第1章开源硬件及其特征1.2开源硬件的发展 -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1章开源硬件及其特征1.2开源硬件的发展-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）

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课程基本信息

1.课程名称：《信息技术人工-开源硬件项目设计》

2.教学年级和班级：高中一年级（1）班

3.授课时间：2023年9月10日

4.教学时数：1课时

本节课我们将学习《开源硬件及其特征》的1.2节内容，即“开源硬件的发展”。本节课旨在让学生了解开源硬件的起源、发展历程及其在现实生活中的应用，为后续开源硬件项目设计打下基础。课程内容与课本紧密关联，符合高中一年级学生的学习需求。

核心素养目标

本节课的核心素养目标旨在培养学生的信息意识、计算思维和创新实践能力。具体包括：

-提升学生对于开源硬件在信息技术领域应用的认识，增强信息意识；

-培养学生分析开源硬件发展历程中的问题，形成解决问题的计算思维；

-鼓励学生结合所学知识，设计并实践开源硬件项目，提升创新实践能力。

学习者分析

1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在之前的课程中已经学习了计算机基础知识和简单的编程技能，对硬件有一定的了解，同时也接触过一些基本的电子制作项目，对开源硬件的概念有初步的认识。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

学生对于新科技产品充满好奇心，对开源硬件项目设计表现出较高的兴趣。他们在逻辑思维和动手操作能力上表现各异，有的学生善于逻辑分析，有的学生擅长动手实践。在学习风格上，学生偏好互动式和探究式的学习方式，喜欢通过实践来加深理解。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生可能在理解开源硬件的深层技术原理时遇到困难，同时在项目设计和实施过程中可能会遇到技术问题，如硬件兼容性、编程调试等。此外，由于高中生的知识储备和实际操作经验有限，他们可能需要更多的时间和指导来克服这些挑战。

教学资源

-软硬件资源：Arduino开源硬件套件、电脑、投影仪

-课程平台：校园信息技术教学管理系统

-信息化资源：《信息技术人工-开源硬件项目设计》教材、开源硬件项目案例资料

-教学手段：PPT演示、分组讨论、动手实验

教学过程设计

1.导入环节（用时5分钟）

-开场：利用PPT展示一组开源硬件项目应用案例，如3D打印机、智能小车等，让学生直观感受开源硬件的魅力。

-提问：请大家思考，这些项目背后的硬件设备有什么共同特点？

-讨论：引导学生思考并回答，得出开源硬件的共同特征，如可编程、模块化、可定制等。

2.讲授新课（用时20分钟）

-简介开源硬件：介绍开源硬件的起源、发展历程和现状，重点讲解开源硬件的特征及其在现实生活中的应用。

-案例分析：分析教材中的开源硬件项目案例，引导学生理解开源硬件的设计思想和原理。

-互动环节：分组讨论，每组选择一个感兴趣的开源硬件项目，讨论其设计思路、技术难点和解决方法。

-总结讲解：根据学生的讨论情况，教师总结并强调开源硬件设计的关键点。

3.巩固练习（用时10分钟）

-练习：发放练习题，让学生独立完成，题目涉及开源硬件的基本概念、应用场景和技术特点。

-讨论环节：学生相互交流答案，共同解决问题，教师巡回指导，解答学生的疑问。

4.课堂提问与总结（用时5分钟）

-提问：请学生回答本节课的重点内容，检查学生对新知识的掌握情况。

-总结：教师总结本节课的学习内容，强调开源硬件在信息技术领域的重要性，激发学生进一步学习的兴趣。

5.创新环节（用时5分钟）

-创意设计：鼓励学生结合所学知识，设想一个开源硬件项目，并简要描述其功能、原理和实现方法。

-展示分享：学生展示自己的创意设计，相互评价、交流，教师点评并给予鼓励。

整个教学过程注重师生互动，充分调动学生的主观能动性，培养学生的创新思维和实践能力。通过讨论、练习、提问等环节，确保学生对新知识的理解和掌握，同时注重培养学生的核心素养，提高他们的信息意识、计算思维和创新实践能力。

知识点梳理

1.开源硬件概述

-定义：开源硬件是指硬件设计图纸和软件代码都公开透明的硬件产品。

-特点：可定制、可编程、模块化、共享性、低成本。

2.开源硬件发展历程

-起源：20世纪90年代，随着互联网的发展，开源软件运动兴起，随后影响到硬件领域。

-发展：Arduino、RaspberryPi等开源硬件平台的出现，推动了开源硬件的发展。

-现状：开源硬件在智能家居、物联网、教育等领域广泛应用。

3.开源硬件特征

-硬件开源：硬件设计图纸公开，用户可自行修改、定制。

-软件开源：软件代码公开，用户可自由修改、优化。

-生态系统：拥有丰富的开源软件和硬件资源，便于用户学习和使用。

-创新社区：开源硬件社区活跃，用户可以分享、交流、学习。

4.开