第1章开源硬件及其特征1.2开源硬件的发展 -高中教学同步《信息技术人工-开源硬件项目设计》(教案）（人教-中图版2019）.docx

第1章开源硬件及其特征1.2开源硬件的发展-高中教学同步《信息技术人工-开源硬件项目设计》(教案）（人教-中图版2019）

授课内容

授课时数

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授课时间

设计思路

结合高中学生的认知水平及《信息技术人工-开源硬件项目设计》教材特点，本节课以开源硬件的发展为线索，通过引导学生回顾开源硬件的起源、发展历程及其重要事件，使学生理解开源硬件的定义、特点及其在现实生活中的应用。课程设计注重理论与实践相结合，通过案例分析、小组讨论等方式，激发学生兴趣，培养学生的创新意识和实践能力。

核心素养目标

培养学生信息意识，能够关注开源硬件的发展趋势及其对社会的影响；提升计算思维，通过分析开源硬件项目案例，锻炼逻辑思维与问题解决能力；增强信息社会责任感，理解开源硬件在推动创新和共享中的作用，并能够遵循开源社区的规范和伦理。

学习者分析

1.学生已经掌握了计算机基础知识和简单的电子电路原理，对编程有一定的了解，能够使用基础的编程工具。

2.高中阶段的学生对新技术充满好奇，喜欢动手实践，具备一定的逻辑思维能力和团队合作能力。他们的学习风格倾向于直观、互动和体验式学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战包括：对开源硬件的概念理解不深，难以将理论知识与实际操作相结合；在项目设计过程中可能会遇到技术难题，需要指导和同伴互助；同时，开源社区的规范和伦理对于他们来说可能是一个新的领域，需要时间去适应和理解。

教学资源准备

1.教材：《信息技术人工-开源硬件项目设计》人教-中图版2019教材，确保每位学生一份。

2.辅助材料：搜集开源硬件发展历程的相关文档、图片，以及开源硬件项目的视频案例。

3.实验器材：准备开源硬件开发板、连接线、传感器等实验材料，确保数量充足且安全可靠。

4.教室布置：划分小组讨论区域，设置实验操作台，提供必要工具和参考资料。

教学过程设计

1.导入环节（用时5分钟）

-创设情境：展示开源硬件在现实中的应用案例，如3D打印机、智能家居系统等。

-提出问题：询问学生是否了解这些设备的运作原理，以及它们对日常生活的影响。

-学生思考并回答，教师引导学生关注开源硬件的特点。

2.讲授新课（用时20分钟）

-简介开源硬件：介绍开源硬件的定义、发展历程及其与常规硬件的区别。

-特征讲解：详细讲解开源硬件的开放性、模块化、可定制性等特征。

-案例分析：通过具体项目案例，讲解开源硬件如何实现创新设计。

-核心素养融入：强调开源硬件在培养信息意识、计算思维和信息社会责任感方面的作用。

3.师生互动环节（用时10分钟）

-分组讨论：学生分成小组，讨论开源硬件的优点和可能面临的挑战。

-分享展示：每组选代表分享讨论成果，其他小组成员进行补充或提问。

-教师点评：教师对学生的讨论进行点评，指出亮点和需要改进的地方。

4.巩固练习（用时5分钟）

-实践操作：学生利用开源硬件开发板，进行简单的编程和硬件连接练习。

-快速问答：教师提出与开源硬件相关的问题，学生快速回答，检验学习效果。

5.课堂总结（用时2分钟）

-教师总结本节课的主要内容，强调开源硬件的重要性和应用前景。

-学生反馈：学生分享本节课的学习心得和疑问，教师解答。

6.作业布置（用时3分钟）

-布置课后作业：要求学生查阅资料，了解一个开源硬件项目，并撰写简短的分析报告。

整个教学过程注重师生互动，通过情境创设、案例分析、分组讨论等多样化教学手段，激发学生的学习兴趣，帮助他们理解和掌握开源硬件的相关知识，同时培养学生的核心素养和能力。

学生学习效果

学生在完成本节课的学习后，应取得以下效果：

1.知识理解：学生能够准确描述开源硬件的定义、发展历程及其特征，理解开源硬件与传统硬件的区别。

2.技能掌握：学生能够使用开源硬件开发板进行基本的编程和硬件连接，实现简单的功能。

3.思维发展：学生能够通过分析开源硬件项目案例，运用计算思维解决问题，提出创新的解决方案。

4.核心素养提升：

-信息意识：学生能够关注开源硬件的发展趋势，理解其在社会中的角色和影响。

-计算思维：学生能够通过实际操作，锻炼逻辑思维和问题解决能力，形成科学的计算思维模式。

-信息社会责任感：学生能够理解开源硬件在推动创新和共享中的作用，遵循开源社区的规范和伦理。

5.学习态度：学生对开源硬件充满兴趣，积极参与课堂讨论和实践活动，表现出主动学习和探索的精神。

6.应用能力：学生能够将所学知识应用于实际项目中，如设计简单的开源硬件应用，提高实践能力。

7.团队合作：在分组讨论和实验操作中，学生能够有效地与同伴合作，共同完成任务，提升团队合作能力。

8.自主学习：学生能够在课后自主查阅资料，深入研究开源硬件项目，撰写分析报告，培养自主学习能力