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六年级树莓派机器人编程课3闪亮的灯（教学设计）

主备人

备课成员

课程基本信息

1.课程名称：六年级树莓派机器人编程课——3闪亮的灯

2.教学年级和班级：六年级（1）班

3.授课时间：2023年11月15日，星期三，第3节课

4.教学时数：1课时

核心素养目标

1.培养学生运用逻辑思维进行编程解决问题的能力，通过设计电路和控制程序使LED灯闪烁，增强学生的实践操作技能。

2.引导学生理解电子元件的工作原理，提升对信息技术和物理学科的综合运用能力。

3.培养学生的创新意识和团队协作精神，鼓励在完成基本任务后进行创意拓展，共同探讨并实现个性化照明效果。

教学难点与重点

1.教学重点

-树莓派的基础操作与编程环境搭建：使学生能够熟练地连接树莓派，安装并使用编程软件，例如Python和GPIO库。

-LED灯的电路连接：教授学生如何正确识别和使用电路元件，如LED灯、电阻和面包板，以及如何安全地连接电路。

-编程控制LED灯闪烁：通过编写简单的Python代码，让学生学会控制LED灯的亮与灭，实现基本的闪烁效果。

例如，重点之一是让学生理解并能够使用以下代码片段来控制LED灯：

```python

importRPi.GPIOasGPIO

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(17,GPIO.OUT)

GPIO.output(17,GPIO.HIGH)

GPIO.sleep(1)

GPIO.output(17,GPIO.LOW)

GPIO.sleep(1)

```

2.教学难点

-电路连接的准确性：学生在连接电路时可能会出现错误，如将正负极接反，或者连接不牢固，导致LED灯不亮或者损坏。

-理解代码与硬件之间的映射关系：学生可能难以理解代码中的GPIO编号与实际物理引脚之间的关系，以及如何通过代码控制硬件。

-排错与问题解决：当LED灯不按预期闪烁时，学生需要学会使用调试工具和方法来识别和解决问题。

例如，难点之一是学生可能会遇到LED灯不亮的情况，需要指导他们检查以下方面：

-电路连接是否正确，有无短路或断路。

-代码中的GPIO编号是否与实际连接的引脚对应。

-是否正确设置了GPIO的模式和输出状态。

学具准备

多媒体

课型

新授课

教法学法

讲授法

课时

第一课时

步骤

师生互动设计

二次备课

教学资源准备

1.教材：提前为学生准备《树莓派编程入门》教材，确保每位学生都有。

2.辅助材料：准备相关的编程代码示例、电路图示例，以及教学视频。

3.实验器材：每人一套树莓派开发板、LED灯、电阻、面包板和连接线，确保所有设备经过安全检测。

4.教室布置：将教室分为实验操作区和讨论区，确保每个学生都能清晰看到演示，方便操作和交流。

教学过程设计

1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对树莓派机器人编程课的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道树莓派吗？它在机器人编程中有什么作用？”

展示一些关于树莓派编程的图片或视频片段，让学生初步感受树莓派编程的魅力或特点。

简短介绍树莓派的基本概念、在机器人编程中的重要性，为接下来的学习打下基础。

2.树莓派基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解树莓派的基本概念、组成部分和编程原理。

过程：

讲解树莓派的定义，包括其主要硬件组成元素。

详细介绍树莓派在编程中的使用，如GPIO库的调用、编程环境的搭建。

3.闪亮的灯案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解树莓派控制LED灯的编程过程。

过程：

选择几个典型的LED灯控制案例进行分析，如简单的闪烁、不同频率的闪烁等。

详细介绍每个案例的编程步骤、代码逻辑和实际操作。

引导学生思考这些案例在实际应用中的意义，以及如何通过编程实现更复杂的灯光效果。

小组讨论：让学生分组讨论如何通过编程实现流水灯、呼吸灯等效果，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LED灯控制的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的实现方法、可能遇到的问题以及解决方案。

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，同时加深全班对树莓派编程的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的实现方法、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，强调树莓派编程的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内