

简短介绍可调灯的基本概念和它在智能家居中的重要性，为接下来的学习打下基础。

2.可调灯基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解可调灯的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解可调灯的定义，包括其使用Arduino进行控制的主要原理。

详细介绍Arduino的PWM（脉冲宽度调制）功能，使用图表或示意图帮助学生理解PWM如何控制LED灯亮度。

通过实例，展示如何使用Arduino编写程序来控制LED灯的亮度，让学生更好地理解可调灯的实际应用。

3.可调灯案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解可调灯的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的可调灯案例进行分析，如智能家居照明系统、环境氛围灯等。

详细介绍每个案例的背景、技术特点和实际应用，让学生全面了解可调灯的多样性。

引导学生思考这些案例对实际生活的影响，以及如何应用可调灯解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论可调灯的未来发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与可调灯相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对可调灯的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调可调灯的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括可调灯的基本概念、PWM控制原理、案例分析等。

强调可调灯在现实生活和学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用信息技术。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于可调灯的设计思路或报告，以巩固学习效果。

学生学习效果

1.知识与技能：

-掌握了可调灯的基本概念及其在智能家居中的应用。

-理解了Arduino的PWM技术原理，学会了如何使用PWM控制LED灯的亮度。

-学会了使用ArduinoIDE编程软件编写简单的控制程序，实现了对LED灯亮度的调节。

-通过案例分析，了解了可调灯在不