川教版六年级信息技术上册教案-2.1开源硬件及软件.docx

6年级信息技术上册2.1开源硬件及软件

教学目标

知识与技能：了解开源硬件和开源软件的相关知识，学会将软件与硬件进行连接，建立通信。

过程与方法：通过实验探索和脚本调试，熟练掌握利用引脚号实现软件控制硬件的过程；通过研究和研讨，熟悉高电平和低电平的设置原理和方法。

情感态度与价值观：提升学生参与脚本调试的体验感，增进合作交流意识；培养学生反复试错的毅力，探究解决问题的信息意识。

教学重难点

重点

突出学生动手完成硬件与软件通信，并能通过程序点亮led灯这一重点

难点

突破学生去理解，利用对应的引脚号实现高低电平与点亮熄灭led灯之间相关联的这一难点

教学策略分析

教法

启发式教学、任务驱动教学等方法，穿插渗透小组讨论、暗示策略

学法

践行学科素养倡导的自主、合作、探究模式依据学习过程的客观规律，最大限度地调动学生的思维和学习积极性

作业设计

基础作业

能够实现开源硬件与软件之间的通信。

提升作业

通过软件控制LED灯的亮灭。

发展作业

说说你对智能感知的理解？

教学过程

教学环节及活动

学生学习情况

教师应对

（引导、评价、调控）

环节一：课堂导入

回顾智能家居，智能设备等概念，引出主题，本节开始，我们将物联网应用搬到教室里，我们自己运用软件编程来实现智能感知。

课件展示问题，从哪里入手呢？

课件展示图片，应用场景——欢欢想在图书馆为同学们开一盏灯。

揭示主题——点亮第一盏灯。

引导学生思考，我们需要用到什么呢？

思考，提出想法

通过思考引导学生将思路转向智能家居，引出主题。

环节二：提出问题，验证实践

1、图片展示常见的开源硬件信息，明确本节课要使用的主控板——ArduinoUno

提问：主控板怎么使用呢？

提出方法：通过软件编程来实现对主控板的控制。

2、引导学生打开桌面上的Mind+软件，并根据前期积累的Scratch软件操作技能自主探索Mind+软件界面。

3、梳理Mind+界面，提出关注点：”连接设备“等特殊功能。

提问：接下来该怎么让Mind+识别到Arduino主控板呢？

学生观察，自主探索

学生尝试自主摸索Mind+软件的使用

教师演示操作，启发学生思考，出现什么现象表明通信成功呢？学生记录实验现象：电源灯亮和”连接设备成功“表明通信成功，可以开始编程控制硬件了。

环节三：创设情境，合作探究

点亮第一盏灯（高低电平的探索）

课件展示第一个任务，再将积木块中的引脚”2“数字换成”13“，运行积木块，观察主控板上标记为”L“的状态；——灯亮了

教师提出分析问题的角度，”L“状态灯对应的是哪个引脚？如果要让这个”L“灯灭掉该怎怎么办呢？

点亮交通灯（引脚的探索）

动画展示软硬件结合模拟交通灯效果，提出探索任务：

视频展示红、黄、绿三个led灯模仿红绿灯的插入和使用方法。

教师提出分析问题的角度，怎样实现分别控制红绿灯的亮和灭呢？

学生分组进行讨论方案，并进行分工合作探究

有人负责硬件搭建，有人负责记录三个led灯高低电平所在的引脚，有人负责软件编程，有人负责记录实验结果。

学生根据任务提示自主探索：

学生探索，得出结论：

”高电平“可以点亮灯，”低电平“可以熄灭灯。

学生通过反复试错，得出结论：

软件编程中的积木引脚号必须于主控板上设备所在的引脚号对应，才能实现软件控制对应的硬件。

教师是实验实施的”协助者“，锻炼学生自主合作解决问题，学生的思想和思路得到充分碰撞。

环节五：总结巩固，深化扩展

按照实验的逻辑性，先总结高电平和低电平的知识，明确亮灯和灭灯的操作方法，再引导学生回顾各个引脚的使用，对主控板其他接口的作用知识进行扩展。

展示小组实验成果，对实验过程和效果相对完整的作品提出表扬。

总结实验结论，

知识延伸，拓宽学生知识面。

教学反思

本课设计的学习方式充分运用了STEAM教育理念，单纯用硬件点亮灯像是一个强目的性操作，不适合小学生，但是设计一个软件动画效果，将硬件效果融合在软件创意中，创设一个完整的并且贴近学生生活实际的情景，在课堂中提出现实的、有挑战性（且容易把握）的问题，引起学生的好奇和探索欲，教师提出预设的任务，学生乐于在引导中进行实验验证，最后自然得出结论。

本课增加了点亮红绿灯的任务，其实是巧妙的设计了让学生对三个灯多个引脚号进行区分和设置，学生对脚本进行反复探索和试错的环节中，就加深了对引脚号相关操作的认识，也进一步巩固了本节实验教学的原理之一。