《紅綠燈自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)》教學(xué)案設(shè)計(jì)例

《紅綠燈自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)》教學(xué)案例張向紅圖3師：（給出包含有10條閃爍指令的指令）我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)指令好長(zhǎng)，能不能優(yōu)化一下這個(gè)指令？這里我們可以使用，該指令是這樣工作的：i從1開始執(zhí)行該指令中的內(nèi)容，執(zhí)行完后加步長(zhǎng)值“1”為2，又執(zhí)行一次該指令中的內(nèi)容，執(zhí)行完畢后又加步長(zhǎng)值“1”為3，又執(zhí)行一次該指令中的內(nèi)容，直到i的值為10執(zhí)行完該指令中的內(nèi)容后結(jié)束，因此i為1執(zhí)行一次，i為2執(zhí)行一次，i為3執(zhí)行一次，一直到i為10執(zhí)行一次后結(jié)束，總共執(zhí)行了10次。因此我們只需要把閃爍指令放到該指令中即可實(shí)現(xiàn)執(zhí)行10次的效果。最終得到如圖4所示的指令。圖4學(xué)生完成該指令并上傳到Arduino上，觀察綠燈效果。師：（觀察學(xué)生完成狀況，適時(shí)提出問題）要是綠燈閃爍5次該怎么修改指令？學(xué)生思考并嘗試修改指令，然后回答問題。有些學(xué)生回答的是把指令中的1改為5；有些學(xué)生回答的是把指令中的10改為5；有些學(xué)生回答的是把步長(zhǎng)改為2；等等。師：大家的這些改法都可以實(shí)現(xiàn)綠燈閃爍5次的效果。設(shè)計(jì)意圖：通過控制綠燈的亮和滅，再到綠燈的閃爍，完成后再實(shí)現(xiàn)程序控制綠燈亮20秒，然后閃爍10次，任務(wù)層層遞進(jìn)，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。學(xué)以致用，鞏固知識(shí)任務(wù)三：程序控制綠燈亮20秒，然后閃爍10次，然后黃燈亮3秒師：通過前面的學(xué)習(xí)，這個(gè)任務(wù)大家已經(jīng)可以自己完成，老師在這個(gè)任務(wù)中增加了黃燈，因此得先完成黃燈的硬件連接（把如圖5所示的硬件連接電路圖發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生先完成硬件連接，然后完成程序并上傳，最后實(shí)現(xiàn)“綠燈亮20秒，然后閃爍10次，然后黃燈亮3秒”的效果，其間對(duì)學(xué)生存在的問題進(jìn)行講解）。學(xué)生完成硬件連接，完成程序，圖5上傳到Arduino查看效果，學(xué)生基本都能完成這個(gè)任務(wù)。師：我們都已經(jīng)完成這個(gè)任務(wù)了，緊接著完成第四個(gè)任務(wù)。任務(wù)四：程序控制綠燈亮20秒，然后閃爍10次，然后黃燈亮3秒，然后紅燈亮25秒，然后閃爍5次師：通過前三個(gè)任務(wù)的學(xué)習(xí)，大家對(duì)常見的指令已有所了解，接下來兩人一個(gè)小組合作完成任務(wù)四。學(xué)生完成任務(wù)四，完成的硬件連接及程序如圖6所示。圖6設(shè)計(jì)意圖：通過任務(wù)三和任務(wù)四，讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，鞏固所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力。通過獨(dú)立操作和小組互助完成硬件連接和程序編寫，培養(yǎng)學(xué)生在問題解決過程中的獨(dú)立思考能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。總結(jié)知識(shí)，課后延伸師：我們分析一下最后的程序，首先綠燈亮20秒，然后閃爍10次，然后黃燈亮3秒，然后紅燈亮25秒，然后閃爍5次，結(jié)束后又回到開始綠燈亮20秒，如此重復(fù)執(zhí)行，這就是紅綠燈系統(tǒng)的工作模式，通過觀察程序及硬件效果我們知道程序是順著第一條順序往下執(zhí)行的，當(dāng)執(zhí)行到最后結(jié)束后又返回第一條重復(fù)執(zhí)行，在程序中當(dāng)需要對(duì)某部分指令執(zhí)行多次時(shí)就需要用到循環(huán)指令，除了循環(huán)指令外，今天我們還學(xué)習(xí)了、這兩條指令，這就是我們這節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容。本節(jié)課的紅綠