高中通用技术_走近开源硬件教学设计学情分析教材分析课后反思.doc

《走近开源硬件》教学设计 一、 教学内容分析： 　?《走进开源硬件》为我校通用技术选修课程第二节，根据通用技术选修一《电子控制技术》与选修三《简易机器人制作》的部分内容整合改进而成。因为学生在此之前对Arduino机器人毫无了解，所以本节内容为入门课程。课程通过有趣的交互设计作品的展示和带学生动手操作，体会Arduino世界的神奇和有趣。本节内容主要是让学生初步了解开源硬件的起源和Arduino的发展历史，并且通过以Arduino101控制器和DRRobt扩展板为例，认识Arduino的硬件和编程环境，学习Arduino程序基础知识，体会通过程序语言控制控制器与外界交互。以此认识Arduino开源硬件机器人，帮助学生打破对机器人的神秘感，拉近学生和机器人的距离，激发学生学习和探究机器人的兴趣。使学生通过真正的动手，体验Arduino机器人的硬件搭建和程序设计过程的过程，感受通过程序与现实世界进行互动的魅力。 二、 教学对象分析： 教学对象为高一学生，学生在此之前对于机器人的学习抱有极大的兴趣，但是对于机器人制作与设计，尤其是对Arduino机器人了解甚少，对于程序设计，在信息技术课程中有初步了解，但对于Arduino程序设计的认知为零。所以这一节课的学习，主要是让学生初步了解Arduino101控制器，认识Arduino机器人，帮助学生打破对机器人的神秘感，拉近学生和机器人的距离，激发学生学习和探究机器人的兴趣。并且通过自己亲手搭建LED闪烁的硬件和程序设计，感受Arduino通过程序与现实世界的交互。 三、教学资源： 1、硬件：通用技术教室、笔记本电脑24台、Arduino101开发套件12套、展示用的虫虫机器人、自动浇花机器人各一套。 2、软件：教学课件、教学视频、Arduino IDE编程环境。 四、教学目标： 1.通过Arduino机器人视频和实物展示，初步了解Arduino的起源和发展，并且认识Arduino101控制器及其编程环境。 2.通过动手体验制作闪烁LED，学会LED与Arduino控制器数字口的连接，了解编程的一般过程，掌握Arduino IDE程序设计的基本模块和语法，熟悉循环结构，掌握数字口的输出和延时语句。 3.通过小组合作，自行设计并制作本组的闪烁LED创意作品，初步体会只能硬件作品由设计到创作完成的过程。 4.体验自然语言描述到程序编写的一般过程，激发对编程的学习兴趣，培养学生的程序思维和计算思维。 五、教学重难点： 1.教学重点： Arduino101套件的认识和使用，初步熟悉Arduino的编程环境和基本程序。 2.教学难点： Arduino程序的初步认识和函数的使用。 六、课时安排： 2课时 七、教学过程： 1、视频展示结合实物机器人欣赏，引入新课 （1）教师展示多个用Arduino制作的机器人视频，以及通过学生实际现场欣赏虫虫机器人和自动浇花机器人的实物，吸引学生兴趣，调动课堂氛围。 （2）讲解开源硬件以及Arduino的发展。 总结：视频中的机器人作品使用的控制板都是Arduino机器部分衍生产品。 展示课题《走近开源硬件》。 2、知识讲授 （1）Arduino定义 Arduino是一个基于开放源码的软硬件平台，具有使用类似Java、C语言的开发环境，再加上价格低廉，Arduino风靡全球各地，吸引了许多电子爱好者开发使用。 特征：开源性、可扩展性、兼容性、经济性。 （2）Arduino板卡 Arduino已经先后发布了十几种型号的板子，比如有巨大版的Arduino MEGA，有可缝在衣服上的类似纽扣的Arduino LilyPad，也有微型的Arduino Micro，当然还有最基础的Arduino UNO，等等。我们使用的是现在最流行、最基础的UNO板。这款控制器叫做Arduino Romeo。 （3）Arduino IDE 教师介绍Arduino IDE的下载和安装。 Arduino的编程环境不仅有文本式的编程环境还有图形化的编程环境，教师简要介绍一下文本式的编程环境。 （4）驱动的安装 教师演示Arduino驱动的安装。 驱动文件夹，选在Arduino软件里面的drivers；如果插上Arduino之后，没有弹出装驱动的对话框，提示学生在设备管理器中可以看到；让学生记住安装完之后的串口号。 驱动安装好之后，修改Arduino IDE里面的板卡和串口，板卡类型为UNO，串口为驱动安装好之后的串口。 3、体验探究——闪烁你的第一盏led灯 通过闪烁led灯的实际搭建和编程过程，进一步熟悉套件的硬件，通过程序的上传于修改，体会程序与套件的交互过程。 （1）LED 1）LED（Light Emitting Diode，