第16課 計(jì)步器-高中信息技術(shù)Arduino開源硬件系列課程說課稿

第16課計(jì)步器-高中信息技術(shù)Arduino開源硬件系列課程說課稿學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容為Arduino開源硬件與計(jì)步器的制作，涉及到的教材章節(jié)為《高中信息技術(shù)》Arduino開源硬件系列課程。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系緊密。學(xué)生已經(jīng)掌握了Arduino編程基礎(chǔ)，本節(jié)課將在此基礎(chǔ)上，通過學(xué)習(xí)如何使用Arduino模塊和傳感器制作計(jì)步器，將理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。學(xué)生將通過Arduino編程學(xué)習(xí)，提升問題解決能力，學(xué)會(huì)將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目，增強(qiáng)創(chuàng)新思維和動(dòng)手操作能力，同時(shí)培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作和項(xiàng)目管理的意識(shí)。通過制作計(jì)步器，學(xué)生能夠理解傳感器數(shù)據(jù)采集和處理的重要性，以及編程在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用價(jià)值。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了Arduino編程基礎(chǔ)，包括熟悉Arduino開發(fā)環(huán)境、編程語(yǔ)言基礎(chǔ)、基本電路連接等知識(shí)。他們能夠理解變量、循環(huán)、條件語(yǔ)句等編程概念，并能夠編寫簡(jiǎn)單的程序。

2.學(xué)生對(duì)信息技術(shù)和編程有著濃厚的興趣，尤其是在開源硬件領(lǐng)域。他們的學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，能夠快速掌握新知識(shí)，但在實(shí)踐中可能存在細(xì)節(jié)處理不足的問題。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生傾向于動(dòng)手實(shí)踐，而另一部分學(xué)生可能更偏向于理論學(xué)習(xí)。

3.學(xué)生在制作計(jì)步器時(shí)可能遇到的困難和挑戰(zhàn)包括：傳感器數(shù)據(jù)讀取不準(zhǔn)確、電路連接錯(cuò)誤、程序邏輯錯(cuò)誤等。此外，對(duì)于編程邏輯和電路原理的理解不夠深入，可能導(dǎo)致項(xiàng)目難以順利完成。針對(duì)這些挑戰(zhàn)，教師需要引導(dǎo)學(xué)生逐步解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的耐心和解決問題的能力。教學(xué)資源1.軟硬件資源：Arduino開發(fā)板、計(jì)步傳感器模塊、電阻、電容、導(dǎo)線、面包板、電源適配器。

2.課程平臺(tái)：學(xué)校實(shí)驗(yàn)室或教室，配備電腦和互聯(lián)網(wǎng)連接。

3.信息化資源：ArduinoIDE軟件、傳感器數(shù)據(jù)手冊(cè)、電路圖設(shè)計(jì)軟件。

4.教學(xué)手段：PPT演示文稿、實(shí)物展示、學(xué)生操作示范、在線教學(xué)視頻。教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)（用時(shí)5分鐘）

-教師通過展示生活中常見的計(jì)步器，提問：“同學(xué)們，你們知道計(jì)步器是如何工作的嗎？”

-學(xué)生回答后，教師引導(dǎo)：“今天我們將學(xué)習(xí)如何使用Arduino開源硬件制作一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)步器?！?/p>

-創(chuàng)設(shè)情境：播放一段健康生活的視頻，提問：“如何才能更好地了解自己的運(yùn)動(dòng)情況呢？”

-引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握Arduino計(jì)步器的制作方法和原理。

2.講授新課（用時(shí)10分鐘）

-教師講解Arduino編程基礎(chǔ)，包括變量、循環(huán)、條件語(yǔ)句等概念。

-結(jié)合計(jì)步器的制作，介紹傳感器模塊和電路連接方法。

-演示ArduinoIDE軟件的使用，包括編寫、上傳程序等操作。

3.學(xué)生操作示范（用時(shí)5分鐘）

-教師現(xiàn)場(chǎng)演示計(jì)步器的制作過程，包括傳感器模塊安裝、電路連接、程序編寫等步驟。

-學(xué)生觀察并記錄關(guān)鍵步驟，為后續(xù)實(shí)踐做準(zhǔn)備。

4.工作坊實(shí)踐（用時(shí)20分鐘）

-學(xué)生分組，每組準(zhǔn)備Arduino開發(fā)板、計(jì)步傳感器模塊等材料。

-學(xué)生根據(jù)教師講解的步驟，開始動(dòng)手制作計(jì)步器。

-教師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生疑問，糾正操作錯(cuò)誤。

5.鞏固練習(xí)（用時(shí)10分鐘）

-學(xué)生展示自己的計(jì)步器，講解其工作原理和制作過程。

-教師提問：“如何提高計(jì)步器的精度？”

-學(xué)生討論并分享自己的見解。

6.課堂提問（用時(shí)5分鐘）

-教師提問：“同學(xué)們，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你們覺得計(jì)步器還有哪些應(yīng)用場(chǎng)景？”

-學(xué)生回答，教師總結(jié)并拓展相關(guān)知識(shí)。

7.總結(jié)與反思（用時(shí)5分鐘）

-教師總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)。

-學(xué)生反思自己的學(xué)習(xí)過程，提出改進(jìn)建議。

8.布置作業(yè)（用時(shí)1分鐘）

-教師布置作業(yè)：“請(qǐng)同學(xué)們嘗試設(shè)計(jì)一個(gè)具有更多功能的計(jì)步器?！?/p>

整個(gè)教學(xué)過程設(shè)計(jì)緊扣實(shí)際學(xué)情，圍繞核心素養(yǎng)能力拓展要求，通過雙邊互動(dòng)的方式，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作、創(chuàng)新思維和問題解決能力。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-Arduino開源硬件平臺(tái)的發(fā)展歷程及最新動(dòng)態(tài)。

-傳感器技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，如環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能家居等。

-電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，包括基本電路元件、電路分析方法等。

-計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言基礎(chǔ)，如C++、Python等，適用于Arduino編程。

-物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本原理和應(yīng)用，了解Arduino在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用案例。

2.拓展建議：

-鼓勵(lì)學(xué)生關(guān)注Arduino開源硬件平臺(tái)的發(fā)展，了解新技術(shù)和新產(chǎn)品。

-建議學(xué)生閱讀傳感器技術(shù)相關(guān)的書籍或在線資料，深入了解傳感器的工作原理和應(yīng)用。

-組織學(xué)生進(jìn)行電路設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)，如設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的電路，了解電路元件的特性。

-推薦學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言，為Arduino編程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

-鼓勵(lì)學(xué)生參與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的競(jìng)賽或項(xiàng)目，將Arduino應(yīng)用于實(shí)際場(chǎng)景，如智能家居、智能農(nóng)業(yè)等。

-組織學(xué)生參觀科技館或企業(yè)，了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用和未來發(fā)展。

-建議學(xué)生參與開源項(xiàng)目，如GitHub上的Arduino項(xiàng)目，學(xué)習(xí)他人的編程技巧和項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。

-鼓勵(lì)學(xué)生撰寫技術(shù)博客或參與技術(shù)論壇，分享自己的學(xué)習(xí)心得和項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。

-提供在線教育平臺(tái)資源，如MOOC（大型在線開放課程）中的Arduino課程，幫助學(xué)生進(jìn)行自我提升。

-建議學(xué)生關(guān)注國(guó)內(nèi)外科技新聞，了解物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等前沿科技的發(fā)展動(dòng)態(tài)。

-鼓勵(lì)學(xué)生參與社區(qū)活動(dòng)，如Arduino用戶小組，與其他愛好者交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。板書設(shè)計(jì)①Arduino計(jì)步器制作流程

-硬件準(zhǔn)備：Arduino開發(fā)板、計(jì)步傳感器、電阻、電容、導(dǎo)線、面包板

-軟件準(zhǔn)備：ArduinoIDE軟件

-電路連接：傳感器連接、電源連接

-程序編寫：初始化、讀取傳感器數(shù)據(jù)、計(jì)算步數(shù)、顯示結(jié)果

②傳感器數(shù)據(jù)讀取與處理

-傳感器原理：電阻式傳感器、光敏傳感器等

-數(shù)據(jù)讀?。耗M信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)

-數(shù)據(jù)處理：濾波、閾值判斷

③Arduino編程基礎(chǔ)

-變量：定義、賦值、類型

-循環(huán)：for、while、do-while

-條件語(yǔ)句：if、elseif、switch

-函數(shù)：定義、調(diào)用、參數(shù)傳遞

④項(xiàng)目展示與討論

-計(jì)步器功能：計(jì)步、顯示步數(shù)

-項(xiàng)目改進(jìn)：增加功能、優(yōu)化性能

-團(tuán)隊(duì)協(xié)作：分工、溝通、協(xié)作

⑤課堂總結(jié)

-計(jì)步器制作要點(diǎn)

-Arduino編程技巧

-傳感器應(yīng)用拓展反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實(shí)踐導(dǎo)向：課程設(shè)計(jì)注重實(shí)踐操作，通過實(shí)際制作計(jì)步器，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)知識(shí)，提高動(dòng)手能力。

2.跨學(xué)科融合：將信息技術(shù)與物理、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識(shí)相結(jié)合，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.學(xué)生參與度不足：部分學(xué)生在課堂上的參與度不高，可能是因?yàn)閷?duì)計(jì)步器的興趣不夠，或者對(duì)Arduino編程有一定難度感到畏懼。

2.教學(xué)資源分配不均：由于實(shí)驗(yàn)室資源有限，部分學(xué)生可能無(wú)法及時(shí)獲得足夠的實(shí)踐機(jī)會(huì)。

3.評(píng)價(jià)方式單一：目前主要依靠學(xué)生完成的作品和課堂表現(xiàn)來評(píng)價(jià)，缺乏對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力和問題解決能力的全面評(píng)估。

反思改進(jìn)措施（三）

1.提高學(xué)生興趣：通過引入生活案例，如運(yùn)動(dòng)挑戰(zhàn)、健康監(jiān)測(cè)等，激發(fā)學(xué)生對(duì)計(jì)步器的興趣，提高課堂參與度。

2.優(yōu)化教學(xué)資源：與學(xué)校實(shí)驗(yàn)室協(xié)調(diào)，增加實(shí)踐機(jī)會(huì)，確保每個(gè)學(xué)生都能參與實(shí)踐操作。

3.豐富評(píng)價(jià)方式：除了作品和課堂表現(xiàn)，還可以通過小組討論、項(xiàng)目報(bào)告、學(xué)生自評(píng)等方式，全面評(píng)估學(xué)生的創(chuàng)新能力和問題解決能力。

4.加強(qiáng)師生互動(dòng)：鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上提出問題，教師及時(shí)給予解答，營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍。

5.引入項(xiàng)目制學(xué)習(xí)：將計(jì)步器制作項(xiàng)目分解