浙教版信息技术高中选修6 开源硬件项目设计3.1 常见的开源硬件-表格式教案.docxVIP

教学设计

课程基本信息

学科

信息技术

年级

高二

学期

秋季

课题

常见的开源硬件

教科书

书名：《开源硬件项目设计》教材

出版社：浙江教育出版社出版日期：2019年12月

教学目标

1.了解开发板的基本概念。

2.能够知道常见的开发板及其特征。

3.能根据开发板的特征，了解这些开发板的适用范围，并从网络上了解常见案例。

指向的核心素养：

1.信息意识：落点在“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”。兴趣是最好的老师，本节课给学生提供了真实有趣的情境，唤起学生的兴趣，引导学生在一些常见的创客项目中熟悉各种开发板的特征。

2.数字化学习：落点在“掌握数字化学习系统，学习资源与学习工具的操作技能，用于开展自主学习、协同工作、知识分享与创新创造。”。鼓励学生根据实际解决问题的需要，选择恰当的开发板解决问题，以达到提高效率的目的。

教学内容

教学重点：

1.通过对比熟悉各个开发板的优缺点。

2.根据特征，了解各开发板的适用范围。

教学难点：了解Micro:bit开发板的基本组成及最适合的应用范围。

教学过程

情景导入

通过“手机、智能手表能监测心率”；“台灯根据光线强弱自动控制亮度”；“语音助手互动对话”等案例，让学生知道，这些电子设备之所以变得如此“智能”，都离不开开源硬件。由此引出Arduino、树莓派、Micro:bit三大开发板。

知识讲解1：Arduino与树莓派的特征

①观看Arduino制作的项目实例，熟悉Arduino。

实例1：机械手

实例2：“小贱钟”

实例3：颜色分拣机

实例4：双足步行机器人

②通过参数对比，总结出Arduino与树莓派的优缺点，并了解这两款开发板的适用范围。

活动1：通过网络有哪些信誉好的足球投注网站，列举采用Arduino和制作的项目实例，进一步了解Arduino和树莓派。

Arduino优势：便宜、简单、普及；劣势：处理能力较弱；无通用接口，没有网络、USB等接口，无法兼容普通PC通用外接设备。

树莓派优势：兼容性强、可实现PC的基本功能；用户基数大；劣势：价格略高、开发难度也略高。

知识讲解2：Micro:bit开发板的组成、优缺点及适用范围。

组成：5X5LED灯、2个可编程按钮、microUSB插口、鳄鱼夹、温度传感器、电子罗盘等模块。

组成：5X5LED灯、2个可编程按钮、microUSB插口、鳄鱼夹、温度传感器、电子罗盘等模块。

优势：体积小、集成度高、编程环境丰富、价格便宜。

缺点：兼容电压较少，无法支持中文讯息。

适用于青少年编程教育设计的入门级开发板

活动2：通过掌控板自带的温度传感器感知温度。

1、掌控板简介：功能及硬件构成

①功能：读取传感器信息及控制传感器工作

②构成：两个按扭、一个5*5LED阵列，内置了几种传感器，包括温度传感器。

2、完成硬件搭建及软件编写

师问：掌控板采集到的数据在哪里呢？

可通过“串口”面板查看

学生体验过程，观察不同的实验结果

Micro:bit优势：体积小、集成度高、编程环境丰富、价格便宜；劣势：兼容电压较少，无法支持中文讯息。

活动3：创客项目举例

观看创客项目实例，分组讨论用哪种开发板开发比较合适。

跟踪小车（树莓派与Micro:bit）

点亮OLED屏幕

课堂小结：知识梳理

Micro:bit优势：体积小、集成度高、编程环境丰富、价格便宜。劣势：兼容电压较少，无法支持中文讯息。

Micro:bit

优势：体积小、集成度高、编程环境丰富、价格便宜。

劣势：兼容电压较少，无法支持中文讯息。

树莓派

优势：兼容性强、可实现PC的基本功能；用户基数大。

劣势：价格略高、开发难度也略高。

Arduino

优势：便宜、简单、普及。

劣势：处理能力较弱；无通用接口，没有网络、USB等接口，无法兼容普通PC通用外接设备。

arduino是使用最广、最适宜于入门学习的平台；树莓派使用量较大，开发案例多；Micro：Bit集成度较高，更适合我们高中生用户进行学习开发。