2023-2024學年天津市中小學生mixly創(chuàng)意編程 第12課 換擋風扇-說課稿

2023-2024學年天津市中小學生mixly創(chuàng)意編程第12課換擋風扇-說課稿一、設計意圖

本節(jié)課旨在通過“換擋風扇”項目，引導學生運用Mixly創(chuàng)意編程軟件，學習控制風扇轉(zhuǎn)速的基本方法，培養(yǎng)學生的邏輯思維和編程能力。課程內(nèi)容與課本中“控制模塊”相關(guān)聯(lián)，通過實際操作，讓學生體驗編程在生活中的應用，激發(fā)學生學習興趣，提高學生的實踐操作能力。二、核心素養(yǎng)目標三、學習者分析

1.學生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：學生已具備基礎的計算機操作能力和對Mixly編程軟件的基本了解，能夠進行簡單的編程操作，如變量、函數(shù)的使用。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：學生對科技創(chuàng)新和編程有著濃厚的興趣，動手能力強，喜歡探索新事物。學習風格上，多數(shù)學生偏好動手實踐，通過實際操作來學習新知識。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：部分學生在編程邏輯思維方面存在困難，對控制模塊的理解不夠深入，可能導致編程過程中出現(xiàn)錯誤。此外，對于編程的調(diào)試和錯誤排查，部分學生可能感到困惑。針對這些困難，教師需引導學生逐步理解編程邏輯，加強實踐操作，提高解決問題的能力。四、教學方法與策略

1.采用項目導向?qū)W習法，通過“換擋風扇”項目，讓學生在實踐中學習和應用編程知識。

2.設計實驗活動，讓學生分組合作，動手連接電路，編程控制風扇轉(zhuǎn)速，提高學生的動手能力和團隊協(xié)作能力。

3.利用Mixly軟件進行編程教學，結(jié)合視頻教程和實時指導，幫助學生理解和掌握編程技巧。

4.通過問題解決教學，引導學生分析問題、設計解決方案，并調(diào)試程序，培養(yǎng)編程思維和問題解決能力。五、教學過程

一、導入新課

1.老師角色：同學們，今天我們來學習新的內(nèi)容——“換擋風扇”。大家有沒有想過，我們?nèi)绾瓮ㄟ^編程來控制風扇的轉(zhuǎn)速呢？讓我們一起走進今天的課堂，探索這個有趣的課題。

2.學生角色：老師，聽起來很有趣！我們都很期待學習如何控制風扇轉(zhuǎn)速。

二、新課講解

1.老師角色：首先，我們要了解風扇的工作原理。風扇通過電機帶動葉片旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生風。接下來，我們將學習如何通過編程來控制電機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)換擋功能。

2.學生角色：老師，電機轉(zhuǎn)速是如何控制的呢？

3.老師角色：電機轉(zhuǎn)速的控制通常通過改變通過電機的電流來實現(xiàn)。在Mixly編程軟件中，我們可以使用PWM（脈沖寬度調(diào)制）模塊來控制電機轉(zhuǎn)速。

4.學生角色：PWM模塊是什么？如何使用？

5.老師角色：PWM模塊可以通過調(diào)整脈沖的寬度來改變電流的大小，從而控制電機的轉(zhuǎn)速。在Mixly中，我們只需要設置PWM模塊的占空比參數(shù)即可。

6.學生角色：那我們該如何設置占空比呢？

7.老師角色：首先，我們需要知道電機的最大轉(zhuǎn)速和最小轉(zhuǎn)速對應的占空比。然后，根據(jù)實際需求，設置相應的占空比來控制電機的轉(zhuǎn)速。

8.學生角色：明白了，那我們該如何連接電路呢？

9.老師角色：接下來，我將演示如何連接電路。首先，將電機連接到Arduino板上。然后，將PWM模塊的輸出端連接到電機的控制線。最后，將Arduino板連接到電腦，打開Mixly軟件。

10.學生角色：好的，我們明白了。

三、實踐操作

1.老師角色：現(xiàn)在，請大家按照以下步驟進行操作：

a.打開Mixly軟件，選擇相應的Arduino板型號。

b.添加PWM模塊，并設置占空比參數(shù)。

c.連接電路，確保連接正確。

d.編寫控制程序，實現(xiàn)換擋功能。

e.運行程序，觀察風扇轉(zhuǎn)速的變化。

2.學生角色：我們按照老師的步驟進行操作，嘗試控制風扇轉(zhuǎn)速。

四、問題解決

1.老師角色：在操作過程中，如果遇到問題，請及時與我或同學討論，共同解決問題。

2.學生角色：老師，我的程序運行了，但風扇轉(zhuǎn)速沒有變化。

3.老師角色：請檢查一下電路連接是否正確，以及占空比參數(shù)是否設置正確。

4.學生角色：我檢查了電路連接，占空比也設置正確，但風扇還是不轉(zhuǎn)。

5.老師角色：請確保Arduino板與電腦連接正常，且Mixly軟件版本與Arduino板型號匹配。

6.學生角色：好的，我重新連接了Arduino板，現(xiàn)在風扇轉(zhuǎn)速正常了。

五、總結(jié)與反思

1.老師角色：同學們，今天我們學習了如何通過編程控制風扇轉(zhuǎn)速。大家掌握了PWM模塊的使用方法，并成功實現(xiàn)了換擋功能。希望你們能將所學知識應用到實際項目中，發(fā)揮編程的創(chuàng)造力。

2.學生角色：謝謝老師！我們學到了很多新知識，以后還要繼續(xù)努力。

六、課后作業(yè)

1.老師角色：請大家完成以下作業(yè)：

a.嘗試調(diào)整占空比參數(shù)，觀察風扇轉(zhuǎn)速的變化。

b.嘗試編寫程序，實現(xiàn)風扇的自動控制，如根據(jù)溫度變化自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。

c.分享你在學習過程中的收獲和遇到的困難。

2.學生角色：好的，我們明白了，課后會認真完成作業(yè)。六、知識點梳理

1.PWM（脈沖寬度調(diào)制）模塊的基本原理和應用：

-PWM是一種模擬信號數(shù)字化控制技術(shù)，通過調(diào)整脈沖的寬度來控制電流的大小。

-在Mixly編程軟件中，PWM模塊用于控制電機轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)LED亮度等。

2.Mixly編程軟件中的PWM模塊使用方法：

-添加PWM模塊到程序中。

-設置PWM模塊的占空比參數(shù)，以控制電機的轉(zhuǎn)速。

-調(diào)整PWM模塊的頻率，影響電機的響應速度。

3.電機轉(zhuǎn)速與PWM占空比的關(guān)系：

-占空比越高，電流越大，電機轉(zhuǎn)速越快。

-占空比越低，電流越小，電機轉(zhuǎn)速越慢。

4.電路連接方法：

-將電機連接到Arduino板上的PWM輸出端口。

-確保電機正負極正確連接，避免損壞電機。

5.編程實現(xiàn)換擋功能：

-設計程序邏輯，根據(jù)實際需求設置不同的占空比。

-通過程序切換不同的占空比，實現(xiàn)風扇轉(zhuǎn)速的換擋。

6.問題解決與調(diào)試技巧：

-檢查電路連接是否正確，確保連接穩(wěn)固。

-設置正確的占空比參數(shù)，避免程序運行錯誤。

-使用調(diào)試工具，如串口監(jiān)視器，觀察程序運行狀態(tài)。

7.實踐操作步驟：

-打開Mixly編程軟件，選擇合適的Arduino板型號。

-添加PWM模塊，設置占空比參數(shù)。

-連接電路，確保連接正確。

-編寫控制程序，實現(xiàn)換擋功能。

-運行程序，觀察風扇轉(zhuǎn)速的變化。

8.自動控制實現(xiàn)方法：

-根據(jù)溫度變化或其他因素，設置動態(tài)調(diào)整占空比的邏輯。

-通過程序?qū)崿F(xiàn)風扇轉(zhuǎn)速的自動調(diào)節(jié)，提高使用便利性。

9.課堂討論與分享：

-鼓勵學生在課堂上積極討論，分享學習心得和遇到的問題。

-通過討論，共同解決實際問題，提高編程能力。

10.課后作業(yè)與拓展：

-完成課后作業(yè)，鞏固所學知識。

-嘗試將所學知識應用到實際項目中，發(fā)揮編程的創(chuàng)造力。七、板書設計

①本文重點知識點：

-PWM（脈沖寬度調(diào)制）模塊的基本原理

-Mixly編程軟件中PWM模塊的使用方法

-電機轉(zhuǎn)速與PWM占空比的關(guān)系

②重點詞句：

-脈沖寬度調(diào)制（PWM）

-占空比

-電流大小

-電機轉(zhuǎn)速

③板書布局：

-頂部：標題——“換擋風扇-知識點梳理”

-中部：

-第一列：PWM模塊

-PWM的基本原理

-Mixly中PWM模塊的使用

-占空比調(diào)整

-第二列：電機控制

-電機轉(zhuǎn)速與占空比關(guān)系

-電路連接方法

-編程實現(xiàn)換擋

-底部：

-問題解決與調(diào)試技巧

-實踐操作步驟

-自動控制實現(xiàn)方法

-課后作業(yè)與拓展八、教學反思與總結(jié)

嗯，今天我們這節(jié)課的內(nèi)容是“換擋風扇”，通過這個項目，我想和大家分享一下我的教學反思和總結(jié)。

首先，我覺得在教學方法上，我嘗試了項目導向?qū)W習法，讓學生通過實際操作來學習編程知識。我看到學生們在動手連接電路、編寫程序的過程中，他們的眼神里充滿了好奇和興奮。這種教學方法激發(fā)了他們的學習興趣，也讓他們在實踐中理解了PWM模塊的應用。我覺得這是一個成功的嘗試。

但是，我也發(fā)現(xiàn)了一些不足。比如，在講解PWM模塊的原理時，可能有些學生理解起來有些困難。我意識到，在今后的教學中，我應該更加注重基礎知識的講解，用更簡單易懂的語言來幫助學生理解復雜的概念。

在教學管理方面，我盡量保持了課堂的活躍氛圍，鼓勵學生提問和討論。但是，我發(fā)現(xiàn)有時候課堂紀律管理還是有些挑戰(zhàn)，尤其是在實驗操作環(huán)節(jié)，有些學生可能會分心。我打算在今后的教學中，更加注重課堂紀律的培養(yǎng)，確保每個學生都能集中精力學習。

說到教學效果，我覺得整體來說是比較滿意的。學生們通過這節(jié)課，不僅學會了如何控制風扇轉(zhuǎn)速，還加深了對編程的理解。他們的編程技能和問題解決能力都有了明顯的提升。在情感態(tài)度方面，學生們對編程產(chǎn)生了更濃厚的興趣，這種積極的態(tài)度對我來說是非常寶貴的。

當然，也存在一些問題。比如，有些學生對于編程邏輯的理解還不夠深入，這在一