开源硬件搭建应用系统(我的小家变聪明了)教学设计.pdfVIP

《我的小家变聪明了》

基于Arduino开源硬件搭建应用系统

一、教学内容：

本课是八年级第六单元《物联网创新应用》的活动2——搭建应用系统。重

点讲解开源硬件以及其在物联网中智能家居的应用，选择不同的传感器作为本课

一个核心问题“如何根据设计需求做相应的硬件准备和搭建工作？”展开项目式

学习。本课时分四个阶段来进行：

1.构思需求阶段：此阶段在上一个课时已完成，明确了设计方案。

2.准备阶段：课前让同学们学习微课，学生进一步认识了开源硬件的功能，

除此之外，根据设计方案选择不同的传感设备。

3.实施阶段：本阶段共分为两个环节：1.根据设计方案要求，组内讨论思考，

完成传感设备与房屋模型的搭建工作；2.根据测试报告中安装清单，完成

Arduino主板与传感器等电子设备连接工作。

4.测试运行阶段：检测主板、传感器等硬件设备是否可以正常使用，获取传

感器取值范围，为下节课的编写程序打下基础。

二、学情分析：

八年级的学生具备较强的动手能力，对于新鲜事物具有强烈的好奇心。学生

在前期课程的学习中已了解物联网的工作过程，认识各类传感器。虽然学生在生

活中有物联网应用场景的体验，但是对物联网的结构、功能没有清晰的认识。同

时大部分学生没有接触过开源硬件，对其使用和编程更是知之甚少。

三、教学目标：

1.学科目标

(1).理解物联网的概念与结构，学会开源硬件与常见的传感器的使用。

(2).学会合理搭建智能家居场景。

(3).学会使用Arduino主板与传感器等硬件设备的连接与测试。

2.核心素养

(1).信息选择与加工意识的培养。感受物联网对社会生活的价值，创设

需求情境，利用信息系统解决实际问题。

(2).计算思维的培养。学生在项目实施过程中，通过判断、分析语综合

各种信息资源，运用合理的思路形成解决问题的方案。

(3).创新能力的培养。开放式作品设计过程中启发了学生的思维，学生

在实践过程中激发出新的思路。

四、教学重难点：

教学重点：

1.理解物联网的概念与结构。

2.学会开源硬件与常见的传感器的使用。

教学难点：

1.根据设计方案合理搭建智能家居场景。

2.Arduino主板与传感器等硬件设备的连接与测试。

五、教学方法：

利用CDIO工程教育模式即构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）

和运作（Operate），进行项目式学习。学生采用小组合作，进行探究式学习。

六、教学过程：

教学环节教师活动学生活动设计意图

播放《智能家居设想》视频，综合上节小组讨论，交流想法

课学生的设计方案，教师给出三种可实

现的方案，请学生选择一种方案来实确定设计方案

通过视频导

视频导入现。入，快速进入

明确设计需

求第一种：智能风扇情境。明确设

计方案。

第二种：智能窗户

第三种：智能门禁

1.将学生分组：3人一组。【回答问题】学生认为

2.教师按组发放已经搭好的小家模型、聪明的大脑就是

主板、传感器、电机和USB线等硬件设Arduino主板，而各种传

备，布置学生自学开源硬件介绍的微感器就是辅助大脑的