2019人教版 高中信息技術 選擇性必修6 開源硬件項目設計《第3章 開源硬件創(chuàng)意設計》大單元整體教學設計2020課標

人教版高中信息技術選擇性必修6開源硬件項目設計《第3章開源硬件創(chuàng)意設計》大單元整體教學設計[2020課標]一、內容分析與整合二、《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》分解三、學情分析四、大主題或大概念設計五、大單元目標敘寫六、大單元教學重點七、大單元教學難點八、大單元整體教學思路九、學業(yè)評價十、大單元實施思路及教學結構圖十一、大情境、大任務創(chuàng)設十二、單元學歷案十三、學科實踐與跨學科學習設計十四、大單元作業(yè)設計十五、“教-學-評”一致性課時設計十六、大單元教學反思一、內容分析與整合（一）教學內容分析人教版高中信息技術選擇性必修6《開源硬件項目設計》的第三章《開源硬件創(chuàng)意設計》是信息技術課程中一個極具創(chuàng)新性和實踐性的模塊。本章圍繞“創(chuàng)想未來生活”的主題，引導學生通過開源硬件的設計與應用，體驗從創(chuàng)意構思到實現(xiàn)的全過程。教學內容涵蓋了需求分析、創(chuàng)意與創(chuàng)新、項目設計方案（功能設計、外觀設計、交互設計）、選擇硬件方案（核心板選擇、周邊模塊選擇）以及方案審查與優(yōu)化等多個環(huán)節(jié)，旨在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、實踐能力和問題解決能力。（二）單元內容分析本單元以“創(chuàng)想未來生活”為主題，通過一系列實踐活動，讓學生深入理解開源硬件的特征與優(yōu)勢，掌握開源硬件項目設計的基本流程和方法。具體內容分析如下：需求分析：通過用戶畫像法和用戶調查法，引導學生挖掘生活中的需求，分析核心需求與附加需求，為后續(xù)的項目設計奠定基礎。創(chuàng)意與創(chuàng)新：鼓勵學生發(fā)揮創(chuàng)意，提出解決問題的新想法，并通過頭腦風暴法集思廣益，篩選出最優(yōu)解決方案。項目設計方案：功能設計：根據需求分析，確定項目的功能需求，并通過功能列表和思維導圖進行概念性構建。外觀設計：注重產品的美觀性和實用性，從形狀、圖案、色彩等方面進行設計。交互設計：關注用戶與產品的互動體驗，通過流程圖、狀態(tài)轉換圖等工具進行設計。選擇硬件方案：核心板選擇：綜合考慮運算性能、功耗、價格、內置資源、學習成本等因素，選擇合適的核心板。周邊模塊選擇：根據項目需求，選擇相應的輸入、輸出和通信模塊，確保功能的實現(xiàn)。方案審查與優(yōu)化：通過硬件審查和外觀審查，確保方案的合理性和可行性，并通過優(yōu)化迭代提升作品質量。（三）單元內容整合本單元的內容整合以項目式設計為主線，將需求分析、創(chuàng)意與創(chuàng)新、項目設計方案、選擇硬件方案以及方案審查與優(yōu)化等環(huán)節(jié)有機串聯(lián)起來。通過項目式學習，學生不僅能夠掌握開源硬件項目設計的基本流程和方法，還能夠在實踐中培養(yǎng)創(chuàng)新思維、實踐能力和問題解決能力。本單元注重跨學科知識的融合，鼓勵學生在設計過程中融入科學、技術、工程、人文藝術與數學等多學科知識，提升綜合素養(yǎng)。二、《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》分解（一）信息意識內涵：信息意識是指個體對信息的敏感度和對信息價值的判斷力。具備信息意識的學生能夠根據解決問題的需要，自覺、主動地尋求恰當的方式獲取與處理信息，敏銳感覺到信息的變化，分析數據中所承載的信息，并作出合理判斷。表現(xiàn)：在需求分析階段，學生能夠敏銳地捕捉到生活中的需求，并通過用戶畫像法和用戶調查法深入分析需求，體現(xiàn)出對信息的敏感度和價值判斷力。在創(chuàng)意與創(chuàng)新階段，學生能夠主動搜集相關信息，為創(chuàng)意的提出和實施提供有力支持。在項目設計和硬件選擇過程中，學生能夠根據最新信息和技術發(fā)展動態(tài)，調整和優(yōu)化設計方案，確保項目的先進性和實用性。（二）計算思維內涵：計算思維是指個體運用計算機科學領域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產生的一系列思維活動。具備計算思維的學生能夠采用計算機可以處理的方式界定問題、抽象特征、建立結構模型、合理組織數據，并通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案。表現(xiàn)：在功能設計階段，學生能夠運用計算思維，將項目需求抽象為具體的功能模塊，并通過思維導圖等工具進行概念性構建。在選擇硬件方案時，學生能夠根據核心板和周邊模塊的性能參數，通過計算和分析，選擇最合適的硬件組合。在方案優(yōu)化過程中，學生能夠運用計算思維，對設計方案進行迭代和優(yōu)化，提升作品的性能和用戶體驗。（三）數字化學習與創(chuàng)新內涵：數字化學習與創(chuàng)新是指個體通過評估并選用常見的數字化資源與工具，有效地管理學習過程與學習資源，創(chuàng)造性地解決問題，從而完成學習任務，形成創(chuàng)新作品的能力。具備數字化學習與創(chuàng)新的學生能夠認識數字化學習環(huán)境的優(yōu)勢和局限性，適應數字化學習環(huán)境，養(yǎng)成數字化學習與創(chuàng)新的習慣。表現(xiàn)：在整個項目設計過程中，學生能夠充分利用數字化資源和工具，如設計軟件、編程工具、開源硬件平臺等，提升設計效率和作品質量。學生能夠創(chuàng)造性地運用開源硬件和相關技術，設計出具有創(chuàng)新性和實用性的作品，滿足未來生活的需求。在項目交流和評價環(huán)節(jié)，學生能夠利用數字化平臺展示作品，與他人分享學習經驗和創(chuàng)意想法，促進共同進步和創(chuàng)新。（四）信息社會責任內涵：信息社會責任是指信息社會中的個體在文化修養(yǎng)、道德規(guī)范和行為自律等方面應盡的責任。具備信息社會責任的學生具有一定的信息安全意識與能力，能夠遵守信息法律法規(guī)，信守信息社會的道德與倫理準則，在現(xiàn)實空間和虛擬空間中遵守公共規(guī)范，既能有效維護信息活動中個人的合法權益，又能積極維護他人合法權益和公共信息安全。表現(xiàn)：在項目設計過程中，學生能夠注重信息安全和隱私保護，避免泄露用戶信息和敏感數據。學生能夠遵守信息法律法規(guī)和倫理準則，確保項目作品的合法性和合規(guī)性。在作品展示和交流過程中，學生能夠尊重他人的知識產權和勞動成果，不抄襲、不剽竊他人的創(chuàng)意和作品。學生能夠積極關注信息技術發(fā)展對社會和環(huán)境的影響，思考并提出負責任的解決方案和應用場景。三、學情分析（一）已知內容分析根據《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，高中學生在必修課程中已經完成了“數據與計算”和“信息系統(tǒng)與社會”兩個模塊的學習。這兩個模塊為學生打下了扎實的信息技術基礎，使他們掌握了數據與信息的基本概念、數據處理與應用的方法、信息系統(tǒng)組成與應用的知識，以及信息安全與信息社會責任等內容。特別是“信息系統(tǒng)與社會”模塊，通過信息系統(tǒng)與社會的關系、信息系統(tǒng)的組成與應用等知識點的學習，學生已經對信息系統(tǒng)的基本概念、組成要素、工作原理以及其在日常生活中的應用有了較為深入的理解。在選擇性必修課程中，學生將進一步學習“開源硬件項目設計”模塊。在此之前，學生可能通過其他課程或生活經驗，對硬件有一定的了解，比如計算機的硬件組成、簡單的電子電路知識等。對于開源硬件的特征、開源硬件項目的設計流程、基于開源硬件的作品設計與制作等內容，學生可能相對陌生。（二）新知內容分析本次大單元教學設計的主題是“創(chuàng)想未來生活”，圍繞開源硬件創(chuàng)意設計展開。學生將通過本單元的學習，深入了解開源硬件的特征與發(fā)展，體驗基于開源硬件完成項目的基本流程，掌握開源硬件項目功能設計、外觀設計和交互設計的方法，學會選擇合適的開源硬件和周邊模塊，并能夠審查和優(yōu)化項目方案。具體來說，學生將學習以下新知內容：開源硬件的特征與發(fā)展：理解開源硬件的開源與開放、模塊化設計等特征，了解開源硬件在創(chuàng)意設計中的重要作用。開源硬件項目流程：體驗從需求分析、創(chuàng)意構思、功能設計、外觀設計、交互設計到硬件選擇、方案審查與優(yōu)化、項目實現(xiàn)與測試等完整的開源硬件項目設計流程。項目功能設計：掌握項目功能設計的一般方法，包括功能列表、思維導圖等工具的使用，能夠根據需求分析確定項目作品的功能。項目外觀設計：了解外觀設計的基本原則和方法，能夠設計出符合項目定位和用戶需求的外觀。項目交互設計：掌握交互設計的基本概念和方法，能夠設計出易于用戶理解和操作的交互界面。硬件選擇與搭配：了解核心板和周邊模塊的功能與特性，學會根據項目需求選擇合適的硬件。方案審查與優(yōu)化：掌握方案審查的方法，能夠從硬件選型、外觀設計、交互設計等方面對項目方案進行全面審查，并學會根據項目反饋進行優(yōu)化。（三）學生學習能力分析經過必修課程的學習，高中學生已經具備了一定的信息技術素養(yǎng)和問題解決能力。他們能夠獨立思考，具備一定的邏輯思維和創(chuàng)新能力。由于信息技術課程的實踐性強，學生也普遍喜歡動手實踐，對新鮮事物充滿好奇。在開源硬件創(chuàng)意設計這一領域，學生可能面臨以下挑戰(zhàn)：硬件知識欠缺：雖然學生對計算機硬件有一定的了解，但對于開源硬件及其相關模塊可能相對陌生，需要花費一定時間學習和適應。設計思維不足：開源硬件創(chuàng)意設計需要學生具備較強的設計思維，能夠從用戶需求出發(fā)，設計出符合實際的功能、外觀和交互。這對于部分學生來說可能是一個挑戰(zhàn)。團隊協(xié)作能力：開源硬件項目往往需要團隊合作完成，學生需要具備良好的溝通協(xié)作能力，才能共同完成項目任務。（四）學習障礙突破策略為了幫助學生克服上述學習障礙，提高學習效果，我們將采取以下策略：加強硬件知識培訓：在課程開始前，通過講座、視頻、實驗等方式，向學生介紹開源硬件及其相關模塊的基本知識，幫助他們快速適應新的學習環(huán)境。培養(yǎng)設計思維：通過案例分析、頭腦風暴、設計工作坊等活動，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，引導他們從用戶需求出發(fā)，進行功能設計、外觀設計和交互設計。鼓勵學生多觀察、多思考、多實踐，不斷提升自己的設計能力。強化團隊協(xié)作訓練：通過小組討論、項目分工、團隊匯報等方式，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力。建立有效的溝通機制，確保團隊成員之間能夠及時交流信息、解決問題。提供個性化指導：針對不同學生的學習能力和興趣點，提供個性化的指導和幫助。對于學習能力較強的學生，可以鼓勵他們探索更深層次的知識和技能；對于學習能力較弱的學生，則可以通過課后輔導、一對一指導等方式，幫助他們克服學習困難。注重反饋與迭代：在項目實施過程中，注重收集學生的反饋意見，及時發(fā)現(xiàn)問題并進行調整。鼓勵學生進行多次迭代和優(yōu)化，不斷提升項目作品的質量和水平。通過上述策略的實施，我們期望能夠幫助學生克服學習障礙，提高學習效果，讓他們在開源硬件創(chuàng)意設計這一領域取得更好的成績。我們也希望通過本次大單元教學設計，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，為他們的未來發(fā)展奠定堅實的基礎。四、大主題或大概念設計本大單元教學設計以“開源硬件項目設計”為主題，圍繞“創(chuàng)想未來生活”這一核心概念展開。通過引導學生參與開源硬件項目的創(chuàng)意設計、功能實現(xiàn)、外觀設計、交互設計以及硬件方案選擇等全過程，旨在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、實踐能力以及信息技術學科核心素養(yǎng)。通過這一主題的學習，學生不僅能夠掌握開源硬件的基礎知識與應用技能，還能夠提升信息素養(yǎng)，形成積極的信息意識、計算思維、數字化學習與創(chuàng)新能力，以及強烈的信息社會責任。五、大單元目標敘寫（一）信息意識學生能夠敏銳感知到開源硬件技術在現(xiàn)代社會中的廣泛應用及其對生活、學習和工作帶來的變革。學生能夠根據實際需求，主動收集、分析并篩選與開源硬件項目設計相關的信息，形成有效的信息獲取與處理能力。學生能夠認識到信息安全在開源硬件項目設計中的重要性，自覺遵守信息安全規(guī)范，保護個人隱私和信息安全。（二）計算思維學生能夠運用計算機科學領域的思想方法，對開源硬件項目中的問題進行抽象、建模，形成系統(tǒng)化的解決方案。學生能夠合理組織數據，運用算法設計實現(xiàn)項目功能，并通過編程實現(xiàn)算法，解決實際問題。學生能夠評估并優(yōu)化項目設計方案，通過迭代的方式不斷改進和完善項目，提升計算思維能力。（三）數字化學習與創(chuàng)新學生能夠適應數字化學習環(huán)境，利用數字化資源和工具進行自主學習和協(xié)作學習，提升數字化學習能力。學生能夠發(fā)揮創(chuàng)意，將開源硬件技術應用于實際問題的解決中，設計出具有創(chuàng)新性的項目作品。學生能夠分享項目設計過程中的經驗和成果，通過交流和合作促進知識創(chuàng)新和能力提升。（四）信息社會責任學生能夠遵守信息法律法規(guī)，信守信息社會的道德與倫理準則，在開源硬件項目設計過程中展現(xiàn)良好的信息社會責任感。學生能夠關注信息技術革命所帶來的環(huán)境問題與人文問題，積極倡導綠色、可持續(xù)的信息技術發(fā)展理念。學生能夠積極參與信息技術創(chuàng)新活動，為推動信息技術的發(fā)展和應用貢獻自己的力量。六、大單元教學重點需求分析能力的培養(yǎng)：引導學生學會從生活中發(fā)現(xiàn)需求，通過用戶畫像法、用戶調查法等方法深入挖掘用戶需求，形成有效的需求分析能力。創(chuàng)意與創(chuàng)新能力的激發(fā)：通過頭腦風暴法等方法激發(fā)學生的創(chuàng)意思維，鼓勵學生提出新穎的項目創(chuàng)意，并通過團隊合作將創(chuàng)意轉化為實際的項目設計方案。項目設計方案的制定與優(yōu)化：指導學生制定詳細的項目設計方案，包括功能設計、外觀設計、交互設計等，并通過審查和優(yōu)化不斷完善項目設計方案，確保項目的可行性和創(chuàng)新性。開源硬件的選擇與應用：幫助學生了解常見開源硬件的功能、性能及適用范圍，學會根據項目需求選擇合適的開源硬件及周邊模塊，并通過編程實現(xiàn)項目功能。信息安全與倫理道德的重視：在項目設計過程中，強調信息安全的重要性，引導學生遵守信息法律法規(guī)和倫理道德準則，保護個人隱私和信息安全。七、大單元教學難點如何引導學生深入挖掘用戶需求：需求分析是項目設計的關鍵環(huán)節(jié)，但學生往往難以從生活中發(fā)現(xiàn)潛在需求。教師需要引導學生學會觀察生活、思考問題，通過用戶畫像法、用戶調查法等方法深入挖掘用戶需求。如何激發(fā)學生的創(chuàng)意與創(chuàng)新能力：創(chuàng)意與創(chuàng)新能力是項目設計的核心，但學生往往受限于思維定勢，難以提出新穎的項目創(chuàng)意。教師需要采用多種方法激發(fā)學生的創(chuàng)意思維，鼓勵學生勇于嘗試、敢于創(chuàng)新。如何指導學生制定和優(yōu)化項目設計方案：項目設計方案的制定和優(yōu)化需要綜合考慮多方面因素，包括功能需求、外觀設計、交互設計、硬件選擇等。學生往往難以全面考慮這些問題，導致項目設計方案存在缺陷。教師需要指導學生掌握項目設計的方法和技巧，通過審查和優(yōu)化不斷完善項目設計方案。如何幫助學生選擇合適的開源硬件及周邊模塊：開源硬件種類繁多、功能各異，學生往往難以根據項目需求選擇合適的開源硬件及周邊模塊。教師需要幫助學生了解常見開源硬件的功能、性能及適用范圍，引導學生學會根據項目需求選擇合適的開源硬件及周邊模塊。如何培養(yǎng)學生的信息安全意識與倫理道德觀念：信息安全與倫理道德是項目設計過程中不可忽視的問題。但學生往往對這些問題缺乏足夠的重視，容易忽視信息安全和倫理道德的要求。教師需要加強信息安全與倫理道德的教育，引導學生自覺遵守信息法律法規(guī)和倫理道德準則，保護個人隱私和信息安全。八、大單元整體教學思路本單元《開源硬件創(chuàng)意設計》的教學設計旨在通過一系列項目活動，引導學生深入理解開源硬件的特點和應用，培養(yǎng)學生的信息技術學科核心素養(yǎng)，包括信息意識、計算思維、數字化學習與創(chuàng)新以及信息社會責任。以下是本單元的整體教學思路，包括教學目標設定、教學流程設計、教學活動安排以及總結評價。教學目標設定（一）信息意識感知信息價值：學生能夠認識到開源硬件項目在解決實際問題中的價值，理解信息對創(chuàng)新設計的重要性。主動獲取信息：學生能夠主動收集并分析開源硬件項目相關的信息資源，包括硬件特性、應用場景及用戶需求等。判斷信息真?zhèn)危簩W生能夠根據開源硬件項目的實際需求，對收集到的信息進行甄別和判斷，篩選出可靠的信息用于項目設計。（二）計算思維形式化表達問題：學生能夠運用計算機科學領域的思想方法，將開源硬件項目中的實際問題進行形式化描述，抽象出問題的關鍵特征。算法設計與實現(xiàn)：學生能夠根據問題形式化描述，設計合理的算法，并選擇合適的開源硬件和編程語言實現(xiàn)算法。系統(tǒng)化解決問題：學生能夠采用模塊化和系統(tǒng)化的方法，將開源硬件項目分解為若干子問題，通過逐步解決子問題來實現(xiàn)整體項目的目標。（三）數字化學習與創(chuàng)新適應數字化學習環(huán)境：學生能夠適應基于開源硬件的數字化學習環(huán)境，利用數字化工具和資源進行項目設計與實踐。創(chuàng)新應用數字化工具：學生能夠創(chuàng)造性地應用數字化工具，如開源硬件平臺、編程軟件等，解決開源硬件項目中的實際問題。協(xié)作學習與知識分享：學生能夠在數字化學習環(huán)境中開展協(xié)作學習，分享項目設計經驗和創(chuàng)新思路，共同提升數字化學習與創(chuàng)新的能力。（四）信息社會責任信息安全與隱私保護：學生能夠認識到信息安全的重要性，在開源硬件項目設計過程中采取相應的技術手段保護個人信息和系統(tǒng)安全。遵守法律法規(guī)與倫理道德：學生能夠遵守信息社會的法律法規(guī)和倫理道德準則，在開源硬件項目的設計與應用中不侵犯他人的合法權益。積極貢獻于信息社會：學生能夠認識到自己在信息社會中的責任，通過開源硬件項目的創(chuàng)新設計，為信息社會的發(fā)展和進步做出貢獻。教學流程設計本單元的教學流程設計包括以下幾個階段：需求分析、創(chuàng)意與創(chuàng)新、項目設計方案、選擇硬件方案、審查并優(yōu)化方案以及總結評價。每個階段都緊密圍繞教學目標展開，通過具體的教學活動培養(yǎng)學生的信息技術學科核心素養(yǎng)。一、需求分析教學活動安排：生活觀察與討論：引導學生觀察日常生活中的問題和需求，討論如何通過開源硬件項目解決這些問題。用戶畫像與調查：教授學生使用用戶畫像法和用戶調查法，收集并分析目標用戶的需求信息。核心需求與附加需求：引導學生從收集到的信息中提煉出核心需求和附加需求，為后續(xù)的項目設計提供方向。教學目標達成：信息意識：學生通過觀察討論和用戶調查，主動收集并分析目標用戶的需求信息，培養(yǎng)對信息的敏感度和判斷力。計算思維：學生通過提煉核心需求和附加需求，對問題進行形式化描述，初步培養(yǎng)抽象思維和問題解決能力。二、創(chuàng)意與創(chuàng)新教學活動安排：頭腦風暴法：組織學生進行頭腦風暴，圍繞核心需求和附加需求提出多種創(chuàng)意解決方案。創(chuàng)意匯總與評選：引導學生將頭腦風暴中產生的創(chuàng)意進行匯總和整理，通過投票評選出最受歡迎的創(chuàng)意方案。創(chuàng)意細化與方案制定：組織學生細化評選出的創(chuàng)意方案，制定具體的項目設計方案。教學目標達成：信息意識：學生通過頭腦風暴和創(chuàng)意匯總，主動獲取并分享創(chuàng)新思路，培養(yǎng)信息共享和合作創(chuàng)新的意識。計算思維：學生通過創(chuàng)意細化和方案制定，將抽象的問題解決思路轉化為具體的項目設計方案，培養(yǎng)算法設計和實現(xiàn)能力。數字化學習與創(chuàng)新：學生通過創(chuàng)意細化和方案制定，創(chuàng)造性地應用數字化工具進行項目設計，培養(yǎng)數字化學習與創(chuàng)新的能力。三、項目設計方案教學活動安排：功能設計：教授學生功能設計的方法，引導學生根據項目需求設計項目作品的目標功能。外觀設計：教授學生外觀設計的方法，引導學生根據項目定位和目標用戶設計項目作品的外形、圖案和色彩。交互設計：教授學生交互設計的方法，引導學生設計項目作品與用戶之間的交互方式。教學目標達成：計算思維：學生通過功能設計，將項目需求進行形式化描述，并設計合理的算法實現(xiàn)目標功能，培養(yǎng)系統(tǒng)化解決問題的能力。數字化學習與創(chuàng)新：學生通過外觀設計和交互設計，創(chuàng)造性地應用數字化工具進行項目設計，提升數字化學習與創(chuàng)新的能力。信息社會責任：學生在設計過程中考慮用戶體驗和信息安全等因素，培養(yǎng)信息社會責任意識。四、選擇硬件方案教學活動安排：核心板選擇：教授學生核心板選擇的方法，引導學生根據項目需求選擇合適的核心板。周邊模塊選擇：教授學生周邊模塊選擇的方法，引導學生根據項目功能需求選擇合適的周邊模塊。硬件方案整合：組織學生將選定的核心板和周邊模塊進行整合，形成完整的硬件方案。教學目標達成：計算思維：學生通過核心板和周邊模塊的選擇與整合，將項目設計方案轉化為具體的硬件方案，培養(yǎng)模塊化和系統(tǒng)化的設計能力。數字化學習與創(chuàng)新：學生通過硬件方案的選擇與整合，創(chuàng)造性地應用數字化工具進行硬件設計，提升數字化學習與創(chuàng)新的能力。信息社會責任：學生在選擇硬件方案時考慮成本、環(huán)保等因素，培養(yǎng)信息社會責任意識。五、審查并優(yōu)化方案教學活動安排：方案審查：組織學生對項目設計方案和硬件方案進行審查，發(fā)現(xiàn)存在的問題并提出改進建議。方案優(yōu)化：引導學生根據審查結果對項目設計方案和硬件方案進行優(yōu)化，提升方案的可行性和創(chuàng)新性。方案迭代：組織學生進行方案迭代，通過多次修改和完善形成最終的項目設計方案和硬件方案。教學目標達成：計算思維：學生通過方案審查和優(yōu)化，培養(yǎng)批判性思維和問題解決能力，不斷提升項目設計的合理性和創(chuàng)新性。數字化學習與創(chuàng)新：學生通過方案迭代和不斷完善，創(chuàng)造性地應用數字化工具進行項目設計，提升數字化學習與創(chuàng)新的能力。信息社會責任：學生在方案優(yōu)化過程中考慮用戶體驗、信息安全和社會影響等因素，培養(yǎng)信息社會責任意識。六、總結評價教學活動安排：項目展示與交流：組織學生展示項目設計方案和硬件方案，并進行交流和分享。自我評價與互評：引導學生進行自我評價和互評，發(fā)現(xiàn)自身在項目設計中的優(yōu)點和不足。教師總結與評價：教師對項目設計過程和成果進行總結和評價，提出改進建議和未來學習方向。教學目標達成：信息意識：學生通過項目展示與交流，主動分享項目設計經驗和創(chuàng)新思路，培養(yǎng)信息共享和合作創(chuàng)新的意識。計算思維：學生通過自我評價和互評，培養(yǎng)批判性思維和問題解決能力，不斷提升項目設計的合理性和創(chuàng)新性。數字化學習與創(chuàng)新：學生通過項目展示與交流，展示數字化學習與創(chuàng)新的成果，增強學習動力和自信心。信息社會責任：教師在總結評價中強調信息社會責任的重要性，引導學生將信息社會責任意識融入未來的學習和生活中?？偨Y評價本單元的教學設計以培養(yǎng)學生的信息技術學科核心素養(yǎng)為目標，通過需求分析、創(chuàng)意與創(chuàng)新、項目設計方案、選擇硬件方案、審查并優(yōu)化方案以及總結評價等階段的教學活動，逐步提升學生的信息意識、計算思維、數字化學習與創(chuàng)新以及信息社會責任。在教學過程中，教師注重引導學生主動獲取信息、分析問題、設計解決方案并進行實踐驗證，同時注重培養(yǎng)學生的批判性思維、問題解決能力和創(chuàng)新意識。通過本單元的學習，學生將能夠深入理解開源硬件的特點和應用，掌握開源硬件項目設計的基本方法和技能，為未來的信息技術學習和創(chuàng)新奠定堅實的基礎。九、學業(yè)評價學業(yè)評價是教學過程中的重要環(huán)節(jié)，它不僅是對學生學習成果的檢驗，也是對教師教學效果的反饋。根據《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，結合開源硬件項目設計《第3章開源硬件創(chuàng)意設計》的教學內容，本次學業(yè)評價將從信息意識、計算思維、數字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任四個方面進行設定，以確保評價的全面性、公正性和有效性。一、評價目標設定（一）信息意識評價目標：學生能夠根據解決問題的需要，自覺、主動地尋求恰當的方式獲取與處理信息；能夠敏銳感覺到信息的變化，分析數據中所承載的信息，采用有效策略對信息來源的可靠性、內容的準確性、指向的目的性作出合理判斷；在合作解決問題的過程中，愿意與團隊成員共享信息，實現(xiàn)信息的更大價值。具體表現(xiàn)：學生能夠主動收集與開源硬件項目設計相關的資料和信息，如硬件功能、使用案例、技術文檔等。學生能夠分析項目需求，從收集到的信息中篩選出有用的部分，用于項目設計。學生能夠評估信息的可靠性和準確性，避免使用錯誤或過時的信息。在小組合作中，學生能夠積極分享自己收集到的信息，促進團隊成員之間的信息共享和交流。（二）計算思維評價目標：學生在信息活動中，能夠采用計算機科學領域的思想方法界定問題、抽象特征、建立結構模型、合理組織數據；通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案；總結利用計算機解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關的其他問題解決中。具體表現(xiàn)：學生能夠準確界定項目設計中的關鍵問題，如硬件選擇、功能實現(xiàn)、交互設計等。學生能夠抽象出問題的核心特征，如硬件的功能需求、用戶的交互習慣等，并據此建立結構模型。學生能夠合理組織項目數據，如硬件清單、功能模塊劃分等，以便于后續(xù)的設計和實現(xiàn)。學生能夠運用算法思想設計解決問題的方案，如通過流程圖、狀態(tài)轉換圖等方式描述項目流程。學生能夠總結項目設計過程中的經驗教訓，并將其遷移到類似問題的解決中。（三）數字化學習與創(chuàng)新評價目標：學生能夠認識數字化學習環(huán)境的優(yōu)勢和局限性，適應數字化學習環(huán)境，養(yǎng)成數字化學習與創(chuàng)新的習慣；掌握數字化學習系統(tǒng)、學習資源與學習工具的操作技能，用于開展自主學習、協(xié)同工作、知識分享與創(chuàng)新創(chuàng)造。具體表現(xiàn)：學生能夠充分利用數字化學習環(huán)境，如網絡學習資源、在線編程工具等，進行項目設計和實現(xiàn)。學生能夠掌握開源硬件項目設計所需的數字化學習系統(tǒng)、學習資源與學習工具的操作技能，如Arduino開發(fā)環(huán)境、3D打印軟件等。學生能夠在數字化學習環(huán)境中開展自主學習和協(xié)同工作，如通過網絡平臺與團隊成員進行遠程協(xié)作。學生能夠在項目設計中融入創(chuàng)新元素，如設計獨特的外觀、實現(xiàn)新穎的交互方式等。學生能夠分享自己的項目成果和創(chuàng)新經驗，促進團隊成員之間的知識分享和創(chuàng)新創(chuàng)造。（四）信息社會責任評價目標：學生具有一定的信息安全意識與能力，能夠遵守信息法律法規(guī)，信守信息社會的道德與倫理準則，在現(xiàn)實空間和虛擬空間中遵守公共規(guī)范；既能有效維護信息活動中個人的合法權益，又能積極維護他人合法權益和公共信息安全；關注信息技術革命所帶來的環(huán)境問題與人文問題；對于信息技術創(chuàng)新所產生的新觀念和新事物，具有積極學習的態(tài)度、理性判斷和負責行動的能力。具體表現(xiàn)：學生能夠意識到信息安全的重要性，采取適當的措施保護項目數據和個人隱私。學生能夠遵守信息法律法規(guī)和倫理準則，在項目設計中避免使用侵權或違法的內容。學生能夠關注信息技術革命所帶來的環(huán)境問題與人文問題，如硬件的可持續(xù)性、用戶交互的倫理性等。學生對于信息技術創(chuàng)新所產生的新觀念和新事物具有積極學習的態(tài)度，能夠理性判斷其價值和影響。學生在項目設計和實現(xiàn)過程中能夠負責任地行動，確保項目的合法性和倫理性。二、學業(yè)評價實施（一）評價原則全面性：評價應涵蓋信息意識、計算思維、數字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任四個方面，確保評價的全面性。公正性：評價應公平對待每一位學生，避免主觀偏見和歧視，確保評價的公正性。有效性：評價應能夠準確反映學生的學習成果和教師的教學效果，為教學改進提供有力支持，確保評價的有效性。（二）評價方式過程性評價：通過觀察學生在項目設計過程中的表現(xiàn)，如信息收集、問題分析、方案設計、團隊協(xié)作等，進行過程性評價。過程性評價可以采用觀察記錄、小組討論、同伴評價等方式進行。成果性評價：通過評價學生的項目成果，如硬件作品、設計文檔、演示視頻等，進行成果性評價。成果性評價可以采用教師評價、專家評審、用戶反饋等方式進行。自我反思性評價：鼓勵學生進行自我反思，總結項目設計過程中的經驗和教訓，提出改進意見。自我反思性評價可以通過撰寫學習日志、項目總結報告等方式進行。（三）評價內容信息意識評價：主要評價學生在項目設計過程中信息收集、處理、共享等方面的表現(xiàn)。具體評價內容包括信息收集的全面性、準確性、時效性；信息處理的合理性、有效性；信息共享的積極性和效果等。計算思維評價：主要評價學生在項目設計過程中問題界定、抽象特征、建立模型、組織數據、設計算法等方面的表現(xiàn)。具體評價內容包括問題界定的準確性、抽象特征的合理性、結構模型的清晰度、數據組織的邏輯性、算法設計的有效性等。數字化學習與創(chuàng)新評價：主要評價學生在項目設計過程中數字化學習環(huán)境適應、學習資源與工具操作技能、自主學習與協(xié)同工作、知識分享與創(chuàng)新創(chuàng)造等方面的表現(xiàn)。具體評價內容包括數字化學習環(huán)境的利用情況、學習資源與工具的操作熟練度、自主學習與協(xié)同工作的效果、知識分享與創(chuàng)新創(chuàng)造的成果等。信息社會責任評價：主要評價學生在項目設計過程中信息安全意識、法律法規(guī)遵守情況、環(huán)境問題與人文問題關注程度、新觀念和新事物學習態(tài)度以及負責任行動能力等方面的表現(xiàn)。具體評價內容包括信息安全措施的有效性、法律法規(guī)遵守的自覺性、環(huán)境問題與人文問題的關注度、新觀念和新事物學習的積極性、負責任行動的具體表現(xiàn)等。（四）評價結果反饋評價結果應及時反饋給學生和教師，以便學生了解自己的學習成果和不足之處，教師了解教學效果和改進方向。反饋方式可以采用口頭反饋、書面反饋、個別指導等方式進行。還應鼓勵學生根據評價結果進行自我反思和調整，促進個人成長和發(fā)展。對于表現(xiàn)優(yōu)秀的學生，應給予表揚和獎勵；對于表現(xiàn)不足的學生，應給予指導和幫助，鼓勵他們繼續(xù)努力。通過本次學業(yè)評價的實施，旨在全面、公正、有效地評價學生在開源硬件項目設計課程中的學習成果和教師的教學效果，為教學改進提供有力支持，促進學生的全面發(fā)展。十、大單元實施思路及教學結構圖一、大單元實施思路本單元以“創(chuàng)想未來生活”為主題，圍繞開源硬件創(chuàng)意設計展開教學。通過一系列活動，引導學生從需求分析、創(chuàng)意與創(chuàng)新、項目設計方案（包括功能設計、外觀設計、交互設計）、選擇硬件方案到審查并優(yōu)化方案，逐步培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)、計算思維、數字化學習與創(chuàng)新能力和信息社會責任。具體實施思路如下：情境導入與需求分析：通過生活中的實際需求和問題，激發(fā)學生的興趣和創(chuàng)造力。引導學生學習用戶畫像法和用戶調查法，從用戶需求出發(fā)，明確項目的核心需求和附加需求。創(chuàng)意與創(chuàng)新：采用頭腦風暴法，激發(fā)學生的創(chuàng)意和想象力。引導學生從無到有、從有到好兩個角度進行創(chuàng)意構思，提出解決方案。項目設計方案：功能設計：根據需求分析，明確項目的目標功能，通過功能列表和思維導圖進行功能設計。外觀設計：考慮產品的應用場景、使用體驗和內部構造，進行外觀設計。交互設計：從用戶角度出發(fā)，進行產品的交互設計，確保產品“能用”且“好用”。選擇硬件方案：核心板選擇：綜合考慮運算性能、功耗、價格、內置資源、擴展板功能、學習成本和社區(qū)資源等因素，選擇合適的核心板。周邊模塊選擇：根據功能設計，選擇相應的周邊模塊，確保模塊之間的接口兼容性和系統(tǒng)資源的合理分配。審查并優(yōu)化方案：方案審查：從硬件選型和外觀設計兩個方面進行審查，確保方案合理可行。方案優(yōu)化：根據審查結果和反饋意見，對方案進行優(yōu)化，提升項目的實用性和用戶體驗。總結評價：對學生的項目設計過程和最終成果進行評價，重點評價學生的信息素養(yǎng)、計算思維、數字化學習與創(chuàng)新能力和信息社會責任。鼓勵學生進行項目交流和分享，提升團隊協(xié)作和溝通能力。二、教學目標設定（一）信息意識學生能夠根據解決問題的需要，自覺、主動地尋求恰當的方式獲取與處理信息。學生能夠敏銳感覺到信息的變化，分析數據中所承載的信息，采用有效策略對信息來源的可靠性、內容的準確性、指向的目的性作出合理判斷。學生能夠在合作解決問題的過程中，愿意與團隊成員共享信息，實現(xiàn)信息的更大價值。（二）計算思維學生能夠采用計算機科學領域的思想方法界定問題、抽象特征、建立結構模型、合理組織數據。學生能夠通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案。學生能夠總結利用計算機解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關的其他問題解決中。（三）數字化學習與創(chuàng)新學生能夠認識數字化學習環(huán)境的優(yōu)勢和局限性，適應數字化學習環(huán)境，養(yǎng)成數字化學習與創(chuàng)新的習慣。學生能夠掌握數字化學習系統(tǒng)、學習資源與學習工具的操作技能，用于開展自主學習、協(xié)同工作、知識分享與創(chuàng)新創(chuàng)造。學生能夠根據學習任務的復雜程度和個體學習需求的特點，合理運用數字化環(huán)境，主動參與協(xié)作學習與協(xié)同創(chuàng)作。（四）信息社會責任學生具有一定的信息安全意識與能力，能夠遵守信息法律法規(guī)，信守信息社會的道德與倫理準則。學生能夠在現(xiàn)實空間和虛擬空間中遵守公共規(guī)范，既能有效維護信息活動中個人的合法權益，又能積極維護他人合法權益和公共信息安全。學生能夠關注信息技術革命所帶來的環(huán)境問題與人文問題，對于信息技術創(chuàng)新所產生的新觀念和新事物，具有積極學習的態(tài)度、理性判斷和負責行動的能力。三、教學結構圖創(chuàng)想未來生活-開源硬件創(chuàng)意設計├──情境導入與需求分析│├──生活實例與問題激發(fā)│├──用戶畫像法學習│├──用戶調查法實踐│└──核心需求與附加需求明確├──創(chuàng)意與創(chuàng)新│├──頭腦風暴法引入│├──無到有創(chuàng)意構思│└──有到好方案改進├──項目設計方案│├──功能設計││├──功能列表制作││└──思維導圖構建│├──外觀設計││├──應用場景考慮││├──使用體驗關注││└──內部構造規(guī)劃│└──交互設計│├──可用性設計│└──用戶體驗優(yōu)化├──選擇硬件方案│├──核心板選擇││├──運算性能考慮││├──功耗與價格權衡││├──內置資源與擴展板評估││├──學習成本與社區(qū)資源考量││└──選擇流程遵循│└──周邊模塊選擇│├──功能需求對照│├──接口兼容性檢查│├──系統(tǒng)資源分配│└──模塊選擇確認├──審查并優(yōu)化方案│├──方案審查││├──硬件選型審查││└──外觀設計審查│└──方案優(yōu)化│├──反饋信息收集│├──優(yōu)化原則遵循│└──方案迭代完善└──總結評價├──項目設計過程評價├──最終成果評價├──信息素養(yǎng)評價├──計算思維評價├──數字化學習與創(chuàng)新評價└──信息社會責任評價四、具體教學實施步驟第一步：情境導入與需求分析（2課時）生活實例與問題激發(fā)（1課時）教師展示生活中的實際需求和問題，如智能叫醒服務、智能家居控制等。引導學生思考這些問題背后的技術實現(xiàn)方式和用戶需求。用戶畫像法學習（0.5課時）教師講解用戶畫像法的概念和方法。學生分組進行實踐，繪制自己或小組成員的用戶畫像。用戶調查法實踐（0.5課時）教師講解用戶調查法的步驟和技巧。學生分組進行用戶調查，收集并分析用戶需求。核心需求與附加需求明確（總結0.5課時）學生根據用戶畫像和用戶調查結果，明確項目的核心需求和附加需求。小組間分享需求分析結果，教師進行總結點評。第二步：創(chuàng)意與創(chuàng)新（2課時）頭腦風暴法引入（0.5課時）教師講解頭腦風暴法的原則和方法。學生分組進行頭腦風暴，提出創(chuàng)意和解決方案。無到有創(chuàng)意構思（1課時）學生根據核心需求和附加需求，進行從無到有的創(chuàng)意構思。小組內討論并篩選創(chuàng)意，形成初步方案。有到好方案改進（0.5課時）學生對初步方案進行改進和優(yōu)化，提升方案的實用性和創(chuàng)新性。小組間分享改進后的方案，教師進行總結點評。第三步：項目設計方案（4課時）功能設計（1.5課時）學生根據需求分析結果，明確項目的目標功能。學生制作功能列表和思維導圖，梳理功能之間的關系和實現(xiàn)方式。小組內討論并完善功能設計方案。外觀設計（1課時）學生考慮產品的應用場景、使用體驗和內部構造，進行外觀設計。學生繪制外觀設計圖，并說明設計理由。小組間分享外觀設計成果，教師進行總結點評。交互設計（1.5課時）學生從用戶角度出發(fā)，進行產品的交互設計。學生繪制交互設計流程圖或狀態(tài)轉換圖，說明交互方式。小組內討論并完善交互設計方案，制作交互設計原型。第四步：選擇硬件方案（2課時）核心板選擇（1課時）學生綜合考慮運算性能、功耗、價格、內置資源、擴展板功能、學習成本和社區(qū)資源等因素，選擇合適的核心板。學生撰寫核心板選擇報告，說明選擇理由。小組間分享核心板選擇成果，教師進行總結點評。周邊模塊選擇（1課時）學生根據功能設計，選擇相應的周邊模塊。學生檢查模塊之間的接口兼容性，合理分配系統(tǒng)資源。學生撰寫周邊模塊選擇報告，說明選擇理由和模塊之間的連接方式。小組間分享周邊模塊選擇成果，教師進行總結點評。第五步：審查并優(yōu)化方案（2課時）方案審查（1課時）學生從硬件選型和外觀設計兩個方面進行方案審查。學生填寫審查報告，指出方案中存在的問題和改進建議。小組內討論并修改方案，完善審查報告。方案優(yōu)化（1課時）學生根據審查報告和反饋意見，對方案進行優(yōu)化。學生遵循簡化和易用的原則，提升方案的實用性和用戶體驗。學生撰寫方案優(yōu)化報告，說明優(yōu)化內容和優(yōu)化效果。小組間分享方案優(yōu)化成果，教師進行總結點評。第六步：總結評價（1課時）項目設計過程評價（0.5課時）教師對學生的項目設計過程進行評價，重點評價學生的信息意識、計算思維和數字化學習與創(chuàng)新能力。學生進行自我反思，總結項目設計過程中的收獲和不足。最終成果評價（0.5課時）教師對學生的最終成果進行評價，重點評價項目的實用性、創(chuàng)新性和用戶體驗。學生進行項目交流和分享，展示最終成果，互相學習借鑒。信息社會責任評價（總結0.5課時）教師對學生的信息社會責任進行評價，重點評價學生在項目設計過程中的信息安全意識、法律法規(guī)遵守情況和倫理道德表現(xiàn)。學生進行自我評價和小組互評，提升信息社會責任意識。通過以上教學實施步驟，學生將逐步掌握開源硬件創(chuàng)意設計的方法和技能，提升信息素養(yǎng)、計算思維、數字化學習與創(chuàng)新能力和信息社會責任。十一、大情境、大任務創(chuàng)設一、大情境設定在信息化高速發(fā)展的今天，開源硬件已成為推動創(chuàng)新的重要力量。想象一下，未來的生活將因智能技術而變得更加便捷、高效和人性化。學生作為未來的社會建設者，通過掌握開源硬件創(chuàng)意設計的方法，不僅能提升自己的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，還能為未來的智能生活貢獻自己的力量。在本單元的學習中，我們將以“創(chuàng)想未來生活”為主題，通過一系列情境導入、需求分析、創(chuàng)意構思、項目設計、硬件選擇和方案優(yōu)化等活動，引導學生從用戶需求出發(fā)，結合開源硬件技術，設計并制作出具有實用性和創(chuàng)新性的智能作品。整個學習過程將圍繞“開源硬件創(chuàng)意設計”這一核心，逐步培養(yǎng)學生的信息意識、計算思維、數字化學習與創(chuàng)新能力和信息社會責任。二、大任務創(chuàng)設（一）教學目標設定信息意識學生能夠根據解決問題的需要，自覺、主動地尋求恰當的方式獲取與處理信息。學生能夠敏銳感覺到信息的變化，分析數據中所承載的信息，采用有效策略對信息來源的可靠性、內容的準確性、指向的目的性作出合理判斷。學生能夠在合作解決問題的過程中，愿意與團隊成員共享信息，實現(xiàn)信息的更大價值。計算思維學生能夠采用計算機科學領域的思想方法界定問題、抽象特征、建立結構模型、合理組織數據。學生能夠通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案。學生能夠總結利用計算機解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關的其他問題解決中。數字化學習與創(chuàng)新學生能夠認識數字化學習環(huán)境的優(yōu)勢和局限性，適應數字化學習環(huán)境，養(yǎng)成數字化學習與創(chuàng)新的習慣。學生能夠掌握數字化學習系統(tǒng)、學習資源與學習工具的操作技能，用于開展自主學習、協(xié)同工作、知識分享與創(chuàng)新創(chuàng)造。學生能夠根據學習任務的復雜程度和個體學習需求的特點，合理運用數字化環(huán)境，主動參與協(xié)作學習與協(xié)同創(chuàng)作。信息社會責任學生具有一定的信息安全意識與能力，能夠遵守信息法律法規(guī)，信守信息社會的道德與倫理準則。學生能夠在現(xiàn)實空間和虛擬空間中遵守公共規(guī)范，既能有效維護信息活動中個人的合法權益，又能積極維護他人合法權益和公共信息安全。學生能夠關注信息技術革命所帶來的環(huán)境問題與人文問題，對于信息技術創(chuàng)新所產生的新觀念和新事物，具有積極學習的態(tài)度、理性判斷和負責行動的能力。（二）大任務設計1.情境導入與需求分析情境導入：想象一下，未來的早晨，你不再被刺耳的鬧鈴聲驚醒，而是被柔和的光線、輕柔的音樂和清新的空氣緩緩喚醒。這一切，都得益于一款智能叫醒服務系統(tǒng)。這款系統(tǒng)不僅能夠根據你的睡眠習慣設定最合適的叫醒時間，還能通過環(huán)境感知模塊自動調節(jié)室內的光線、溫度和濕度，讓你在最佳的狀態(tài)下開始新的一天。需求分析：核心需求：準時醒來，以最佳狀態(tài)開始新的一天。附加需求：使用柔和的叫醒方式（如光線、音樂）；自動調節(jié)室內環(huán)境（光線、溫度、濕度）；具備擴展功能（如天氣預報、新聞播報）?；顒釉O計：用戶畫像法學習：引導學生學習用戶畫像法的概念和方法，繪制自己或小組成員的用戶畫像。用戶調查法實踐：通過問卷調查、訪談等方式，收集并分析目標用戶的需求。需求分析討論：小組討論，明確項目的核心需求和附加需求。2.創(chuàng)意與創(chuàng)新頭腦風暴法引入：采用頭腦風暴法，引導學生從無到有、從有到好兩個角度進行創(chuàng)意構思。鼓勵學生大膽想象，提出各種可能的解決方案。創(chuàng)意構思活動：從無到有：設想一些全新的叫醒服務方式，如利用虛擬現(xiàn)實技術創(chuàng)造夢境叫醒體驗。從有到好：對現(xiàn)有叫醒服務進行改進，如增加智能識別功能，根據用戶的睡眠狀態(tài)自動調整叫醒策略。方案篩選與優(yōu)化：小組討論，對提出的創(chuàng)意進行篩選和優(yōu)化，形成初步的項目方案。3.項目設計方案功能設計：功能列表制作：根據需求分析結果，列出智能叫醒服務系統(tǒng)的所有功能，如定時叫醒、光線調節(jié)、音樂播放、溫濕度控制等。思維導圖構建：利用思維導圖工具，梳理各功能之間的關系和實現(xiàn)方式。外觀設計：應用場景考慮：考慮智能叫醒服務系統(tǒng)的使用場景，如臥室、客廳等。使用體驗關注：關注用戶的使用體驗，設計簡潔、美觀、易用的外觀。內部構造規(guī)劃：規(guī)劃系統(tǒng)的內部構造，確保各模塊之間的合理布局和有效連接。交互設計：可用性設計：設計直觀、易用的用戶界面，確保用戶能夠輕松操作。用戶體驗優(yōu)化：通過用戶測試，收集反饋意見，不斷優(yōu)化交互設計?；顒釉O計：功能設計討論：小組討論，完善功能設計方案。外觀設計草圖：繪制外觀設計草圖，并說明設計理由。交互設計原型：制作交互設計原型，進行用戶測試。4.選擇硬件方案核心板選擇：運算性能考慮：選擇運算性能強大的核心板，確保系統(tǒng)能夠流暢運行。功耗與價格權衡：考慮核心板的功耗和價格，選擇性價比高的產品。內置資源與擴展板評估：評估核心板的內置資源和擴展板功能，確保滿足項目需求。學習成本與社區(qū)資源考量：考慮核心板的學習成本和社區(qū)資源，選擇易于學習和獲得支持的產品。周邊模塊選擇：功能需求對照：根據功能設計需求，選擇相應的周邊模塊，如光線傳感器、溫濕度傳感器、音樂播放模塊等。接口兼容性檢查：檢查各模塊之間的接口兼容性，確保能夠有效連接。系統(tǒng)資源分配：合理分配系統(tǒng)資源，確保各模塊能夠正常運行。模塊選擇確認：小組討論，確認最終選擇的硬件方案?；顒釉O計：核心板選擇討論：小組討論，選擇合適的核心板。周邊模塊選擇：根據功能需求，選擇合適的周邊模塊。硬件方案匯報：小組匯報硬件選擇方案，并進行全班討論。5.審查并優(yōu)化方案方案審查：硬件選型審查：審查核心板和周邊模塊的技術參數，確保滿足項目需求。外觀設計審查：審查外觀設計草圖，確保美觀、實用、易于制作。交互設計審查：通過用戶測試，審查交互設計的可用性和用戶體驗。方案優(yōu)化：反饋信息收集：收集用戶測試反饋意見，整理匯總。優(yōu)化原則遵循：遵循簡化和易用的原則，對方案進行優(yōu)化。方案迭代完善：根據反饋意見，對方案進行迭代完善?；顒釉O計：方案審查討論：小組討論，審查硬件選型、外觀設計和交互設計。反饋意見整理：整理用戶測試反饋意見。方案優(yōu)化匯報：小組匯報優(yōu)化后的方案，并進行全班討論。6.總結評價項目設計過程評價：信息意識評價：評價學生在項目設計過程中獲取與處理信息的能力。計算思維評價：評價學生在項目設計過程中界定問題、抽象特征、建立結構模型的能力。數字化學習與創(chuàng)新評價：評價學生在項目設計過程中利用數字化資源和工具進行自主學習、協(xié)同工作和創(chuàng)新創(chuàng)造的能力。信息社會責任評價：評價學生在項目設計過程中遵守信息法律法規(guī)、倫理道德和公共安全規(guī)范的情況。最終成果評價：實用性評價：評價智能叫醒服務系統(tǒng)的實用性，是否滿足用戶需求。創(chuàng)新性評價：評價智能叫醒服務系統(tǒng)的創(chuàng)新性，是否具有獨特的功能和設計。用戶體驗評價：通過用戶測試，評價智能叫醒服務系統(tǒng)的用戶體驗?；顒釉O計：項目設計過程匯報：小組匯報項目設計過程，展示相關文檔和資料。最終成果展示：展示智能叫醒服務系統(tǒng)的實物或演示視頻，進行全班交流和評價。個人反思與總結：學生進行個人反思，總結項目設計過程中的收獲和不足。通過以上大情境、大任務的創(chuàng)設，學生將在“創(chuàng)想未來生活”的主題下，通過一系列實踐活動，逐步掌握開源硬件創(chuàng)意設計的方法和技能，提升自己的信息素養(yǎng)、計算思維、數字化學習與創(chuàng)新能力和信息社會責任。十二、單元學歷案（一）單元主題與課時單元主題：創(chuàng)想未來生活——開源硬件創(chuàng)意設計課時設計：情境導入與需求分析（2課時）生活實例與問題激發(fā)（1課時）用戶畫像法學習（0.5課時）用戶調查法實踐（0.5課時）核心需求與附加需求明確（總結0.5課時）創(chuàng)意與創(chuàng)新（2課時）頭腦風暴法引入（0.5課時）無到有創(chuàng)意構思（1課時）有到好方案改進（0.5課時）項目設計方案（4課時）功能設計（1.5課時）外觀設計（1課時）交互設計（1.5課時）選擇硬件方案（2課時）核心板選擇（1課時）周邊模塊選擇（1課時）審查并優(yōu)化方案（2課時）方案審查（1課時）方案優(yōu)化（1課時）總結評價（1課時）項目設計過程評價（0.5課時）最終成果評價（0.5課時）信息社會責任評價（總結0.5課時）（二）學習目標（一）信息意識學生能夠根據解決問題的需要，自覺、主動地尋求恰當的方式獲取與處理信息。學生能夠敏銳感覺到信息的變化，分析數據中所承載的信息，采用有效策略對信息來源的可靠性、內容的準確性、指向的目的性作出合理判斷。學生能夠在合作解決問題的過程中，愿意與團隊成員共享信息，實現(xiàn)信息的更大價值。（二）計算思維學生能夠采用計算機科學領域的思想方法界定問題、抽象特征、建立結構模型、合理組織數據。學生能夠通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案。學生能夠總結利用計算機解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關的其他問題解決中。（三）數字化學習與創(chuàng)新學生能夠認識數字化學習環(huán)境的優(yōu)勢和局限性，適應數字化學習環(huán)境，養(yǎng)成數字化學習與創(chuàng)新的習慣。學生能夠掌握數字化學習系統(tǒng)、學習資源與學習工具的操作技能，用于開展自主學習、協(xié)同工作、知識分享與創(chuàng)新創(chuàng)造。學生能夠根據學習任務的復雜程度和個體學習需求的特點，合理運用數字化環(huán)境，主動參與協(xié)作學習與協(xié)同創(chuàng)作。（四）信息社會責任學生具有一定的信息安全意識與能力，能夠遵守信息法律法規(guī)，信守信息社會的道德與倫理準則。學生能夠在現(xiàn)實空間和虛擬空間中遵守公共規(guī)范，既能有效維護信息活動中個人的合法權益，又能積極維護他人合法權益和公共信息安全。學生能夠關注信息技術革命所帶來的環(huán)境問題與人文問題，對于信息技術創(chuàng)新所產生的新觀念和新事物，具有積極學習的態(tài)度、理性判斷和負責行動的能力。（三）評價任務需求分析評價：通過用戶畫像和用戶調查，評價學生是否能準確識別并描述項目核心需求和附加需求。創(chuàng)意與創(chuàng)新評價：通過頭腦風暴和創(chuàng)意構思，評價學生是否能提出具有創(chuàng)新性和實用性的解決方案。項目設計方案評價：通過功能設計、外觀設計和交互設計，評價學生是否能合理規(guī)劃項目功能、外觀和交互方式。硬件方案選擇評價：通過核心板和周邊模塊的選擇，評價學生是否能根據需求選擇合適的硬件方案。方案審查與優(yōu)化評價：通過方案審查和優(yōu)化，評價學生是否能發(fā)現(xiàn)并解決問題，優(yōu)化項目方案。最終成果評價：通過項目交流和分享，評價學生的項目成果是否達到預期目標，是否具有創(chuàng)新性和實用性。信息社會責任評價：通過整個項目過程，評價學生是否表現(xiàn)出良好的信息安全意識、法律法規(guī)遵守情況和倫理道德表現(xiàn)。（四）學習過程1.情境導入與需求分析生活實例與問題激發(fā)（1課時）教師展示生活中的實際需求和問題，如智能叫醒服務、智能家居控制等。引導學生思考這些問題背后的技術實現(xiàn)方式和用戶需求。用戶畫像法學習（0.5課時）教師講解用戶畫像法的概念和方法。學生分組進行實踐，繪制自己或小組成員的用戶畫像。用戶調查法實踐（0.5課時）教師講解用戶調查法的步驟和技巧。學生分組進行用戶調查，收集并分析用戶需求。核心需求與附加需求明確（總結0.5課時）學生根據用戶畫像和用戶調查結果，明確項目的核心需求和附加需求。小組間分享需求分析結果，教師進行總結點評。2.創(chuàng)意與創(chuàng)新頭腦風暴法引入（0.5課時）教師講解頭腦風暴法的原則和方法。學生分組進行頭腦風暴，提出創(chuàng)意和解決方案。無到有創(chuàng)意構思（1課時）學生根據核心需求和附加需求，進行從無到有的創(chuàng)意構思。小組內討論并篩選創(chuàng)意，形成初步方案。有到好方案改進（0.5課時）學生對初步方案進行改進和優(yōu)化，提升方案的實用性和創(chuàng)新性。小組間分享改進后的方案，教師進行總結點評。3.項目設計方案功能設計（1.5課時）學生根據需求分析結果，明確項目的目標功能。學生制作功能列表和思維導圖，梳理功能之間的關系和實現(xiàn)方式。小組內討論并完善功能設計方案。外觀設計（1課時）學生考慮產品的應用場景、使用體驗和內部構造，進行外觀設計。學生繪制外觀設計圖，并說明設計理由。小組間分享外觀設計成果，教師進行總結點評。交互設計（1.5課時）學生從用戶角度出發(fā)，進行產品的交互設計。學生繪制交互設計流程圖或狀態(tài)轉換圖，說明交互方式。小組內討論并完善交互設計方案，制作交互設計原型。4.選擇硬件方案核心板選擇（1課時）學生綜合考慮運算性能、功耗、價格、內置資源、擴展板功能、學習成本和社區(qū)資源等因素，選擇合適的核心板。學生撰寫核心板選擇報告，說明選擇理由。小組間分享核心板選擇成果，教師進行總結點評。周邊模塊選擇（1課時）學生根據功能設計，選擇相應的周邊模塊。學生檢查模塊之間的接口兼容性，合理分配系統(tǒng)資源。學生撰寫周邊模塊選擇報告，說明選擇理由和模塊之間的連接方式。小組間分享周邊模塊選擇成果，教師進行總結點評。5.審查并優(yōu)化方案方案審查（1課時）學生從硬件選型和外觀設計兩個方面進行方案審查。學生填寫審查報告，指出方案中存在的問題和改進建議。小組內討論并修改方案，完善審查報告。方案優(yōu)化（1課時）學生根據審查報告和反饋意見，對方案進行優(yōu)化。學生遵循簡化和易用的原則，提升方案的實用性和用戶體驗。學生撰寫方案優(yōu)化報告，說明優(yōu)化內容和優(yōu)化效果。小組間分享方案優(yōu)化成果，教師進行總結點評。6.總結評價項目設計過程評價（0.5課時）教師對學生的項目設計過程進行評價，重點評價學生的信息意識、計算思維和數字化學習與創(chuàng)新能力。學生進行自我反思，總結項目設計過程中的收獲和不足。最終成果評價（0.5課時）教師對學生的最終成果進行評價，重點評價項目的實用性、創(chuàng)新性和用戶體驗。學生進行項目交流和分享，展示最終成果，互相學習借鑒。信息社會責任評價（總結0.5課時）教師對學生的信息社會責任進行評價，重點評價學生在項目設計過程中的信息安全意識、法律法規(guī)遵守情況和倫理道德表現(xiàn)。學生進行自我評價和小組互評，提升信息社會責任意識。（五）作業(yè)與檢測需求分析作業(yè)：要求學生完成用戶畫像和用戶調查報告，明確項目的核心需求和附加需求。創(chuàng)意與創(chuàng)新作業(yè)：要求學生進行頭腦風暴，提出創(chuàng)意和解決方案，并撰寫創(chuàng)意構思報告。項目設計方案作業(yè)：要求學生完成功能設計、外觀設計和交互設計，并提交相應的設計文檔和原型圖。硬件方案選擇作業(yè)：要求學生選擇合適的核心板和周邊模塊，并撰寫硬件選擇報告。方案審查與優(yōu)化作業(yè)：要求學生進行方案審查和優(yōu)化，并提交審查報告和優(yōu)化報告。最終成果展示：要求學生進行項目交流和分享，展示最終成果，并進行自我評價和小組互評。（六）學后反思通過本單元的學習，學生應該能夠掌握開源硬件創(chuàng)意設計的基本流程和方法，包括需求分析、創(chuàng)意與創(chuàng)新、項目設計方案、選擇硬件方案、審查并優(yōu)化方案等。學生還應該能夠提升信息素養(yǎng)、計算思維、數字化學習與創(chuàng)新能力和信息社會責任。在學習過程中，學生應該注重團隊合作和溝通交流，學會從多個角度思考問題，并提出具有創(chuàng)新性和實用性的解決方案。通過最終成果的展示和評價，學生應該能夠認識到自己的不足和進步空間，為未來的學習和實踐打下堅實的基礎。十三、學科實踐與跨學科學習設計一、教學目標設定通過本章《開源硬件創(chuàng)意設計》的教學，旨在培養(yǎng)學生的信息意識、計算思維、數字化學習與創(chuàng)新能力和信息社會責任，具體目標如下：（一）信息意識學生能夠根據解決問題的需要，自覺、主動地尋求恰當的方式獲取與處理信息。學生能夠敏銳感覺到信息的變化，分析數據中所承載的信息，采用有效策略對信息來源的可靠性、內容的準確性、指向的目的性作出合理判斷。學生能夠在合作解決問題的過程中，愿意與團隊成員共享信息，實現(xiàn)信息的更大價值。（二）計算思維學生能夠采用計算機科學領域的思想方法界定問題、抽象特征、建立結構模型、合理組織數據。學生能夠通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案。學生能夠總結利用計算機解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關的其他問題解決中。（三）數字化學習與創(chuàng)新學生能夠認識數字化學習環(huán)境的優(yōu)勢和局限性，適應數字化學習環(huán)境，養(yǎng)成數字化學習與創(chuàng)新的習慣。學生能夠掌握數字化學習系統(tǒng)、學習資源與學習工具的操作技能，用于開展自主學習、協(xié)同工作、知識分享與創(chuàng)新創(chuàng)造。學生能夠根據學習任務的復雜程度和個體學習需求的特點，合理運用數字化環(huán)境，主動參與協(xié)作學習與協(xié)同創(chuàng)作。（四）信息社會責任學生具有一定的信息安全意識與能力，能夠遵守信息法律法規(guī)，信守信息社會的道德與倫理準則。學生能夠在現(xiàn)實空間和虛擬空間中遵守公共規(guī)范，既能有效維護信息活動中個人的合法權益，又能積極維護他人合法權益和公共信息安全。學生能夠關注信息技術革命所帶來的環(huán)境問題與人文問題，對于信息技術創(chuàng)新所產生的新觀念和新事物，具有積極學習的態(tài)度、理性判斷和負責行動的能力。二、學習目標設定（一）信息意識理解并掌握用戶畫像法和用戶調查法，通過生活實例與問題激發(fā)，從用戶需求出發(fā)，明確項目的核心需求和附加需求。能夠通過團隊合作，共同收集、整理和分析用戶需求信息，提升信息獲取與處理的能力。（二）計算思維運用計算思維方法，對問題進行抽象和建模，明確項目的功能需求和外觀設計要求。能夠通過頭腦風暴法，激發(fā)創(chuàng)意，提出解決方案，并通過思維導圖和功能列表，梳理功能之間的關系和實現(xiàn)方式。（三）數字化學習與創(chuàng)新掌握數字化設計工具的使用方法，能夠利用這些工具進行外觀設計和交互設計。通過團隊合作，共同完成項目的數字化設計與創(chuàng)新，提升數字化學習與創(chuàng)新的能力。（四）信息社會責任在項目設計和實施過程中，關注信息安全和隱私保護，遵守信息法律法規(guī)和倫理道德準則。在項目交流和分享過程中，尊重他人的知識產權，積極分享自己的創(chuàng)新成果，提升信息社會責任意識。三、作業(yè)目標設定（一）信息意識完成用戶畫像和用戶調查，收集并整理用戶需求信息，形成需求分析報告。分享并分析其他小組的需求分析報告，提升信息獲取與處理的能力。（二）計算思維完成項目的功能設計和外觀設計，制作功能列表和思維導圖，梳理功能之間的關系和實現(xiàn)方式。分享并分析其他小組的功能設計和外觀設計，提升抽象和建模的能力。（三）數字化學習與創(chuàng)新利用數字化設計工具，完成項目的外觀設計和交互設計，繪制外觀設計圖和交互設計流程圖或狀態(tài)轉換圖。分享并分析其他小組的數字化設計成果，提升數字化學習與創(chuàng)新的能力。（四）信息社會責任在項目設計和實施過程中，關注信息安全和隱私保護，撰寫信息安全和隱私保護方案。在項目交流和分享過程中，尊重他人的知識產權，撰寫項目交流與分享報告，提升信息社會責任意識。四、學科實踐與跨學科學習設計（一）引言《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》強調，信息技術課程應注重培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)、計算思維、數字化學習與創(chuàng)新能力和信息社會責任。本章《開源硬件創(chuàng)意設計》的教學，旨在通過學科實踐與跨學科學習，將信息技術與其他學科相結合，提升學生的綜合素養(yǎng)。（二）實踐活動設計活動一：需求分析活動目標掌握用戶畫像法和用戶調查法，明確項目的核心需求和附加需求。提升學生的信息獲取與處理能力。活動內容教師活動：展示生活中的實際需求和問題，如智能叫醒服務、智能家居控制等，引導學生思考這些問題背后的技術實現(xiàn)方式和用戶需求。講解用戶畫像法和用戶調查法的概念和方法。學生活動：分組進行用戶畫像法和用戶調查法的實踐，收集并分析用戶需求，形成需求分析報告。小組間分享需求分析結果，教師進行總結點評?？鐚W科融合與數學學科結合，運用統(tǒng)計方法對用戶需求數據進行分析和整理。與語文學科結合，撰寫用戶需求分析報告，提升語言表達能力。活動二：創(chuàng)意與創(chuàng)新活動目標運用頭腦風暴法，激發(fā)學生的創(chuàng)意和想象力，提出解決方案。提升學生的計算思維和創(chuàng)新能力?；顒觾热萁處熁顒樱褐v解頭腦風暴法的原則和方法，引導學生從無到有、從有到好兩個角度進行創(chuàng)意構思。學生活動：分組進行頭腦風暴，提出創(chuàng)意和解決方案，并進行篩選和優(yōu)化。小組間分享改進后的方案，教師進行總結點評。跨學科融合與美術學科結合，進行外觀設計創(chuàng)意，提升審美能力。與物理學科結合，進行功能設計的物理原理分析，提升物理應用能力?；顒尤喉椖吭O計方案活動目標掌握開源硬件項目功能設計、外觀設計和交互設計的一般方法。提升學生的數字化學習與創(chuàng)新能力。活動內容教師活動：講解功能設計、外觀設計和交互設計的方法，引導學生完成項目的功能列表、思維導圖、外觀設計圖和交互設計流程圖或狀態(tài)轉換圖。學生活動：分組完成項目設計方案，包括功能設計、外觀設計和交互設計。小組間分享設計方案，教師進行總結點評?？鐚W科融合與信息技術學科結合，利用數字化設計工具進行外觀設計和交互設計。與工程學科結合，進行硬件選型和系統(tǒng)資源分配，提升工程實踐能力?；顒铀模哼x擇硬件方案活動目標了解核心板的功能特征、性能指標和周邊模塊的功能，選擇合適的硬件方案。提升學生的計算思維和數字化學習能力。活動內容教師活動：講解核心板和周邊模塊的選擇方法，引導學生根據功能需求選擇合適的硬件方案。學生活動：分組進行核心板和周邊模塊的選擇，撰寫硬件選型報告。小組間分享硬件選型結果，教師進行總結點評?？鐚W科融合與物理學科結合，分析硬件的性能指標和接口兼容性。與經濟學學科結合，進行成本效益分析，選擇合適的硬件方案?；顒游澹簩彶椴?yōu)化方案活動目標掌握開源硬件項目硬件審查和外觀審查的方法，對方案進行優(yōu)化。提升學生的計算思維和數字化學習能力。活動內容教師活動：講解方案審查和優(yōu)化的方法，引導學生對硬件選型和外觀設計進行審查，并根據反饋意見進行優(yōu)化。學生活動：分組進行方案審查和優(yōu)化，填寫審查報告和優(yōu)化記錄。小組間分享優(yōu)化后的方案，教師進行總結點評。跨學科融合與數學學科結合，運用優(yōu)化算法對方案進行優(yōu)化。與心理學學科結合，分析用戶體驗，提升方案的易用性和舒適度。（三）學科實踐與跨學科學習評價評價原則強調評價對教學的激勵、診斷和促進作用，發(fā)揮評價的導向功能。評價應面向全體學生，尊重學生的主體地位，促進學生的全面發(fā)展。評價應公平公正，注重過程性評價與總結性評價相結合。評價應科學合理，提高評價的信度和效度。評價內容信息意識：評價學生獲取與處理信息的能力，以及合作共享信息的能力。計算思維：評價學生抽象與建模的能力，以及運用算法解決問題的能力。數字化學習與創(chuàng)新：評價學生掌握數字化設計工具的能力，以及數字化學習與創(chuàng)新的成果。信息社會責任：評價學生在項目設計與實施過程中遵守信息法律法規(guī)和倫理道德準則的情況，以及在項目交流與分享過程中尊重他人知識產權的情況。評價方式過程性評價：通過觀察學生在實踐活動中的表現(xiàn)，記錄學生的學習過程和成果，進行評價?？偨Y性評價：通過學生的需求分析報告、項目設計方案、硬件選型報告、審查報告和優(yōu)化記錄等成果，進行評價?；ピu與自評：鼓勵學生進行互評和自評，提升自我反思和相互學習的能力。通過以上學科實踐與跨學科學習設計，學生將在實踐活動中，將信息技術與其他學科相結合，全面提升信息素養(yǎng)、計算思維、數字化學習與創(chuàng)新能力和信息社會責任。十四、大單元作業(yè)設計一、教學目標設定根據《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，結合人教版高中信息技術選擇性必修6《開源硬件項目設計》第3章《開源硬件創(chuàng)意設計》的教學內容，本單元的教學目標設定如下：信息意識：學生能夠根據解決問題的需要，自覺、主動地尋求恰當的方式獲取與處理信息，能夠敏銳感覺到信息的變化，分析數據中所承載的信息，采用有效策略對信息來源的可靠性、內容的準確性、指向的目的性作出合理判斷，在合作解決問題的過程中，愿意與團隊成員共享信息，實現(xiàn)信息的更大價值。計算思維：學生能夠采用計算機科學領域的思想方法界定問題、抽象特征、建立結構模型、合理組織數據，能夠通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案，能夠總結利用計算機解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關的其他問題解決中。數字化學習與創(chuàng)新：學生能夠認識數字化學習環(huán)境的優(yōu)勢和局限性，適應數字化學習環(huán)境，養(yǎng)成數字化學習與創(chuàng)新的習慣，掌握數字化學習系統(tǒng)、學習資源與學習工具的操作技能，用于開展自主學習、協(xié)同工作、知識分享與創(chuàng)新創(chuàng)造，能夠根據學習任務的復雜程度和個體學習需求的特點，合理運用數字化環(huán)境，主動參與協(xié)作學習與協(xié)同創(chuàng)作。信息社會責任：學生具有一定的信息安全意識與能力，能夠遵守信息法律法規(guī)，信守信息社會的道德與倫理準則，在現(xiàn)實空間和虛擬空間中遵守公共規(guī)范，既能有效維護信息活動中個人的合法權益，又能積極維護他人合法權益和公共信息安全，能夠關注信息技術革命所帶來的環(huán)境問題與人文問題，對于信息技術創(chuàng)新所產生的新觀念和新事物，具有積極學習的態(tài)度、理性判斷和負責行動的能力。二、作業(yè)目標設定本單元的作業(yè)設計旨在全面促進學生核心素養(yǎng)的發(fā)展，具體目標包括：信息意識：通過實際項目設計，學生能夠自覺、主動地收集和處理與項目相關的信息，對信息的可靠性和準確性進行判斷，愿意與團隊成員分享信息，共同完成項目。計算思維：學生在項目設計過程中，能夠運用計算機科學領域的思想方法界定問題、抽象特征、建立結構模型，并能夠通過判斷、分析與綜合各種信息資源，形成解決問題的方案。數字化學習與創(chuàng)新：學生能夠運用數字化學習系統(tǒng)和工具進行項目設計，開展自主學習和協(xié)同工作，通過項目實踐提升數字化學習與創(chuàng)新的能力。信息社會責任：學生在項目設計過程中，能夠遵守信息法律法規(guī)和倫理道德準則，關注信息安全，保護個人隱私和公共信息安全，積極承擔信息社會責任。三、大單元作業(yè)設計（一）項目需求分析與創(chuàng)意創(chuàng)新作業(yè)作業(yè)內容：需求分析：學生以小組為單位，選擇一個日常生活中的實際問題作為項目主題，如智能叫醒服務、智能家居控制等。通過用戶畫像法和用戶調查法，收集并分析目標用戶的需求，明確項目的核心需求和附加需求。撰寫需求分析報告，包括用戶特征、核心需求和附加需求等內容。創(chuàng)意與創(chuàng)新：針對項目的核心需求和附加需求，學生采用頭腦風暴法進行創(chuàng)意構思，提出多種解決方案。對創(chuàng)意進行篩選和優(yōu)化，形成初步的項目方案，并撰寫創(chuàng)意匯總表，包括項目名稱、項目目標、宣傳口號、項目設想、獨特之處等內容。作業(yè)要求：需求分析報告和創(chuàng)意匯總表需條理清晰，邏輯嚴密，能夠準確反映用戶的需求和項目的創(chuàng)意。小組合作完成，鼓勵團隊成員之間的交流和分享，共同完成項目。評價標準：信息意識：學生是否主動收集和處理與項目相關的信息，對信息的可靠性和準確性進行判斷。計算思維：學生是否運用計算機科學領域的思想方法進行需求分析和創(chuàng)意構思。數字化學習與創(chuàng)新：學生是否運用數字化工具進行需求分析和創(chuàng)意匯總。信息社會責任：學生是否關注信息安全，保護個人隱私和公共信息安全。（二）項目設計方案作業(yè)作業(yè)內容：功能設計：根據需求分析的結果，學生明確項目的目標功能，制作功能列表和思維導圖，梳理功能之間的關系和實現(xiàn)方式。撰寫功能設計方案，包括功能描述、功能劃分、實現(xiàn)手段等內容。外觀設計：學生考慮產品的應用場景、使用體驗和內部構造，進行外觀設計，繪制外觀設計圖，并說明設計理由。撰寫外觀設計方案，包括外形、圖案、色彩等設計元素。交互設計：學生從用戶角度出發(fā)，進行產品的交互設計，繪制交互設計流程圖或狀態(tài)轉換圖，說明交互方式。撰寫交互設計方案，包括交互設計的目的、目標、影響因素、主要原則和設計方式等內容。作業(yè)要求：功能設計方案、外觀設計方案和交互設計方案需條理清晰，邏輯嚴密，能夠準確反映項目的設計思路。設計圖需清晰美觀，能夠直觀反映設計效果。小組合作完成，鼓勵團隊成員之間的交流和分享，共同完成項目。評價標準：信息意識：學生是否主動收集和處理與項目設計相關的信息，對信息的可靠性和準確性進行判斷。計算思維：學生是否運用計算機科學領域的思想方法進行功能設計、外觀設計和交互設計。數字化學習與創(chuàng)新：學生是否運用數字化工具進行設計和繪圖。信息社會責任：學生是否關注產品的用戶體驗和交互設計，確保產品“能用”且“好用”。（三）選擇硬件方案作業(yè)作業(yè)內容：核心板選擇：學生綜合考慮運算性能、功耗、價格、內置資源、擴展板功能、學習成本和社區(qū)資源等因素，選擇合適的核心板。撰寫核心板選擇報告，包括選擇理由、核心板的功能特征、性能指標等內容。周邊模塊選擇：學生根據功能設計，選擇相應的周邊模塊，確保模塊之間的接口兼容性和系統(tǒng)資源的合理分配。撰寫周邊模塊選擇報告，包括選擇理由、模塊的功能性能、接口兼容性等內容。作業(yè)要求：核心板選擇報告和周邊模塊選擇報告需條理清晰，邏輯嚴密，能夠準確反映硬件選擇的過程和理由。小組合作完成，鼓勵團隊成員之間的交流和分享，共同完成項目。評價標準：信息意識：學生是否主動收集和處理與硬件選擇相關的信息，對信息的可靠性和準確性進行判斷。計算思維：學生是否運用計算機科學領域的思想方法進行硬件選擇和系統(tǒng)資源分配。數字化學習與創(chuàng)新：學生是否運用數字化工具進行硬件選擇和系統(tǒng)資源分配。信息社會責任：學生是否關注硬件的功耗和價格，確保項目的經濟性和可行性。（四）審查并優(yōu)化方案作業(yè)作業(yè)內容：方案審查：學生從硬件選型和外觀設計兩個方面進行方案審查，填寫審查報告，指出方案中存在的問題和改進建議。小組內討論并修改方案，完善審查報告。方案優(yōu)化：學生根據審查報告和反饋意見，對方案進行優(yōu)化，遵循簡化和易用的原則，提升方案的實用性和用戶體驗。撰寫方案優(yōu)化報告，包括優(yōu)化內容、優(yōu)化效果等內容。作業(yè)要求：審查報告和優(yōu)化報告需條理清晰，邏輯嚴密，能夠準確反映方案審查和優(yōu)化的過程和結果。小組合作完成，鼓勵團隊成員之間的交流和分享，共同完成項目。評價標準：信息意識：學生是否主動收集和處理與方案審查和優(yōu)化相關的信息，對信息的可靠性和準確性進行判斷。計算思維：學生是否運用計算機科學領域的思想方法進行方案審查和優(yōu)化。數字化學習與創(chuàng)新：學生是否運用數字化工具進行方案審查和優(yōu)化。信息社會責任：學生是否關注方案的實用性和用戶體驗，確保方案符合實際需求。（五）項目總結與評價作業(yè)作業(yè)內容：項目總結：學生撰寫項目總結報告，包括項目設計過程