第2章开源硬件项目剖析2.2开源硬件开发基础-高中教学同步《信息技术人工-开源硬件项目设计》(说课稿）（人教-中图版2019）.docx

第2章开源硬件项目剖析2.2开源硬件开发基础-高中教学同步《信息技术人工-开源硬件项目设计》(说课稿）（人教-中图版2019）

主备人

备课成员

设计思路

本节课以《信息技术人工-开源硬件项目设计》第2章开源硬件项目剖析2.2开源硬件开发基础为主题，紧密结合课本内容，旨在帮助学生掌握开源硬件开发的基础知识。教学设计注重理论与实践相结合，通过实际操作，引导学生了解开源硬件的构成、编程和调试方法，培养学生的动手能力和创新思维。

核心素养目标

培养学生信息意识，使学生能理解开源硬件的概念及其在现代社会中的应用。提升计算思维，通过实践项目学习，让学生掌握开源硬件编程逻辑。增强问题解决能力，让学生在项目实践中学会分析问题、设计解决方案。激发创新意识，鼓励学生提出创新设计，提升创造力和实践能力。

学习者分析

1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生已具备一定的信息技术基础知识，了解计算机硬件和软件的基本概念。在之前的学习中，学生对编程语言和算法有一定的了解，但对于开源硬件的原理和开发流程还较为陌生。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

学生对创新和科技产品具有较高的兴趣，愿意尝试新技术。学生的动手操作能力较强，但独立思考和解决问题的能力尚需提高。学习风格上，部分学生偏好动手实践，而另一部分学生则更倾向于理论学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在学习开源硬件开发过程中可能遇到以下困难与挑战：一是对开源硬件的硬件结构和编程语言理解不够深入；二是缺乏实践经验，难以将理论知识应用于实际项目；三是遇到问题时，缺乏解决问题的方法和策略。针对这些问题，教师需在教学中注重理论与实践相结合，引导学生主动探索，培养解决问题的能力。

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

-软硬件资源：Arduino开源硬件开发板、连接线、传感器模块、LED灯、按钮等。

-课程平台：学校信息技术教学平台，用于发布教学资料和作业。

-信息化资源：开源硬件开发教程视频、在线编程工具、开源硬件论坛。

-教学手段：多媒体教学设备（投影仪、电脑）、实物展示、小组合作学习。

教学实施过程

1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标为理解开源硬件的基本概念和结构。

设计预习问题：围绕“如何识别开源硬件组件”设计问题，如“Arduino板有哪些接口？常见的传感器有哪些类型？”

监控预习进度：通过平台反馈和学生提问情况，确保学生能够完成预习任务。

学生活动：

自主阅读预习资料：学生阅读相关资料，了解开源硬件的基本知识。

思考预习问题：学生思考并记录对开源硬件组件的识别和理解。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：学生通过自主学习，为课堂学习打下基础。

信息技术手段：利用在线平台和微信群进行资源共享和进度监控。

作用与目的：

帮助学生提前了解开源硬件的基本概念，为课堂学习做好准备。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示开源硬件项目的实际应用案例，如智能家居系统，激发学生兴趣。

讲解知识点：讲解Arduino板的使用方法，包括编程环境和基本指令。

组织课堂活动：设计小组实验，让学生尝试连接LED灯和按钮，实现简单的交互。

学生活动：

听讲并思考：学生认真听讲，思考Arduino编程的基本原理。

参与课堂活动：学生积极参与实验，尝试编程控制硬件。

教学方法/手段/资源：

讲授法：教师详细讲解Arduino编程的基础知识。

实践活动法：通过实验活动，让学生动手实践，掌握编程技能。

合作学习法：小组合作进行实验，培养学生的团队协作能力。

作用与目的：

帮助学生深入理解Arduino编程的基础知识，通过实践掌握编程技能。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：布置设计一个简单的开源硬件项目的任务，如制作一个自动开关灯系统。

提供拓展资源：推荐开源硬件相关的在线教程和社区论坛。

学生活动：

完成作业：学生根据作业要求，设计并实现自己的开源硬件项目。

拓展学习：学生利用拓展资源，学习更高级的编程技巧和项目设计。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：学生自主完成作业，进行拓展学习。

反思总结法：学生通过反思和总结，提高项目设计和解决问题的能力。

作用与目的：

巩固学生在课堂上学到的知识，通过实际项目设计提升学生的创新能力和问题解决能力。

教学资源拓展

1.拓展资源：

-开源硬件平台介绍：Arduino、RaspberryPi、BeagleBoneBlack等开源硬件平台的特点、优势和应用领域。

-常用开源硬件组件：介绍传感器、执行器、显示模块、通信模块等常用开源硬件组件的功能、特性和