开源硬件项目设计《 开源硬件项目的制作》高中大单元整体教学设计2024.docx

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高中信息技术选择性必修6开源硬件项目设计《第三章开源硬件项目的制作》大单元整体教学设计

一、内容分析与整合

（一）教学内容分析

粤教版高中信息技术选择性必修6《开源硬件项目设计》的第三章《开源硬件项目的制作》是本模块的核心教学内容之一。本章通过具体的项目范例——“基于开源硬件的感应灯制作”，全面展示了开源硬件项目从设计、搭建、编程到测试与运行的完整流程。教学内容不仅涵盖了开源硬件的基础知识，还深入到了硬件搭建、程序设计、功能测试与运行等关键环节，旨在通过实践操作培养学生的动手能力、创新能力和解决问题的能力。

本章的教学内容包括：

项目作品的硬件搭建：介绍了硬件搭建所需的器材，如LED、电阻、光敏电阻、人体红外感应传感器等，并详细阐述了硬件搭建的步骤和安全防护措施。

项目作品的程序设计：通过图形化编程工具（如Mixly）和文本代码编程工具（如ArduinoIDE），引导学生编写实现感应灯功能的程序，体验算法及参数的调整对组件执行的影响。

项目作品的功能测试与运行：讲解了如何进行项目作品的功能测试，包括硬件检测和程序调试，以及如何在真实环境中运行项目作品，观察其稳定性和有效性。

（二）单元内容分析

本单元以“基于开源硬件的感应灯制作”为项目范例，通过一系列的教学活动，旨在培养学生的信息技术学科核心素养。单元内容分析如下：

信息意识：通过项目实践，引导学生关注信息技术的应用场景，理解信息技术在解决实际问题中的价值，培养学生的信息敏感度和对信息价值的判断力。

计算思维：在程序设计过程中，学生需要运用计算机科学领域的思想方法，界定问题、抽象特征、建立结构模型，并通过判断、分析与综合各种信息资源，形成解决问题的方案。这一过程有助于培养学生的计算思维。

数字化学习与创新：通过利用数字化工具和资源，学生可以进行自主学习、协同工作，创造性地解决问题。在感应灯制作项目中，学生将体验到数字化学习环境的优势，并尝试创新设计，提升数字化学习与创新能力。

信息社会责任：在项目实践过程中，学生需要遵守信息法律法规和伦理道德准则，保护个人和他人的隐私，维护信息安全。通过项目成果的分享与交流，培养学生的合作意识和信息社会责任感。

（三）单元内容整合

本单元将“基于开源硬件的感应灯制作”项目作为主线，通过整合硬件搭建、程序设计、功能测试与运行等环节的教学内容，形成一个完整的教学体系。在教学过程中，注重理论与实践相结合，通过项目驱动的方式激发学生的学习兴趣和主动性。通过小组合作、讨论交流等学习方式，培养学生的团队协作能力和问题解决能力。

具体整合思路如下：

以项目为主线：将感应灯制作项目贯穿整个单元教学，通过项目的实施过程引导学生逐步掌握开源硬件项目设计的各个环节。

理论与实践相结合：在理论讲解的基础上，注重实践操作，通过动手搭建硬件、编写程序、测试运行等环节，加深学生对知识的理解和应用。

注重过程评价：在教学过程中，关注学生的学习过程和学习态度，通过过程性评价及时反馈学生的学习情况，帮助学生调整学习策略，提高学习效果。

培养核心素养：通过项目的实施过程，注重培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任等核心素养。

二、《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》分解

（一）信息意识

内涵：

信息意识是指个体对信息的敏感度和对信息价值的判断力。具备信息意识的学生能够根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求恰当的方式获取与处理信息；能够敏锐感觉到信息的变化，分析数据中所承载的信息，采用有效策略对信息来源的可靠性、内容的准确性、指向的目的性作出合理判断；在合作解决问题的过程中，愿意与团队成员共享信息，实现信息的更大价值。

在单元教学中的体现：

项目选题与规划：引导学生关注校园生活中的实际问题，如楼道照明、教室光线控制等，激发学生利用开源硬件解决这些问题的兴趣。通过小组讨论和头脑风暴，确定项目选题，并规划项目实施方案。

信息搜集与整理：在项目实施过程中，学生需要搜集相关的开源硬件资料、程序设计教程等，并对其进行整理和分析，以便更好地完成项目任务。这一过程有助于培养学生的信息搜集和整理能力。

信息共享与交流：鼓励学生在项目实施过程中及时分享自己的进展和成果，与团队成员共同讨论和解决问题。通过信息共享和交流，提升学生的信息意识和团队协作能力。

（二）计算思维

内涵：

计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。具备计算思维的学生，在信息活动中能够采用计算机可以处理的方式界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据；通过判断、分析与综合各种信息资源，运用合理的算法形成解决问题的方案；总结利用计算机解决问题的过程与方法，并迁移到与之相关