智能控?zé)艚虒W(xué)設(shè)計(jì)

智能“智能“控”燈——點(diǎn)亮美好生活一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介項(xiàng)目主題智能“控”燈—點(diǎn)亮美好生活項(xiàng)目目標(biāo)編程控制智能燈二、目標(biāo)分析教材分析根據(jù)需求設(shè)計(jì)用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)過(guò)程與控制的方案。在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中通過(guò)編程等手段驗(yàn)證過(guò)程與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，學(xué)情分析素養(yǎng)目標(biāo)基于以上對(duì)內(nèi)容與學(xué)情的分析，結(jié)合學(xué)科核心素養(yǎng)，我制定了如下素養(yǎng)目標(biāo)：1.能根據(jù)需求設(shè)計(jì)用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)過(guò)程與控制的方案，并用自然語(yǔ)言、流程圖簡(jiǎn)要地描述算法、分析問(wèn)題。（信息意識(shí)、計(jì)算思維）2.在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中通過(guò)編程等手段驗(yàn)證過(guò)程與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，理解用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)過(guò)程與控制的優(yōu)勢(shì)。（計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新）3.感受智能產(chǎn)品給生活帶來(lái)的便捷，了解過(guò)程與控制系統(tǒng)中可能會(huì)存在安全問(wèn)題，知道自主可控的系統(tǒng)對(duì)于解決安全問(wèn)題的重要性。（信息社會(huì)責(zé)任）教學(xué)方法與策略本項(xiàng)目基于在項(xiàng)目教學(xué)中，主要采用多感官參與學(xué)習(xí)法和啟發(fā)性探究學(xué)習(xí)法，引導(dǎo)學(xué)生在開(kāi)口說(shuō)、動(dòng)手畫(huà)、體驗(yàn)看、思考編程的過(guò)程中建構(gòu)新知，同時(shí)為學(xué)生提供導(dǎo)學(xué)案和學(xué)習(xí)支架，幫助學(xué)生攻克壁壘，降低學(xué)習(xí)難度。讓學(xué)生在親身體驗(yàn)和合作探究的過(guò)程中，理解用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)過(guò)程與控制的優(yōu)勢(shì)。從而形成項(xiàng)目學(xué)習(xí)成果，提升信息學(xué)科核心素養(yǎng)。教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)智能控?zé)簟c(diǎn)亮美好生活環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖情境導(dǎo)入為響應(yīng)“綠色低碳、節(jié)能先行”的號(hào)召，學(xué)校少先隊(duì)大隊(duì)部特向各年級(jí)組征集創(chuàng)意作品，經(jīng)過(guò)商討，六年級(jí)組的孩子們打算通過(guò)編程搭建簡(jiǎn)易的智能燈控制系統(tǒng)，呼吁“節(jié)能降耗，低碳生活”。播放利用Mind+軟件編程實(shí)現(xiàn)控制的創(chuàng)意智能作品。結(jié)合項(xiàng)目情境進(jìn)行思考，如何通過(guò)編程搭建簡(jiǎn)易的智能燈控制系統(tǒng)。觀看創(chuàng)意智能作品，回想Mind+軟件的編程環(huán)境。以學(xué)校生活中的真實(shí)問(wèn)題出發(fā)作為項(xiàng)目情境，立足學(xué)生實(shí)際，啟發(fā)學(xué)生積極思考，激發(fā)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的興趣。項(xiàng)目分析規(guī)劃引出問(wèn)題：根據(jù)上一課時(shí)的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，要想結(jié)合開(kāi)源硬件，通過(guò)Mind+軟件編程實(shí)現(xiàn)智能燈的控制過(guò)程，需要考慮哪些問(wèn)題？分析問(wèn)題：要解決這一問(wèn)題，需要分為哪幾步驟來(lái)完成？提出方案：用自然語(yǔ)言描述算法。用流程圖描述算法。編寫(xiě)程序驗(yàn)證算法。梳理思路，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分解，小組討論，展開(kāi)頭腦風(fēng)暴。思考并提出問(wèn)題如何根據(jù)需求設(shè)計(jì)用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)過(guò)程與控制的方案？在分析問(wèn)題的基礎(chǔ)上提出解決方案。關(guān)聯(lián)舊知，探究新知，通過(guò)頭腦風(fēng)暴啟發(fā)學(xué)生思考問(wèn)題、提出問(wèn)題，并在分析問(wèn)題的基礎(chǔ)上逐步提煉出問(wèn)題的解決方案。師生共同完成項(xiàng)目分析與規(guī)劃的過(guò)程。項(xiàng)目實(shí)施一、用自然語(yǔ)言描述算法。在上一課時(shí)的學(xué)習(xí)中，我們已經(jīng)了解了開(kāi)源硬件Arduino，也認(rèn)識(shí)了硬件中的輸入、計(jì)算、輸出部件。誰(shuí)能說(shuō)一說(shuō)智能燈的過(guò)程與控制是如何實(shí)現(xiàn)的？1、提出要求：以小組為單位，每組選擇不同的傳感器作為輸入設(shè)備，說(shuō)一說(shuō)智能燈的工作流程，各組間可以互相交流。光線傳感器聲音傳感器紅外傳感器超聲波傳感器注意事項(xiàng)：描述清楚智能燈工作流程中的輸入、計(jì)算、輸出三個(gè)環(huán)節(jié)。2、匯報(bào)交流：各組匯報(bào)，說(shuō)一說(shuō)如何利用不同傳感器實(shí)現(xiàn)智能燈的工作流程。引導(dǎo)學(xué)生組內(nèi)自評(píng)和組間互評(píng)。二、用流程圖描述算法。如何用流程圖的方式描述算法，將思維可視化？提供《智能控?zé)簟c(diǎn)亮美好生活》導(dǎo)學(xué)案。提出要求：根據(jù)情境要求，選擇編號(hào)，將流程圖內(nèi)輸入、計(jì)算、輸出的部分補(bǔ)充完整。繪制流程圖。以小組為單位，分組繪制不同傳感器實(shí)現(xiàn)智能燈控制的流程圖。注意事項(xiàng)：注意區(qū)分流程圖內(nèi)各符號(hào)的使用。3、展示交流：各組匯報(bào)所在小組繪制完成的流程圖，配合自然語(yǔ)言描述出流程內(nèi)輸入、計(jì)算、輸出三部分的作用。師評(píng)、自評(píng)、學(xué)生互評(píng)。三、編寫(xiě)程序，驗(yàn)證算法。1、師生在Mind+軟件的積木盒子中共同選擇可能會(huì)用到的積木塊，探尋將自然語(yǔ)言、流程圖翻譯為程序語(yǔ)言的過(guò)程。采用半成品加工策略，請(qǐng)各小組結(jié)合本組繪制的流程圖補(bǔ)全程序的搭建。針對(duì)出現(xiàn)的難點(diǎn)問(wèn)題，給予針對(duì)性的指導(dǎo)：如何設(shè)置合適的閾值進(jìn)行判斷控制燈的亮與滅呢?提供學(xué)習(xí)支架—《讀取串口數(shù)據(jù)的奧秘》。測(cè)試控制效果引導(dǎo)各組學(xué)生將編寫(xiě)的程序下載到硬件設(shè)備的控制器中進(jìn)行測(cè)試，并在測(cè)試中繼續(xù)修改優(yōu)化程序。測(cè)試無(wú)誤后，保存程序?；仡櫯f知，回想過(guò)程與控制系統(tǒng)中的三個(gè)典型環(huán)節(jié)：輸入、計(jì)算、輸出及所用到的硬件設(shè)備。根據(jù)要求，各組分工合作，選擇不同的傳感器，組內(nèi)討論、交流使用不同傳感器實(shí)現(xiàn)智能燈的過(guò)程與控制。分組匯報(bào)使用不同傳感器實(shí)現(xiàn)智能燈控制的工作過(guò)程。組內(nèi)自評(píng)，組間互評(píng)。填寫(xiě)導(dǎo)學(xué)案，根據(jù)要求思考選擇編號(hào)，將流程圖內(nèi)空余的部分補(bǔ)充完整。四個(gè)小組分別繪制使用不同傳感器實(shí)現(xiàn)智能燈控制的流程圖，組內(nèi)交流。分組展示、匯報(bào)各組繪制完成的流程圖。思考并與教師合作選擇程序搭建過(guò)程中可能會(huì)用到的積木塊。各小組結(jié)合本組繪制的流程圖補(bǔ)全程序的搭建。思考問(wèn)題，觀看微課《讀取串口數(shù)據(jù)的奧秘》。提煉關(guān)鍵點(diǎn)：通過(guò)串口的連接，讀取串口數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，就可以設(shè)定合適的閾值。各小組分別測(cè)試并修改程序，優(yōu)化程序?；仡櫯f知，感受系統(tǒng)控制的三個(gè)典型環(huán)節(jié)，通過(guò)自然語(yǔ)言描述解決問(wèn)題的算法，幫助學(xué)生清晰地梳理問(wèn)題求解的操作步驟。由于學(xué)生是獨(dú)立的個(gè)體，解決問(wèn)題時(shí)，可能會(huì)選擇不同的傳感器作為輸入設(shè)備，因此采取小組合作學(xué)習(xí)的方式進(jìn)行。尊重學(xué)生的主體性，滿(mǎn)足學(xué)生多樣化的創(chuàng)新需求。通過(guò)導(dǎo)學(xué)案的填寫(xiě)，流程圖的繪制，將思維可視化，使學(xué)生對(duì)問(wèn)題求解的具體操作步驟產(chǎn)生更直觀和清晰的認(rèn)識(shí)。再次引導(dǎo)學(xué)生感受系統(tǒng)控制的三個(gè)典型環(huán)節(jié)：輸入、計(jì)算、輸出，為后續(xù)編寫(xiě)程序做好鋪墊。體會(huì)用流程圖描述算法的魅力，感受算法設(shè)計(jì)的重要性。從選擇積木塊到搭建補(bǔ)全程序，培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)和計(jì)算思維。借助微課視頻片段幫助學(xué)生攻克壁壘，降低學(xué)習(xí)難度。通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)程序的編寫(xiě)情況，感受計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)過(guò)程與控制的優(yōu)勢(shì)。項(xiàng)目展示展示各小組利用不同傳感器實(shí)現(xiàn)智能燈控制的效果，分享交流。引導(dǎo)學(xué)生自評(píng)和互評(píng)。分組展示各組作品，分享在制作中的收獲及遇到的問(wèn)題。展示作品，收獲成功的喜悅、提升學(xué)生的成就感與幸福感。項(xiàng)目拓展引導(dǎo)學(xué)生以發(fā)表感言的方式，暢談智能社會(huì)的發(fā)展前景。呈現(xiàn)智能交通、智能圖書(shū)館、智能餐廳等智能社會(huì)的場(chǎng)景，感受技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的便捷，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到這些智能產(chǎn)品都可以通過(guò)“輸入-計(jì)算-輸出”這三個(gè)典型環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)，激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)，建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)的動(dòng)力。發(fā)表感言，暢談智能社會(huì)的發(fā)展前景。感受技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的便捷，體驗(yàn)知識(shí)服務(wù)于社會(huì)。激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)，建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)的動(dòng)力。項(xiàng)目總結(jié)引導(dǎo)學(xué)生從參與者的角度暢談在項(xiàng)目學(xué)習(xí)過(guò)程中的收獲與感受。指導(dǎo)學(xué)生課后通過(guò)思維導(dǎo)圖工具對(duì)本節(jié)課學(xué)習(xí)的成果進(jìn)行提煉和總結(jié)?？偨Y(jié)項(xiàng)目學(xué)習(xí)的主要過(guò)程，思考不足之處和改進(jìn)措施。思考用數(shù)字化工具對(duì)學(xué)習(xí)成果進(jìn)行總結(jié)。通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的總結(jié)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)提煉與升華，并用數(shù)字化學(xué)習(xí)工具呈現(xiàn)。提升核心素養(yǎng)。附：板書(shū)設(shè)計(jì)教學(xué)亮點(diǎn)本節(jié)課凸顯了學(xué)生主體，激發(fā)了課堂活力，在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式下，采用多感官參與學(xué)習(xí)法和啟發(fā)性探究學(xué)習(xí)法達(dá)成知識(shí)的建構(gòu)。項(xiàng)目學(xué)習(xí)過(guò)程中，通過(guò)設(shè)置層級(jí)任務(wù)，深度訓(xùn)練思維，聚焦學(xué)科核心素養(yǎng)的有效落地。整節(jié)課旨在通過(guò)對(duì)智能燈的編程控制學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)的動(dòng)力。教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)本項(xiàng)目學(xué)習(xí)采取過(guò)程性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式進(jìn)行，過(guò)程性評(píng)價(jià)貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程。教學(xué)評(píng)價(jià)以《學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)表》《作品自評(píng)表》為載體，每節(jié)