2019粵教版 高中信息技術 選擇性必修6 開源硬件項目設計《第三章 開源硬件項目的制作》大單元整體教學設計2020課標

粵教版高中信息技術選擇性必修6開源硬件項目設計《第三章開源硬件項目的制作》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）教學內容分析粵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《開源硬件項目的制作》是本模塊的核心教學內容之一。本章通過具體的項目范例——“基于開源硬件的感應燈制作”，全面展示了開源硬件項目從設計、搭建、編程到測試與運行的完整流程。教學內容不僅涵蓋了開源硬件的基礎知識，還深入到了硬件搭建、程序設計、功能測試與運行等關鍵環(huán)節(jié)，旨在通過實踐操作培養(yǎng)學生的動手能力、創(chuàng)新能力和解決問題的能力。本章的教學內容包括：項目作品的硬件搭建：介紹了硬件搭建所需的器材，如LED、電阻、光敏電阻、人體紅外感應傳感器等，并詳細闡述了硬件搭建的步驟和安全防護措施。項目作品的程序設計：通過圖形化編程工具（如Mixly）和文本代碼編程工具（如ArduinoIDE），引導學生編寫實現(xiàn)感應燈功能的程序，體驗算法及參數(shù)的調整對組件執(zhí)行的影響。項目作品的功能測試與運行：講解了如何進行項目作品的功能測試，包括硬件檢測和程序調試，以及如何在真實環(huán)境中運行項目作品，觀察其穩(wěn)定性和有效性。（二）單元內容分析本單元以“基于開源硬件的感應燈制作”為項目范例，通過一系列的教學活動，旨在培養(yǎng)學生的信息技術學科核心素養(yǎng)。單元內容分析如下：信息意識：通過項目實踐，引導學生關注信息技術的應用場景，理解信息技術在解決實際問題中的價值，培養(yǎng)學生的信息敏感度和對信息價值的判斷力。計算思維：在程序設計過程中，學生需要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，并通過判斷、分析與綜合各種信息資源，形成解決問題的方案。這一過程有助于培養(yǎng)學生的計算思維。數(shù)字化學習與創(chuàng)新：通過利用數(shù)字化工具和資源，學生可以進行自主學習、協(xié)同工作，創(chuàng)造性地解決問題。在感應燈制作項目中，學生將體驗到數(shù)字化學習環(huán)境的優(yōu)勢，并嘗試創(chuàng)新設計，提升數(shù)字化學習與創(chuàng)新能力。信息社會責任：在項目實踐過程中，學生需要遵守信息法律法規(guī)和倫理道德準則，保護個人和他人的隱私，維護信息安全。通過項目成果的分享與交流，培養(yǎng)學生的合作意識和信息社會責任感。（三）單元內容整合本單元將“基于開源硬件的感應燈制作”項目作為主線，通過整合硬件搭建、程序設計、功能測試與運行等環(huán)節(jié)的教學內容，形成一個完整的教學體系。在教學過程中，注重理論與實踐相結合，通過項目驅動的方式激發(fā)學生的學習興趣和主動性。通過小組合作、討論交流等學習方式，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力和問題解決能力。具體整合思路如下：以項目為主線：將感應燈制作項目貫穿整個單元教學，通過項目的實施過程引導學生逐步掌握開源硬件項目設計的各個環(huán)節(jié)。理論與實踐相結合：在理論講解的基礎上，注重實踐操作，通過動手搭建硬件、編寫程序、測試運行等環(huán)節(jié)，加深學生對知識的理解和應用。注重過程評價：在教學過程中，關注學生的學習過程和學習態(tài)度，通過過程性評價及時反饋學生的學習情況，幫助學生調整學習策略，提高學習效果。培養(yǎng)核心素養(yǎng)：通過項目的實施過程，注重培養(yǎng)學生的信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新能力和信息社會責任等核心素養(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(jù)解決問題的需要，自覺、主動地尋求恰當?shù)姆绞将@取與處理信息；能夠敏銳感覺到信息的變化，分析數(shù)據(jù)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。在單元教學中的體現(xiàn)：項目選題與規(guī)劃：引導學生關注校園生活中的實際問題，如樓道照明、教室光線控制等，激發(fā)學生利用開源硬件解決這些問題的興趣。通過小組討論和頭腦風暴，確定項目選題，并規(guī)劃項目實施方案。信息搜集與整理：在項目實施過程中，學生需要搜集相關的開源硬件資料、程序設計教程等，并對其進行整理和分析，以便更好地完成項目任務。這一過程有助于培養(yǎng)學生的信息搜集和整理能力。信息共享與交流：鼓勵學生在項目實施過程中及時分享自己的進展和成果，與團隊成員共同討論和解決問題。通過信息共享和交流，提升學生的信息意識和團隊協(xié)作能力。（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，在信息活動中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(shù)據(jù)；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。在單元教學中的體現(xiàn)：問題界定與抽象：在感應燈制作項目中，引導學生界定問題，如如何實現(xiàn)光線感應、人體感應等功能，并將這些功能抽象為具體的計算任務。算法設計與實現(xiàn)：通過圖形化編程工具或文本代碼編程工具，引導學生設計實現(xiàn)感應燈功能的算法。在算法設計過程中，注重培養(yǎng)學生的邏輯思維和問題解決能力。模型構建與數(shù)據(jù)組織：在程序設計過程中，引導學生構建項目模型，合理組織數(shù)據(jù)。通過模型構建和數(shù)據(jù)組織，幫助學生更好地理解項目結構和數(shù)據(jù)流向。遷移應用：鼓勵學生將在感應燈制作項目中學到的計算思維方法遷移到其他類似問題的解決中，如智能家居控制系統(tǒng)的設計、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)等。（三）數(shù)字化學習與創(chuàng)新內涵：數(shù)字化學習與創(chuàng)新是指個體通過評估并選用常見的數(shù)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(shù)字化學習與創(chuàng)新的學生，能夠認識數(shù)字化學習環(huán)境的優(yōu)勢和局限性，適應數(shù)字化學習環(huán)境，養(yǎng)成數(shù)字化學習與創(chuàng)新的習慣；掌握數(shù)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，助力終身學習能力的提高。在單元教學中的體現(xiàn)：數(shù)字化工具應用：在項目實施過程中，引導學生利用開源硬件平臺、圖形化編程工具、文本代碼編程工具等數(shù)字化工具進行項目設計和實現(xiàn)。通過數(shù)字化工具的應用，提升學生的數(shù)字化學習和創(chuàng)新能力。自主學習與協(xié)作學習：鼓勵學生通過自主學習和協(xié)作學習的方式完成項目任務。在自主學習過程中，學生可以根據(jù)自己的學習進度和興趣選擇學習內容和學習方式；在協(xié)作學習過程中，學生可以與團隊成員共同討論和解決問題，分享學習資源和經驗。知識分享與創(chuàng)新創(chuàng)造：在項目完成后，組織學生進行項目成果的展示與交流。通過分享自己的項目經驗和創(chuàng)新點，激發(fā)學生的創(chuàng)新創(chuàng)造意識；通過借鑒他人的優(yōu)秀項目成果，拓寬自己的視野和思路。適應數(shù)字化學習環(huán)境：在教學過程中，注重培養(yǎng)學生的數(shù)字化學習環(huán)境適應能力。通過引導學生利用數(shù)字化工具進行項目設計、實現(xiàn)和測試等環(huán)節(jié)的學習和實踐，幫助學生逐漸適應數(shù)字化學習環(huán)境的要求。（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；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。在單元教學中的體現(xiàn)：信息安全意識培養(yǎng)：在項目實施過程中，注重培養(yǎng)學生的信息安全意識。通過講解信息安全的重要性、常見的信息安全威脅及防范措施等內容，引導學生樹立正確的信息安全觀念。信息法律法規(guī)遵守：引導學生了解并遵守相關的信息法律法規(guī)和倫理道德準則。在項目設計和實現(xiàn)過程中，注重保護個人和他人的隱私權益，不侵犯他人的知識產權和合法權益。環(huán)境問題與人文關懷：在項目實施過程中，引導學生關注信息技術革命所帶來的環(huán)境問題和人文問題。鼓勵學生探索如何利用開源硬件項目解決這些問題或減輕其負面影響。積極學習態(tài)度與理性判斷：鼓勵學生保持對信息技術創(chuàng)新產生的新觀念和新事物的好奇心和求知欲，同時培養(yǎng)理性判斷和負責行動的能力。在項目實施過程中，引導學生客觀評價項目成果的社會價值和應用前景，為未來的信息技術應用和發(fā)展貢獻自己的力量。三、學情分析（一）已知內容分析在進入《開源硬件項目設計》這一選擇性必修模塊的學習之前，學生已經完成了信息技術必修課程的學習，并具備了一定的信息技術基礎知識與技能。在必修模塊中，學生已經學習了“數(shù)據(jù)與計算”和“信息系統(tǒng)與社會”兩個模塊的內容，對數(shù)據(jù)的采集、處理、分析以及信息系統(tǒng)的基本組成與應用有了初步的認識。學生在日常生活中也積累了一定的信息技術使用經驗，如使用智能手機、平板電腦等移動設備，以及利用互聯(lián)網(wǎng)進行信息搜索和交流等。在“數(shù)據(jù)與計算”模塊中，學生掌握了數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)處理與分析的基本方法，以及算法與程序設計的基礎知識。這些內容為學生在開源硬件項目設計中進行數(shù)據(jù)采集、處理和算法實現(xiàn)提供了必要的知識儲備。在“信息系統(tǒng)與社會”模塊中，學生了解了信息系統(tǒng)的組成、功能以及信息安全的重要性，為學生在開源硬件項目設計中構建信息系統(tǒng)、保障信息安全打下了堅實的基礎。（二）新知內容分析《開源硬件項目設計》模塊是一個綜合性、實踐性較強的模塊，旨在通過基于開源硬件的項目設計與開發(fā)，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、動手實踐能力和跨學科整合能力。在本模塊中，學生將學習開源硬件的特征、項目設計流程以及基于開源硬件的作品設計與制作等內容。其中，“基于開源硬件的感應燈制作”項目是一個典型的教學范例，通過該項目的實施，學生將深入理解開源硬件項目設計的全過程，包括硬件搭建、程序設計、功能測試與運行等環(huán)節(jié)。在“硬件搭建”環(huán)節(jié)，學生需要學習如何選擇和使用合適的開源硬件、元器件和工具，以及如何根據(jù)設計方案進行電路搭建和調試。在“程序設計”環(huán)節(jié)，學生將學習如何使用圖形化編程工具和文本代碼編程工具進行程序設計，實現(xiàn)作品的各項功能。在“功能測試與運行”環(huán)節(jié)，學生需要掌握項目作品的功能測試方法，學會分析和解決項目作品在運行過程中出現(xiàn)的問題，并對其進行優(yōu)化和完善。學生還需要在項目實施過程中了解開源硬件項目的迭代設計思想，學會根據(jù)實際情況及時調整創(chuàng)意、修改電路設計、改變硬件搭建、更改程序等，以不斷完善項目作品。學生還需要培養(yǎng)跨學科整合能力，將科學、技術、工程、人文藝術與數(shù)學等學科的知識和方法融入到項目設計與開發(fā)中。（三）學生學習能力分析高中學生在信息技術學習方面已經具備了一定的自主學習能力、探究能力和協(xié)作能力。他們能夠利用網(wǎng)絡資源進行自主學習，通過小組合作的方式進行問題探究和解決方案的制定。學生在信息技術課程中已經積累了一定的編程經驗和實踐經驗，能夠初步運用所學知識解決實際問題。在《開源硬件項目設計》模塊的學習中，學生將面臨一些新的挑戰(zhàn)。開源硬件項目設計是一個綜合性的學習任務，需要學生將所學知識進行整合和應用，這對學生的跨學科整合能力提出了更高的要求。開源硬件項目設計需要學生具備一定的創(chuàng)新思維和動手實踐能力，這要求學生在項目實施過程中能夠充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，勇于嘗試新的方法和思路。開源硬件項目設計需要學生具備較強的耐心和細致度，因為硬件搭建和程序設計等環(huán)節(jié)需要學生進行反復的調試和優(yōu)化。針對這些挑戰(zhàn)，教師需要在教學中注重培養(yǎng)學生的跨學科整合能力、創(chuàng)新思維和動手實踐能力，同時引導學生養(yǎng)成耐心細致的學習習慣。通過小組合作、項目學習等方式，激發(fā)學生的學習興趣和積極性，幫助他們在實踐中不斷提升自己的能力。（四）學習障礙突破策略在《開源硬件項目設計》模塊的學習中，學生可能會遇到一些學習障礙。為了幫助學生克服這些障礙，教師可以采取以下策略：提供豐富的學習資源：教師可以為學生提供豐富的學習資源，包括開源硬件的相關資料、項目設計案例、編程工具使用教程等。這些資源可以幫助學生更好地了解開源硬件項目設計的相關知識和方法，為項目實施提供有力支持。加強實踐操作指導：在硬件搭建和程序設計等環(huán)節(jié)，教師可以加強實踐操作指導，幫助學生掌握正確的操作方法和技巧。教師可以鼓勵學生進行多次嘗試和調試，以培養(yǎng)他們的耐心和細致度。開展小組合作學習：教師可以組織學生開展小組合作學習，讓學生在小組中共同完成項目任務。通過小組合作，學生可以相互學習、相互幫助，共同解決問題。小組合作還可以培養(yǎng)學生的協(xié)作能力和團隊精神。注重跨學科整合能力的培養(yǎng)：教師可以注重跨學科整合能力的培養(yǎng)，引導學生將科學、技術、工程、人文藝術與數(shù)學等學科的知識和方法融入到項目設計與開發(fā)中。通過跨學科整合，學生可以更好地理解項目的背景和意義，提高項目的實用性和創(chuàng)新性。鼓勵創(chuàng)新思維和動手實踐能力的發(fā)展：教師可以鼓勵學生發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，勇于嘗試新的方法和思路。教師可以為學生提供更多的動手實踐機會，讓他們在實踐中不斷提升自己的能力。及時反饋與評價：在教學過程中，教師可以及時給予學生反饋和評價，幫助他們了解自己的學習情況并及時調整學習策略。教師還可以通過評價來激發(fā)學生的學習興趣和積極性，促進他們的全面發(fā)展。通過提供豐富的學習資源、加強實踐操作指導、開展小組合作學習、注重跨學科整合能力的培養(yǎng)、鼓勵創(chuàng)新思維和動手實踐能力的發(fā)展以及及時反饋與評價等策略，教師可以有效地幫助學生克服學習障礙，提高他們在《開源硬件項目設計》模塊中的學習效果。四、大主題或大概念設計本大單元的教學主題為“開源硬件項目設計與實現(xiàn)”，以大概念“信息技術創(chuàng)新與實踐”為核心，圍繞開源硬件項目的制作流程，通過“基于開源硬件的感應燈制作”這一項目范例，引導學生深入理解信息技術的創(chuàng)新應用，體驗從項目規(guī)劃、硬件搭建、程序設計到功能測試與運行的完整過程。通過此過程，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、實踐能力和團隊合作精神，同時提升學生的信息素養(yǎng)和社會責任感。五、大單元目標敘寫（一）信息意識學生能夠意識到信息技術在日常生活和學習中的重要性，主動關注開源硬件及其應用的新動向和新趨勢。學生能夠針對特定的信息問題，自覺、主動地搜集和分析相關資源，確定合適的解決方案。學生在項目實踐中，能夠敏銳地感知到信息的變化，分析數(shù)據(jù)中所承載的信息，并作出合理的判斷。（二）計算思維學生能夠在項目活動中，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(shù)據(jù)。學生能夠運用形式化方法描述問題，采用模塊化和系統(tǒng)化方法設計解決問題的方案，并選擇合適的算法實現(xiàn)。學生能夠通過判斷、分析與綜合各種信息資源，不斷優(yōu)化項目方案，提高問題解決的效率和準確性。（三）數(shù)字化學習與創(chuàng)新學生能夠適應數(shù)字化學習環(huán)境，養(yǎng)成數(shù)字化學習與創(chuàng)新的習慣，掌握數(shù)字化學習系統(tǒng)、學習資源與學習工具的操作技能。學生能夠在項目實踐中，有效評估數(shù)字化資源與工具的價值，創(chuàng)造性地解決問題，形成個性化的項目作品。學生能夠利用開源硬件和相關軟件，開展自主學習和協(xié)作學習，實現(xiàn)知識的分享與創(chuàng)新。（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，在項目實踐中注重信息安全和個人隱私保護。學生能夠認識到信息技術應用的社會影響，關注信息技術革命所帶來的環(huán)境問題與人文問題，積極維護公共信息安全。學生能夠在項目交流和分享中，尊重他人的知識產權和勞動成果，踐行開源與知識分享的精神。六、大單元教學重點開源硬件的選擇與應用：引導學生了解不同開源硬件的功能和特性，學會根據(jù)項目需求選擇合適的開源硬件，并掌握其基本使用方法。項目規(guī)劃與方案設計：培養(yǎng)學生的項目規(guī)劃能力，引導學生學會從需求分析出發(fā)，制定詳細的項目方案，包括硬件搭建、程序設計、功能測試等環(huán)節(jié)。程序設計與實現(xiàn)：通過圖形化編程工具和文本代碼編程工具的教學，使學生掌握程序設計的基本方法，能夠根據(jù)項目需求編寫程序，實現(xiàn)項目的各項功能。功能測試與系統(tǒng)調試：教會學生如何進行項目作品的功能測試和系統(tǒng)調試，確保項目作品能夠正常運行，并滿足預設的功能需求。信息安全與倫理道德：在項目實踐中，強調信息安全和倫理道德的重要性，引導學生樹立正確的信息安全意識和倫理道德觀念。七、大單元教學難點開源硬件的整合與應用：由于開源硬件種類繁多，功能各異，學生在項目實踐中可能會面臨硬件整合的難題，需要學會如何根據(jù)項目需求選擇合適的硬件，并實現(xiàn)它們之間的有效協(xié)同工作。程序設計的復雜性與調試：對于初學者來說，程序設計可能是一個較為復雜的過程，需要掌握一定的編程知識和技巧。程序調試也是一個需要耐心和細致的工作，學生可能會遇到各種難以預料的問題。功能測試與系統(tǒng)優(yōu)化的平衡：在項目作品的功能測試階段，學生需要全面測試項目的各項功能，確保它們能夠正常運行。在實際測試中，可能會發(fā)現(xiàn)一些預料之外的問題，需要學生進行系統(tǒng)優(yōu)化。如何在功能測試與系統(tǒng)優(yōu)化之間找到平衡，是一個需要不斷探索和實踐的過程。信息安全與倫理道德的融入：在項目實踐中融入信息安全和倫理道德的教育是一個較為抽象的過程，需要教師引導學生從具體案例出發(fā)，深入理解信息安全和倫理道德的重要性，并能夠在項目實踐中自覺遵守相關規(guī)范。團隊合作與溝通協(xié)調：開源硬件項目設計通常需要一個團隊共同完成，因此團隊合作和溝通協(xié)調能力對于項目的成功至關重要。在實際教學中，學生可能會因為個人意見不合、分工不明確等原因導致團隊合作出現(xiàn)問題。教師需要引導學生學會如何進行有效的溝通和協(xié)調，確保項目能夠順利進行。針對以上教學難點，教師可以采取以下策略：加強理論與實踐的結合：通過案例分析、項目實踐等方式，幫助學生深入理解開源硬件的功能和特性，掌握程序設計的基本方法。提供豐富的學習資源：為學生提供豐富的學習資源，包括教程、視頻、案例等，幫助學生解決在學習過程中遇到的問題。鼓勵自主探索與合作交流：鼓勵學生自主探索和實踐，同時加強團隊合作與交流，共同解決問題，提高項目完成的效率和質量。強化信息安全與倫理道德教育：通過具體案例和討論，引導學生深入理解信息安全和倫理道德的重要性，并在項目實踐中自覺遵守相關規(guī)范。建立有效的評價機制：建立多元化的評價機制，包括學生自評、互評和教師評價等，全面評價學生的學習過程和成果，激發(fā)學生的學習動力和積極性。八、大單元整體教學思路《開源硬件項目設計》是高中信息技術選擇性必修6模塊中的重要內容，旨在通過開源硬件項目的制作，培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新能力以及信息社會責任。本單元的教學設計以《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》為指導，結合粵教版高中信息技術選擇性必修6的教學內容，通過“基于開源硬件的感應燈制作”項目范例，詳細規(guī)劃了大單元整體教學思路。教學目標設定（一）信息意識敏感度與判斷力：學生能夠敏銳地感知信息的變化，理解開源硬件項目在信息社會中的應用價值，能夠根據(jù)項目需求主動獲取信息，評估信息的可靠性和實用性。信息獲取與處理：學生能夠根據(jù)項目制作的需要，通過多種途徑獲取開源硬件的相關知識、技術文檔和社區(qū)資源，有效整合信息，為項目的設計與實現(xiàn)提供支持。信息共享與合作：在項目實施過程中，學生能夠愿意與團隊成員共享信息，通過合作解決問題，提升信息的利用效率和價值。（二）計算思維問題界定與抽象：學生能夠運用計算思維的方法，將開源硬件項目的問題進行界定和抽象，明確需要解決的關鍵問題，提取問題的基本特征。算法設計與實現(xiàn)：學生能夠設計解決問題的算法，包括數(shù)據(jù)采集、處理、輸出和調控執(zhí)行的算法，利用圖形化編程工具或文本代碼編程工具實現(xiàn)算法。系統(tǒng)化思維：在項目設計與實現(xiàn)過程中，學生能夠采用模塊化和系統(tǒng)化的方法，將項目分解為若干個子模塊，設計各模塊之間的調用關系，實現(xiàn)整體解決方案。（三）數(shù)字化學習與創(chuàng)新數(shù)字化環(huán)境適應：學生能夠適應數(shù)字化學習環(huán)境，掌握數(shù)字化學習系統(tǒng)、學習資源與學習工具的操作技能，利用這些工具進行項目的設計與實現(xiàn)。資源管理與應用：學生能夠評估數(shù)字化資源與工具對項目設計的價值，有效管理學習資源，創(chuàng)造性地解決項目實施過程中遇到的問題，形成個性化的項目作品。創(chuàng)新思維培養(yǎng)：在項目設計與實現(xiàn)過程中，學生能夠發(fā)揮創(chuàng)新思維，提出新穎的項目想法，探索開源硬件的多種應用可能性，提升創(chuàng)新能力。（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，在項目實施過程中遵守信息安全規(guī)范，保護個人隱私和公共信息安全。法律法規(guī)與倫理道德：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，在項目實施過程中體現(xiàn)良好的社會責任感。環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展：學生能夠關注開源硬件項目對環(huán)境的影響，采取環(huán)保措施，推動項目的可持續(xù)發(fā)展。教學重點開源硬件的選擇與應用：學生能夠根據(jù)項目需求選擇合適的開源硬件，理解開源硬件的功能與特性，掌握開源硬件的使用方法。項目設計與實現(xiàn)：學生能夠運用計算思維的方法，設計項目的解決方案，利用編程工具實現(xiàn)項目的各項功能，完成項目的制作與調試。信息安全與倫理道德：學生在項目實施過程中能夠遵守信息安全規(guī)范，保護個人隱私和公共信息安全，遵守信息法律法規(guī)和倫理道德準則。教學難點算法設計與實現(xiàn)：學生能夠設計并實現(xiàn)復雜的算法，解決項目實施過程中的數(shù)據(jù)處理、輸出和調控執(zhí)行等問題。項目創(chuàng)新：學生能夠發(fā)揮創(chuàng)新思維，提出新穎的項目想法，探索開源硬件的多種應用可能性，形成具有創(chuàng)新性的項目作品。教學思路（一）情境導入與項目選題情境導入：通過展示開源硬件在現(xiàn)實生活中的應用案例，如智能家居、智能交通等，激發(fā)學生的學習興趣，引導學生認識開源硬件在信息社會中的重要價值。項目選題：學生根據(jù)興趣和需求，選擇“基于開源硬件的感應燈制作”作為項目主題，明確項目的目標和意義。（二）項目規(guī)劃與方案設計項目規(guī)劃：學生利用思維導圖工具，制定項目學習規(guī)劃，包括項目背景、目標、任務分解、時間安排等。方案設計：學生根據(jù)項目規(guī)劃，設計項目的解決方案，包括硬件選擇、電路設計、程序設計等，明確各模塊的功能和調用關系。（三）硬件搭建與編程實現(xiàn)硬件搭建器材準備：學生根據(jù)項目設計方案，準備所需的開源硬件、元器件和工具，如Arduino開發(fā)板、LED燈、光敏電阻、人體紅外感應傳感器等。步驟實施：學生按照硬件搭建的步驟，將元器件連接在面包板上，形成電路原型，進行初步測試。安全防護：學生在硬件搭建過程中，注意安全防護，遵守操作規(guī)程，防止觸電、短路等安全事故的發(fā)生。編程實現(xiàn)圖形化編程：學生利用Mixly等圖形化編程工具，編寫實現(xiàn)項目功能的程序，包括數(shù)據(jù)采集、處理、輸出和調控執(zhí)行的算法。文本代碼編程：對于有一定編程基礎的學生，可以鼓勵他們使用ArduinoIDE等文本代碼編程工具，編寫更復雜的程序，優(yōu)化項目功能。（四）功能測試與系統(tǒng)調試功能測試：學生將編寫好的程序上傳到開源硬件上，進行功能測試，驗證項目是否實現(xiàn)了預期的功能，如感應燈在環(huán)境光線暗且有人靠近時亮起，人離開后熄滅等。系統(tǒng)調試：對于測試中發(fā)現(xiàn)的問題，學生進行系統(tǒng)調試，包括硬件檢測和程序調試，優(yōu)化項目設計，提高項目的穩(wěn)定性和可靠性。（五）項目展示與成果評價項目展示：學生將完成的項目作品進行展示，包括項目設計思路、硬件搭建過程、程序設計實現(xiàn)、功能測試與調試等，分享項目制作的經驗和收獲。成果評價：教師根據(jù)項目的創(chuàng)新性、實用性、解決問題的效果等方面，對學生的項目成果進行評價，鼓勵學生發(fā)揮創(chuàng)新思維，不斷提升項目制作水平。（六）拓展應用與反思總結拓展應用：鼓勵學生將開源硬件項目應用到實際生活中，如制作智能家居控制系統(tǒng)、智能交通信號燈等，拓展項目的應用范圍和價值。反思總結：學生對整個項目實施過程進行反思總結，分析項目成功的經驗和不足之處，提出改進建議，為今后的項目制作積累經驗。通過以上教學思路的實施，學生將能夠全面掌握開源硬件項目設計的方法與技能，提升信息素養(yǎng)、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新能力以及信息社會責任，為未來的學習和職業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎。九、學業(yè)評價（一）教學目標根據(jù)《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，結合粵教版高中信息技術選擇性必修6《開源硬件項目設計》中“第三章開源硬件項目的制作”的教學內容，特別是“基于開源硬件的感應燈制作”項目范例，本章節(jié)的教學目標設定如下：信息意識：學生能夠根據(jù)實際問題需求，自覺、主動地選擇開源硬件和相關工具進行項目設計，具備對信息價值的判斷力和敏感度。計算思維：在信息活動中，學生能夠采用計算機科學領域的思想方法，通過抽象、建模和合理組織數(shù)據(jù)，設計并實現(xiàn)基于開源硬件的項目解決方案。數(shù)字化學習與創(chuàng)新：學生能夠適應數(shù)字化學習環(huán)境，掌握數(shù)字化學習工具與資源的應用，創(chuàng)造性地解決問題，完成基于開源硬件的項目作品設計與制作。信息社會責任：學生在項目設計與制作過程中，能夠遵守信息法律法規(guī)，理解并踐行信息安全和知識產權保護的重要性，具備積極的學習態(tài)度和負責的行動能力。（二）學習目標信息意識：能夠識別并分析問題情境中的信息需求，選擇合適的開源硬件和相關工具進行項目設計。具備對開源硬件項目設計中信息價值的判斷力，能夠評估不同解決方案的優(yōu)劣。計算思維：能夠將實際問題抽象化，用形式化的方法表述問題，設計基于開源硬件的項目解決方案。掌握利用開源硬件進行項目設計的基本流程，包括硬件搭建、程序設計和功能測試等。能夠運用編程工具實現(xiàn)項目作品的各項功能模塊，并對其進行優(yōu)化。數(shù)字化學習與創(chuàng)新：能夠適應數(shù)字化學習環(huán)境，掌握數(shù)字化學習工具與資源的應用，如計算機輔助設計工具、圖形化編程工具等。在項目設計與制作過程中，能夠創(chuàng)造性地解決問題，提出創(chuàng)新性的設計方案。能夠利用開源硬件和相關工具完成項目作品的設計與制作，展示學習成果。信息社會責任：在項目設計與制作過程中，能夠遵守信息法律法規(guī)，尊重知識產權，不侵犯他人的合法權益。理解并踐行信息安全的重要性，在項目作品中采取適當?shù)陌踩雷o措施。具備積極的學習態(tài)度和負責的行動能力，能夠與他人合作完成項目作品，共享學習成果。（三）評價目標信息意識：評價指標：學生能否準確識別問題情境中的信息需求，選擇合適的開源硬件和相關工具進行項目設計；能否對開源硬件項目設計中的信息價值進行合理判斷。評價方法：通過觀察學生在項目設計過程中的表現(xiàn)，檢查其項目設計方案和所選硬件工具的合理性；通過討論和問答，評估學生對信息價值的判斷力。計算思維：評價指標：學生能否將實際問題抽象化，用形式化的方法表述問題；能否設計基于開源硬件的項目解決方案，并掌握項目設計的基本流程；能否運用編程工具實現(xiàn)項目作品的各項功能模塊，并對其進行優(yōu)化。評價方法：通過審查學生的項目設計方案和程序代碼，評估其抽象化、形式化表述問題和設計解決方案的能力；通過觀察學生在項目制作過程中的表現(xiàn)，評估其掌握項目設計基本流程的程度；通過測試項目作品的功能，評估學生編程實現(xiàn)和優(yōu)化功能模塊的能力。數(shù)字化學習與創(chuàng)新：評價指標：學生能否適應數(shù)字化學習環(huán)境，掌握數(shù)字化學習工具與資源的應用；能否在項目設計與制作過程中創(chuàng)造性地解決問題，提出創(chuàng)新性的設計方案；能否利用開源硬件和相關工具完成項目作品的設計與制作，并展示學習成果。評價方法：通過觀察學生在數(shù)字化學習環(huán)境中的表現(xiàn)，評估其適應能力和工具掌握情況；通過審查學生的項目設計方案和制作過程，評估其創(chuàng)新性和問題解決能力；通過展示和評價學生的項目作品，評估其學習成果和創(chuàng)新能力。信息社會責任：評價指標：學生能否在項目設計與制作過程中遵守信息法律法規(guī)，尊重知識產權；能否理解并踐行信息安全的重要性，采取適當?shù)陌踩雷o措施；能否具備積極的學習態(tài)度和負責的行動能力，與他人合作完成項目作品并共享學習成果。評價方法：通過檢查學生的項目設計方案和制作過程，評估其遵守信息法律法規(guī)和尊重知識產權的情況；通過討論和問答，評估學生對信息安全和知識產權保護的理解程度；通過觀察學生在團隊合作中的表現(xiàn)和學習成果的共享情況，評估其學習態(tài)度和負責行動能力。（四）學業(yè)評價方案1.評價內容與標準1.1信息意識評價內容：學生識別和分析問題情境中的信息需求，選擇合適的開源硬件和相關工具進行項目設計的能力。評價標準：能夠準確識別問題情境中的信息需求（優(yōu)/良/中/差）。能夠選擇合適的開源硬件和相關工具進行項目設計（優(yōu)/良/中/差）。能夠對開源硬件項目設計中的信息價值進行合理判斷（優(yōu)/良/中/差）。1.2計算思維評價內容：學生將實際問題抽象化、形式化表述問題，設計基于開源硬件的項目解決方案，并運用編程工具實現(xiàn)項目作品各項功能模塊的能力。評價標準：能夠將實際問題抽象化，用形式化的方法表述問題（優(yōu)/良/中/差）。能夠設計基于開源硬件的項目解決方案，并掌握項目設計的基本流程（優(yōu)/良/中/差）。能夠運用編程工具實現(xiàn)項目作品的各項功能模塊，并對其進行優(yōu)化（優(yōu)/良/中/差）。1.3數(shù)字化學習與創(chuàng)新評價內容：學生適應數(shù)字化學習環(huán)境，掌握數(shù)字化學習工具與資源的應用，創(chuàng)造性地解決問題，提出創(chuàng)新性的設計方案，并利用開源硬件和相關工具完成項目作品設計與制作的能力。評價標準：能夠適應數(shù)字化學習環(huán)境，掌握數(shù)字化學習工具與資源的應用（優(yōu)/良/中/差）。能夠在項目設計與制作過程中創(chuàng)造性地解決問題，提出創(chuàng)新性的設計方案（優(yōu)/良/中/差）。能夠利用開源硬件和相關工具完成項目作品的設計與制作，并展示學習成果（優(yōu)/良/中/差）。1.4信息社會責任評價內容：學生在項目設計與制作過程中遵守信息法律法規(guī)，尊重知識產權，理解并踐行信息安全的重要性，采取適當?shù)陌踩雷o措施，以及具備積極的學習態(tài)度和負責的行動能力，與他人合作完成項目作品并共享學習成果的能力。評價標準：能夠在項目設計與制作過程中遵守信息法律法規(guī)，尊重知識產權（優(yōu)/良/中/差）。能夠理解并踐行信息安全的重要性，采取適當?shù)陌踩雷o措施（優(yōu)/良/中/差）。具備積極的學習態(tài)度和負責的行動能力，能夠與他人合作完成項目作品并共享學習成果（優(yōu)/良/中/差）。2.評價方法2.1觀察法通過觀察學生在項目設計、制作和展示過程中的表現(xiàn)，評估其信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新以及信息社會責任等方面的能力。2.2作品評價法通過審查學生的項目設計方案、程序代碼和項目作品，評估其抽象化、形式化表述問題、設計解決方案、編程實現(xiàn)和優(yōu)化功能模塊的能力，以及項目作品的創(chuàng)新性和實用性。2.3討論與問答法通過討論和問答的方式，評估學生對信息價值的判斷力、對信息安全和知識產權保護的理解程度，以及學習態(tài)度和負責行動能力。2.4團隊合作評價法通過觀察學生在團隊合作中的表現(xiàn)，評估其合作能力、溝通能力和共享學習成果的意識。3.評價實施3.1準備階段明確評價目標和標準，設計評價方案和工具。組織學生進行項目設計與制作的培訓，明確任務要求和評價標準。3.2實施階段在項目設計與制作過程中，采用觀察法、作品評價法、討論與問答法等方法，及時記錄學生的表現(xiàn)和成果。鼓勵學生進行自我評價和互評，促進自我反思和相互學習。3.3總結階段對學生的項目作品進行展示和評價，根據(jù)評價標準給出綜合成績。組織學生進行總結和反思，提出改進意見和建議。將評價結果及時反饋給學生和家長，為學生的學習和發(fā)展提供指導。十、大單元實施思路及教學結構圖1.大單元實施思路本大單元的實施思路旨在通過“基于開源硬件的感應燈制作”項目，讓學生體驗開源硬件項目從設計、搭建、編程到測試與運行的完整過程，培養(yǎng)學生的信息技術學科核心素養(yǎng)。具體實施思路如下：（1）項目引入與情境設置通過情境設置引入項目主題，讓學生了解感應燈在實際生活中的應用，激發(fā)學習興趣和探究欲望。例如，通過展示一些智能感應燈的應用場景，如樓道感應燈、衛(wèi)生間感應燈等，引導學生思考這些感應燈的工作原理和制作方法。（2）硬件搭建與程序設計在硬件搭建階段，學生將根據(jù)設計方案選擇合適的開源硬件和元器件，并按照步驟進行硬件搭建。此過程中，學生將學習硬件連接、電路搭建等基本技能，并了解硬件搭建的安全防護知識。在程序設計階段，學生將使用圖形化編程工具和文本代碼編程工具進行程序設計，實現(xiàn)感應燈的功能。通過這一過程，學生將體驗編程解決問題的樂趣，培養(yǎng)計算思維。（3）功能測試與系統(tǒng)調試完成硬件搭建和程序設計后，學生將對感應燈進行功能測試，檢查各項功能是否實現(xiàn)。如果出現(xiàn)問題，學生將進行系統(tǒng)調試，包括硬件檢測和程序調試，直到問題解決。這一過程將培養(yǎng)學生的問題解決能力和耐心細致的工作態(tài)度。（4）項目展示與成果評價學生將展示自己的項目成果，并進行成果評價。評價內容包括項目的創(chuàng)新性、實用性、解決問題的效果等。通過展示和評價，學生可以相互學習、借鑒經驗，提高信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。2.教學目標設定根據(jù)《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，結合本大單元的教學內容，設定以下教學目標：（一）信息意識學生能夠敏銳感知到信息技術在日常生活中的應用，認識到開源硬件項目制作的價值和意義。學生能夠根據(jù)解決問題的需要，自覺、主動地收集和處理與開源硬件項目制作相關的信息。（二）計算思維學生能夠運用計算機科學領域的思想方法，對感應燈項目進行問題分解、抽象特征、建立結構模型。學生能夠通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法設計感應燈項目的解決方案。（三）數(shù)字化學習與創(chuàng)新學生能夠適應數(shù)字化學習環(huán)境，利用數(shù)字化學習資源和工具進行感應燈項目的自主學習和協(xié)作學習。學生能夠運用所學知識，創(chuàng)造性地解決感應燈項目制作過程中遇到的問題，形成創(chuàng)新性的解決方案。（四）信息社會責任學生能夠遵守信息法律法規(guī)和倫理道德準則，在開源硬件項目制作過程中注重知識產權保護。學生能夠關注信息技術發(fā)展對環(huán)境和人文問題的影響，積極承擔信息社會責任。3.教學結構圖基于開源硬件的感應燈制作├──1.項目引入與情境設置│├──1.1感應燈應用場景展示│├──1.2項目主題介紹│└──1.3學習目標說明├──2.硬件搭建│├──2.1硬件搭建的器材││├──2.1.1LED││├──2.1.2電阻││├──2.1.3面包板││├──2.1.4杜邦線││└──2.1.5電源│├──2.2硬件搭建的步驟││├──2.2.1準備器材││├──2.2.2開始搭建││└──2.2.3通電試驗│└──2.3硬件搭建的安全防護├──3.程序設計│├──3.1用圖形化編程工具編程││├──3.1.1測試感光數(shù)據(jù)的閾值││├──3.1.2編寫實現(xiàn)功能模塊的程序││└──3.1.3編程體驗與優(yōu)化│└──3.2用文本代碼編程工具編程│├──3.2.1ArduinoIDE程序的基本組成│├──3.2.2程序結構│├──3.2.3感應燈項目程序代碼│└──3.2.4編程實踐與調試├──4.功能測試與系統(tǒng)調試│├──4.1項目作品的功能測試│├──4.2項目作品的系統(tǒng)調試││├──4.2.1硬件檢測││├──4.2.2程序調試││└──4.2.3聯(lián)合調試│└──4.3項目作品的運行├──5.項目展示與成果評價│├──5.1項目成果展示│├──5.2成果評價與交流│└──5.3反思與改進└──附錄├──附錄1：相關學習資源鏈接├──附錄2：項目活動評價表└──附錄3：項目學習記錄表4.具體教學實施步驟第一步：項目引入與情境設置（1課時）情境設置：展示智能感應燈的應用場景，如樓道感應燈、衛(wèi)生間感應燈等，引導學生思考這些感應燈的工作原理和制作方法。項目主題介紹：介紹本單元的項目主題——“基于開源硬件的感應燈制作”，說明項目的意義和價值。學習目標說明：明確本單元的學習目標，包括信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任等方面的要求。第二步：硬件搭建（2課時）硬件搭建的器材：介紹LED、電阻、面包板、杜邦線、電源等硬件器材的功能和使用方法。學生根據(jù)設計方案選擇合適的硬件器材。硬件搭建的步驟：準備器材：學生將所需的元器件和搭建工具放置在工作桌上。開始搭建：學生按照步驟進行硬件搭建，包括連接光敏電阻、電阻、LED等元器件，以及連接Arduino開發(fā)板。通電試驗：學生將USB線連接到計算機和Arduino開發(fā)板，進行通電試驗，檢查硬件連接是否正確。硬件搭建的安全防護：強調硬件搭建過程中的安全防護知識，如防止短路、注意工具擺放、遵守操作規(guī)程等。第三步：程序設計（2課時）用圖形化編程工具編程：測試感光數(shù)據(jù)的閾值：學生使用串口監(jiān)視器測試感光數(shù)據(jù)的變化，確定感光數(shù)據(jù)的閾值。編寫實現(xiàn)功能模塊的程序：學生根據(jù)感光數(shù)據(jù)的閾值和人體紅外感應傳感器的信號，編寫實現(xiàn)感應燈功能的程序。編程體驗與優(yōu)化：學生運行程序，觀察感應燈的工作效果，并進行必要的優(yōu)化和調整。用文本代碼編程工具編程：介紹ArduinoIDE程序的基本組成和程序結構。學生編寫感應燈項目的程序代碼，包括設置函數(shù)和循環(huán)函數(shù)等。編程實踐與調試：學生將程序代碼上傳到Arduino開發(fā)板，進行運行和調試，直到實現(xiàn)預期功能。第四步：功能測試與系統(tǒng)調試（2課時）項目作品的功能測試：學生按照功能測試表對感應燈進行功能測試，檢查各項功能是否實現(xiàn)。項目作品的系統(tǒng)調試：硬件檢測：學生檢查硬件連接是否正確，元器件是否損壞等。程序調試：學生檢查程序代碼是否存在錯誤，邏輯是否正確等。聯(lián)合調試：學生進行硬件和程序的聯(lián)合調試，直到問題解決。項目作品的運行：學生在真實環(huán)境中運行感應燈，觀察其工作效果，并進行必要的調整和優(yōu)化。第五步：項目展示與成果評價（1課時）項目成果展示：學生展示自己的項目成果，包括硬件搭建、程序設計、功能測試等方面的內容。成果評價與交流：學生之間進行成果評價和交流，分享經驗和教訓，相互學習和借鑒。反思與改進：學生根據(jù)評價結果和他人建議進行反思和改進，提出進一步的優(yōu)化方案。通過以上教學實施步驟，學生將全面體驗開源硬件項目從設計、搭建、編程到測試與運行的完整過程，培養(yǎng)信息技術學科核心素養(yǎng)，提高信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。十一、大情境、大任務創(chuàng)設一、大情境設定在信息技術高速發(fā)展的今天，開源硬件已經成為創(chuàng)新實踐的重要工具，廣泛應用于教育、科研、工業(yè)等多個領域。為了提升學生的信息技術學科核心素養(yǎng)，特別是信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新以及信息社會責任，我們設計了一個基于開源硬件的項目——智能校園燈光系統(tǒng)。這個項目將圍繞校園燈光控制的智能化升級展開，通過制作基于開源硬件的感應燈，實現(xiàn)校園燈光的自動控制和節(jié)能環(huán)保目標。情境背景隨著智能校園建設的推進，傳統(tǒng)的燈光控制系統(tǒng)已經無法滿足現(xiàn)代校園的需求。傳統(tǒng)的燈光系統(tǒng)存在能耗高、管理不便等問題，而基于開源硬件的智能燈光系統(tǒng)則能夠實現(xiàn)燈光的自動感應控制，根據(jù)環(huán)境光線和人員活動情況自動調節(jié)燈光亮度，從而達到節(jié)能降耗的目的。智能燈光系統(tǒng)還可以通過網(wǎng)絡進行遠程監(jiān)控和管理，提高管理效率。情境目標信息意識：學生能夠敏銳感知到信息技術在日常生活中的應用，認識到開源硬件項目制作的價值和意義。在項目實踐中，學生能夠主動收集和處理與開源硬件項目制作相關的信息，提高信息敏感度和信息價值判斷力。計算思維：學生通過項目實踐，能夠運用計算機科學領域的思想方法，對智能燈光系統(tǒng)項目進行問題分解、抽象特征、建立結構模型。在項目設計和實施過程中，學生能夠判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法設計解決方案。數(shù)字化學習與創(chuàng)新：學生能夠適應數(shù)字化學習環(huán)境，利用數(shù)字化學習資源和工具進行智能燈光系統(tǒng)項目的自主學習和協(xié)作學習。在項目實踐中，學生能夠創(chuàng)造性地解決問題，形成創(chuàng)新性的解決方案，提升數(shù)字化學習與創(chuàng)新能力。信息社會責任：學生能夠遵守信息法律法規(guī)和倫理道德準則，在開源硬件項目制作過程中注重知識產權保護。學生能夠關注信息技術發(fā)展對環(huán)境和人文問題的影響，積極承擔信息社會責任。二、大任務創(chuàng)設任務一：項目需求分析與規(guī)劃教學目標信息意識：學生能夠了解智能校園燈光系統(tǒng)的實際需求，認識到開源硬件在項目中的應用價值。計算思維：學生能夠運用抽象思維和建模方法，對智能燈光系統(tǒng)進行初步規(guī)劃和設計?；顒觾热萸榫硨耄航處熣故局悄苄@燈光系統(tǒng)的應用場景和優(yōu)勢，引導學生思考如何通過開源硬件實現(xiàn)這一系統(tǒng)。需求分析：學生分組討論智能校園燈光系統(tǒng)的需求，包括光線感應、人體感應、遠程控制等功能需求。項目規(guī)劃：學生利用思維導圖工具制定項目學習規(guī)劃，明確項目目標、任務分工和時間安排。教學提示教師應引導學生關注智能校園燈光系統(tǒng)的實際應用場景，激發(fā)學生的學習興趣和探究欲望。學生在需求分析階段應充分考慮項目的可行性和實用性，確保項目目標的合理性和明確性。任務二：項目作品的硬件搭建教學目標信息意識：學生能夠了解開源硬件的基本知識和使用方法，認識到硬件搭建在項目中的重要性。計算思維：學生能夠根據(jù)設計方案選擇合適的開源硬件和元器件，進行硬件搭建和連接。數(shù)字化學習與創(chuàng)新：學生能夠利用數(shù)字化學習資源和工具進行硬件搭建的實踐操作，提升動手能力和創(chuàng)新能力?；顒觾热萦布蕚洌簩W生根據(jù)設計方案準備所需的開源硬件和元器件，包括Arduino開發(fā)板、光敏電阻、人體紅外感應傳感器、LED燈、電阻、面包板、杜邦線等。硬件搭建：學生按照硬件搭建的步驟進行實踐操作，包括連接光敏電阻、電阻、LED燈等元器件，以及連接Arduino開發(fā)板。安全防護：學生在硬件搭建過程中應嚴格遵守安全操作規(guī)程，防止短路、觸電等安全事故的發(fā)生。教學提示教師應提供詳細的硬件搭建步驟和示例圖，幫助學生快速掌握硬件搭建的方法。學生在硬件搭建過程中應注重細節(jié)和規(guī)范性，確保硬件連接的正確性和穩(wěn)定性。任務三：項目作品的程序設計教學目標計算思維：學生能夠運用編程工具實現(xiàn)智能燈光系統(tǒng)的功能模塊，包括光線感應控制、人體感應控制等。數(shù)字化學習與創(chuàng)新：學生能夠利用數(shù)字化學習資源和工具進行程序設計的實踐操作，提升編程能力和創(chuàng)新能力?；顒觾热輬D形化編程：學生使用Mixly等圖形化編程工具進行程序設計，實現(xiàn)光線感應控制和人體感應控制等功能。測試感光數(shù)據(jù)的閾值：學生通過串口監(jiān)視器測試感光數(shù)據(jù)的變化，確定感光數(shù)據(jù)的閾值。編寫實現(xiàn)功能模塊的程序：學生根據(jù)感光數(shù)據(jù)的閾值和人體紅外感應傳感器的信號，編寫實現(xiàn)智能燈光系統(tǒng)功能的程序。編程體驗與優(yōu)化：學生運行程序，觀察智能燈光系統(tǒng)的工作效果，并進行必要的優(yōu)化和調整。文本代碼編程：學生使用ArduinoIDE等文本代碼編程工具進行程序設計，進一步鞏固和提升編程能力。介紹ArduinoIDE程序的基本組成和程序結構。學生編寫智能燈光系統(tǒng)的程序代碼，包括設置函數(shù)和循環(huán)函數(shù)等。編程實踐與調試：學生將程序代碼上傳到Arduino開發(fā)板，進行運行和調試，直到實現(xiàn)預期功能。教學提示教師應提供詳細的編程步驟和示例代碼，幫助學生快速掌握編程的方法。學生在編程過程中應注重代碼的可讀性和規(guī)范性，確保程序的正確性和穩(wěn)定性。任務四：項目作品的功能測試與系統(tǒng)調試教學目標計算思維：學生能夠通過功能測試和系統(tǒng)調試，發(fā)現(xiàn)并解決智能燈光系統(tǒng)存在的問題，提升問題解決能力。數(shù)字化學習與創(chuàng)新：學生能夠利用數(shù)字化學習資源和工具進行功能測試和系統(tǒng)調試的實踐操作，提升實踐能力和創(chuàng)新能力。活動內容功能測試：學生按照功能測試表對智能燈光系統(tǒng)進行功能測試，檢查各項功能是否實現(xiàn)。測試光線感應控制功能：學生遮擋射入光敏電阻的光線，觀察LED燈的亮滅情況。測試人體感應控制功能：學生靠近或離開人體紅外感應傳感器，觀察LED燈的亮滅情況。系統(tǒng)調試：學生根據(jù)功能測試的結果進行系統(tǒng)調試，包括硬件檢測和程序調試。硬件檢測：學生檢查硬件連接是否正確，元器件是否損壞等。程序調試：學生檢查程序代碼是否存在錯誤，邏輯是否正確等。聯(lián)合調試：學生進行硬件和程序的聯(lián)合調試，直到問題解決。教學提示教師應提供詳細的功能測試表和系統(tǒng)調試步驟，幫助學生快速掌握測試和調試的方法。學生在測試和調試過程中應注重細節(jié)和規(guī)范性，確保測試和調試結果的準確性和可靠性。任務五：項目展示與成果評價教學目標信息意識：學生能夠認識到項目成果的價值和意義，愿意與他人分享經驗和教訓。信息社會責任：學生能夠在項目展示和成果評價中遵守信息法律法規(guī)和倫理道德準則，注重知識產權保護。數(shù)字化學習與創(chuàng)新：學生能夠利用數(shù)字化學習資源和工具進行項目展示和成果評價的實踐操作，提升表達能力和創(chuàng)新能力?；顒觾热蓓椖空故荆簩W生展示自己的智能燈光系統(tǒng)項目成果，包括硬件搭建、程序設計、功能測試等方面的內容。演示智能燈光系統(tǒng)的工作效果。分享項目制作過程中的經驗和教訓。成果評價：學生之間進行成果評價和交流，分享經驗和教訓，相互學習和借鑒。評價項目的創(chuàng)新性、實用性、解決問題的效果等。提出改進意見和建議。反思與改進：學生根據(jù)評價結果和他人建議進行反思和改進，提出進一步的優(yōu)化方案。教學提示教師應提供詳細的評價標準和評價表，幫助學生快速掌握評價的方法。學生在評價和反思過程中應注重客觀性和建設性，確保評價結果的準確性和有效性。通過以上大情境和大任務的創(chuàng)設，學生將全面體驗開源硬件項目從需求分析、硬件搭建、程序設計到功能測試與運行的完整過程，不僅能夠提升信息技術學科核心素養(yǎng)，還能夠培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力，為未來的學習和工作打下堅實的基礎。十二、單元學歷案（一）單元主題與課時單元主題：基于開源硬件的感應燈制作課時設計：項目引入與情境設置（1課時）情境設置：展示智能感應燈的應用場景，如樓道感應燈、衛(wèi)生間感應燈等，引導學生思考這些感應燈的工作原理和制作方法。項目主題介紹：介紹本單元的項目主題——“基于開源硬件的感應燈制作”，說明項目的意義和價值。學習目標說明：明確本單元的學習目標，包括信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任等方面的要求。硬件搭建（2課時）硬件搭建的器材：介紹LED、電阻、面包板、杜邦線、電源等硬件器材的功能和使用方法。硬件搭建的步驟：學生根據(jù)設計方案選擇合適的硬件器材，并按照步驟進行硬件搭建，包括連接光敏電阻、電阻、LED等元器件，以及連接Arduino開發(fā)板。硬件搭建的安全防護：強調硬件搭建過程中的安全防護知識，如防止短路、注意工具擺放、遵守操作規(guī)程等。程序設計（2課時）用圖形化編程工具編程：學生使用圖形化編程工具（如Mixly）測試感光數(shù)據(jù)的閾值，編寫實現(xiàn)功能模塊的程序，并進行編程體驗與優(yōu)化。用文本代碼編程工具編程：介紹ArduinoIDE程序的基本組成和程序結構，學生編寫感應燈項目的程序代碼，包括設置函數(shù)和循環(huán)函數(shù)等，并進行編程實踐與調試。功能測試與系統(tǒng)調試（2課時）項目作品的功能測試：學生按照功能測試表對感應燈進行功能測試，檢查各項功能是否實現(xiàn)。項目作品的系統(tǒng)調試：包括硬件檢測、程序調試和聯(lián)合調試，學生檢查硬件連接是否正確，程序代碼是否存在錯誤，并進行必要的調整和優(yōu)化。項目作品的運行：學生在真實環(huán)境中運行感應燈，觀察其工作效果，并進行必要的調整和優(yōu)化。項目展示與成果評價（1課時）項目成果展示：學生展示自己的項目成果，包括硬件搭建、程序設計、功能測試等方面的內容。成果評價與交流：學生之間進行成果評價和交流，分享經驗和教訓，相互學習和借鑒。反思與改進：學生根據(jù)評價結果和他人建議進行反思和改進，提出進一步的優(yōu)化方案。（二）學習目標根據(jù)《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，結合本單元的教學內容，設定以下學習目標：（一）信息意識學生能夠敏銳感知到信息技術在日常生活中的應用，認識到開源硬件項目制作的價值和意義。學生能夠根據(jù)解決問題的需要，自覺、主動地收集和處理與開源硬件項目制作相關的信息。（二）計算思維學生能夠運用計算機科學領域的思想方法，對感應燈項目進行問題分解、抽象特征、建立結構模型。學生能夠通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法設計感應燈項目的解決方案。（三）數(shù)字化學習與創(chuàng)新學生能夠適應數(shù)字化學習環(huán)境，利用數(shù)字化學習資源和工具進行感應燈項目的自主學習和協(xié)作學習。學生能夠運用所學知識，創(chuàng)造性地解決感應燈項目制作過程中遇到的問題，形成創(chuàng)新性的解決方案。（四）信息社會責任學生能夠遵守信息法律法規(guī)和倫理道德準則，在開源硬件項目制作過程中注重知識產權保護。學生能夠關注信息技術發(fā)展對環(huán)境和人文問題的影響，積極承擔信息社會責任。（三）評價任務過程性評價在硬件搭建過程中，觀察學生是否能正確選擇和使用硬件器材，是否能按照步驟進行硬件搭建，以及是否注意安全防護。在程序設計過程中，觀察學生是否能正確使用圖形化編程工具和文本代碼編程工具，是否能編寫實現(xiàn)功能模塊的程序，并進行調試和優(yōu)化。在功能測試與系統(tǒng)調試過程中，觀察學生是否能按照功能測試表進行測試，是否能進行系統(tǒng)調試，并解決問題。成果性評價項目成果展示：評價學生展示的項目成果是否完整、創(chuàng)新、實用，是否能有效解決問題。成果評價與交流：評價學生在成果評價與交流環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)，是否能積極參與討論，分享經驗和教訓，以及是否能提出有建設性的意見和建議。反思與改進：評價學生的反思與改進報告，是否能針對評價結果和他人建議進行反思，提出合理的改進方案。（四）學習過程1.項目引入與情境設置教師活動：展示智能感應燈的應用場景，如樓道感應燈、衛(wèi)生間感應燈等，引導學生思考這些感應燈的工作原理和制作方法。介紹本單元的項目主題——“基于開源硬件的感應燈制作”，說明項目的意義和價值。明確本單元的學習目標。學生活動：觀看展示，思考感應燈的工作原理和制作方法。聽取項目主題介紹，明確學習目標和要求。2.硬件搭建教師活動：介紹LED、電阻、面包板、杜邦線、電源等硬件器材的功能和使用方法。演示硬件搭建的步驟，包括連接光敏電阻、電阻、LED等元器件，以及連接Arduino開發(fā)板。強調硬件搭建過程中的安全防護知識。學生活動：聽取硬件器材的介紹和使用方法，觀察教師的演示。根據(jù)設計方案選擇合適的硬件器材，并按照步驟進行硬件搭建。注意安全防護知識，確保搭建過程的安全。3.程序設計教師活動：介紹圖形化編程工具（如Mixly）的使用方法和編程流程，演示如何測試感光數(shù)據(jù)的閾值，編寫實現(xiàn)功能模塊的程序。介紹ArduinoIDE程序的基本組成和程序結構，演示如何編寫感應燈項目的程序代碼，包括設置函數(shù)和循環(huán)函數(shù)等。學生活動：聽取圖形化編程工具和ArduinoIDE程序的介紹，觀察教師的演示。使用圖形化編程工具測試感光數(shù)據(jù)的閾值，編寫實現(xiàn)功能模塊的程序，并進行編程體驗與優(yōu)化。學習ArduinoIDE程序的基本組成和程序結構，編寫感應燈項目的程序代碼，并進行編程實踐與調試。4.功能測試與系統(tǒng)調試教師活動：介紹功能測試表的使用方法，演示如何進行功能測試和系統(tǒng)調試。強調測試過程中需要注意的問題和調試方法。學生活動：按照功能測試表對感應燈進行功能測試，檢查各項功能是否實現(xiàn)。根據(jù)測試結果進行系統(tǒng)調試，包括硬件檢測和程序調試。在調試過程中注意問題分析和解決方法的應用。5.項目展示與成果評價教師活動：組織學生進行項目成果展示，引導學生進行評價和交流?？偨Y本單元的學習內容和成果，提出進一步的學習建議和要求。學生活動：展示自己的項目成果，包括硬件搭建、程序設計、功能測試等方面的內容。參與成果評價和交流，分享經驗和教訓，相互學習和借鑒。根據(jù)評價結果和他人建議進行反思和改進，提出進一步的優(yōu)化方案。（五）作業(yè)與檢測作業(yè)：完成硬件搭建的實物圖和步驟說明。編寫感應燈項目的程序代碼，并上傳至Arduino開發(fā)板進行測試。填寫功能測試表，記錄測試過程和結果。撰寫項目成果報告，包括項目選題、硬件搭建、程序設計、功能測試、系統(tǒng)調試、成果展示等方面的內容。檢測：檢查學生的硬件搭建實物圖和步驟說明是否完整、準確。測試學生編寫的感應燈項目程序代碼是否能正確實現(xiàn)功能。查看學生的功能測試表，評估測試過程和結果的合理性。審閱學生的項目成果報告，評價報告的完整性和創(chuàng)新性。（六）學后反思在本次基于開源硬件的感應燈制作單元學習中，我深刻體會到了信息技術在日常生活中的應用價值和意義。通過硬件搭建、程序設計、功能測試與系統(tǒng)調試等環(huán)節(jié)的實踐，我不僅掌握了開源硬件項目制作的基本流程和方法，還培養(yǎng)了信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新以及信息社會責任等核心素養(yǎng)。在硬件搭建過程中，我學會了正確選擇和使用硬件器材，按照步驟進行搭建，并注意安全防護知識。在程序設計過程中，我掌握了圖形化編程工具和文本代碼編程工具的使用方法，能夠編寫實現(xiàn)功能模塊的程序，并進行調試和優(yōu)化。在功能測試與系統(tǒng)調試過程中，我學會了如何根據(jù)功能測試表進行測試，如何進行系統(tǒng)調試，并解決問題。我也認識到了自己在信息技術知識和技能方面的不足，需要進一步加強學習和實踐。例如，在硬件搭建過程中，我有時會出現(xiàn)連接錯誤或遺漏元器件的情況；在程序設計過程中，我對某些算法的理解和應用還不夠熟練。針對這些問題，我將通過自主學習和協(xié)作學習等方式，不斷提高自己的信息技術水平和實踐能力。本次單元學習讓我受益匪淺，不僅增強了我的信息技術素養(yǎng)，還激發(fā)了我對信息技術領域的興趣和熱情。我將繼續(xù)努力學習和探索，為未來的學習和生活打下堅實的基礎。十三、學科實踐與跨學科學習設計一、教學目標通過本章節(jié)的學科實踐與跨學科學習，旨在培養(yǎng)學生的信息技術學科核心素養(yǎng)，具體涵蓋信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新以及信息社會責任四個方面。學生將通過實際動手操作，體驗開源硬件項目的開發(fā)流程，從硬件搭建、程序設計到功能測試與運行，全面提升信息技術應用能力和創(chuàng)新思維。二、學習目標（一）信息意識感知信息技術應用：學生能夠敏銳感知到信息技術在日常生活中的應用，特別是在開源硬件項目中的價值。信息收集與處理：學生能夠根據(jù)解決問題的需要，自覺、主動地收集和處理與開源硬件項目制作相關的信息。信息評估與利用：學生能夠評估所收集信息的可靠性和準確性，合理利用信息解決項目中的實際問題。（二）計算思維問題分解與抽象：學生能夠運用計算機科學領域的思想方法，對開源硬件項目進行問題分解、抽象特征、建立結構模型。算法設計與實現(xiàn)：學生能夠通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法設計開源硬件項目的解決方案，并實現(xiàn)其功能。系統(tǒng)優(yōu)化與迭代：學生能夠根據(jù)項目測試結果，對系統(tǒng)進行優(yōu)化和迭代，提高項目的穩(wěn)定性和效率。（三）數(shù)字化學習與創(chuàng)新適應數(shù)字化環(huán)境：學生能夠適應數(shù)字化學習環(huán)境，利用數(shù)字化學習資源和工具進行開源硬件項目的自主學習和協(xié)作學習。創(chuàng)新思維培養(yǎng)：學生能夠運用所學知識，創(chuàng)造性地解決開源硬件項目制作過程中遇到的問題，形成創(chuàng)新性的解決方案。數(shù)字化作品創(chuàng)作：學生能夠利用數(shù)字化工具和技術，創(chuàng)作具有實際應用價值的開源硬件項目作品。（四）信息社會責任遵守法律法規(guī)：學生能夠遵守信息法律法規(guī)和倫理道德準則，在開源硬件項目制作過程中注重知識產權保護。關注環(huán)境影響：學生能夠關注信息技術發(fā)展對環(huán)境和人文問題的影響，積極承擔信息社會責任。安全責任意識：學生能夠具備信息安全意識，在開源硬件項目制作過程中注意硬件搭建和程序設計的安全性。三、作業(yè)目標設定（一）信息意識信息收集：學生需要收集至少三種不同類型的開源硬件項目案例，分析其應用場景和優(yōu)缺點。信息整理：學生需將收集的信息進行整理，制作一份開源硬件項目案例分析報告，報告中需包含對信息的評估和利用。（二）計算思維算法設計：學生需設計一個基于開源硬件的簡單項目，如智能溫控風扇，并繪制項目流程圖，明確問題分解、抽象特征和算法設計步驟。程序編寫：學生需使用圖形化編程工具或文本代碼編程工具，編寫實現(xiàn)項目功能的程序，并進行初步調試。（三）數(shù)字化學習與創(chuàng)新數(shù)字化資源利用：學生需利用數(shù)字化學習資源和工具，如在線教程、編程軟件等，進行項目的自主學習和協(xié)作學習。創(chuàng)新解決方案：針對項目制作過程中遇到的問題，學生需提出至少兩種創(chuàng)新性的解決方案，并說明其可行性和優(yōu)勢。（四）信息社會責任法律法規(guī)學習：學生需學習并了解與開源硬件項目相關的信息法律法規(guī)和倫理道德準則，撰寫一份學習心得。安全責任實踐：在硬件搭建和程序設計過程中，學生需嚴格遵守安全操作規(guī)程，確保項目的安全性，并撰寫安全操作記錄。四、學科實踐與跨學科學習設計（一）學科實踐設計項目引入活動設計：通過展示智能感應燈等開源硬件項目的應用場景，激發(fā)學生的興趣和探究欲望。學習目標：明確本章的學習目標，包括信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任等方面的要求。硬件搭建活動設計：器材準備：學生根據(jù)設計方案選擇合適的開源硬件和元器件，如LED、電阻、面包板、杜邦線等。搭建步驟：學生按照步驟進行硬件搭建，包括連接光敏電阻、電阻、LED等元器件，以及連接Arduino開發(fā)板。安全防護：強調硬件搭建過程中的安全防護知識，如防止短路、注意工具擺放、遵守操作規(guī)程等。學習目標：學生能夠掌握硬件搭建的基本技能，了解常用元器件的功能和使用方法，具備安全防護意識。程序設計活動設計：圖形化編程：學生使用Mixly等圖形化編程工具，測試感光數(shù)據(jù)的閾值，編寫實現(xiàn)功能模塊的程序。文本代碼編程：學生了解ArduinoIDE程序的基本組成和程序結構，編寫感應燈項目的程序代碼，并進行調試。學習目標：學生能夠掌握圖形化編程和文本代碼編程的基本方法，能夠根據(jù)項目需求設計并實現(xiàn)程序功能。功能測試與系統(tǒng)調試活動設計：功能測試：學生按照功能測試表對感應燈進行功能測試，檢查各項功能是否實現(xiàn)。系統(tǒng)調試：包括硬件檢測、程序調試和聯(lián)合調試，學生需找出問題所在并進行解決。學習目標：學生能夠掌握功能測試和系統(tǒng)調試的方法，能夠根據(jù)測試結果優(yōu)化項目設計。項目展示與成果評價活動設計：學生展示自己的項目成果，包括硬件搭建、程序設計、功能測試等方面的內容。進行成果評價與交流，分享經驗和教訓。學習目標：學生能夠提升信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，通過展示和評價相互學習、借鑒經驗。（二）跨學科學習設計與物理學科的結合活動內容：在硬件搭建過程中，引入物理學科中的電路知識，如歐姆定律、串聯(lián)并聯(lián)電路等，幫助學生理解電路的工作原理。學習目標：學生能夠運用物理學科知識解決硬件搭建過程中的實際問題，加深對物理知識的理解。與數(shù)學學科的結合活動內容：在程序設計過程中，引入數(shù)學學科中的算法思想，如排序算法、搜索算法等，幫助學生優(yōu)化程序設計。學習目標：學生能夠運用數(shù)學學科知識提高程序設計的效率，加深對算法思想的理解。與藝術學科的結合活動內容：在項目作品設計過程中，引入藝術學科中的美學原理，如色彩搭配、造型設計等，幫助學生提升作品的美觀度。學習目標：學生能夠運用藝術學科知識美化項目作品，提升審美能力和創(chuàng)新思維。與社會學科的結合活動內容：在項目展示與成果評價過程中，引入社會學科中的溝通技巧和團隊合作知識，幫助學生提升展示效果和團隊協(xié)作能力。學習目標：學生能夠運用社會學科知識提高展示效果，增強團隊合作意識和溝通能力。五、實施建議創(chuàng)設真實情境：通過展示實際應用場景，創(chuàng)設真實的學習情境，激發(fā)學生的學習興趣和探究欲望。注重實踐操作：通過動手實踐，讓學生親身體驗開源硬件項目的開發(fā)流程，提升信息技術應用能力和創(chuàng)新思維。鼓勵跨學科學習：引導學生將信息技術與其他學科知識相結合，拓寬學習視野，提升綜合素養(yǎng)。加強成果評價：通過展示和評價項目成果，讓學生相互學習、借鑒經驗，提升信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。注重過程性評價，關注學生在項目制作過程中的表現(xiàn)和進步。十四、大單元作業(yè)設計一、教學目標根據(jù)《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，結合粵教版高中信息技術選擇性必修6《開源硬件項目設計》的教學內容，設定以下教學目標：信息意識：學生能夠敏銳感知到信息技術在日常生活中的應用，認識到開源硬件項目制作的價值和意義。學生能夠根據(jù)解決問題的需要，自覺、主動地收集和處理與開源硬件項目制作相關的信息。計算思維：學生能夠運用計算機科學領域的思想方法，對開源硬件項目進行問題分解、抽象特征、建立結構模型。學生能夠通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法設計開源硬件項目的解決方案。數(shù)字化學習與創(chuàng)新：學生能夠適應數(shù)字化學習環(huán)境，利用數(shù)字化學習資源和工具進行開源硬件項目的自主學習和協(xié)作學習。學生能夠運用所學知識，創(chuàng)造性地解決開源硬件項目制作過程中遇到的問題，形成創(chuàng)新性的解決方案。信息社會責任：學生能夠遵守信息法律法規(guī)和倫理道德準則，在開源硬件項目制作過程中注重知識產權保護。學生能夠關注信息技術發(fā)展對環(huán)境和人文問題的影響，積極承擔信息社會責任。二、作業(yè)目標設定信息意識：學生通過完成作業(yè)，能夠主動收集和分析與開源硬件項目制作相關的資料，提升對信息技術在日常生活中的應用價值的認識。學生能夠識別并篩選有用的信息，用于支持開源硬件項目的設計和制作。計算思維：學生通過完成作業(yè)，能夠運用計算思維對開源硬件項目進行問題分解，明確項目需求和目標。學生能夠設計合理的算法和解決方案，解決開源硬件項目制作過程中的具體問題。數(shù)字化學習與創(chuàng)新：學生通過完成作業(yè)，能夠利用數(shù)字化學習資源和工具進行自主學習和協(xié)作學習，提升數(shù)字化學習和創(chuàng)新能力。學生能夠運用創(chuàng)新思維，提出并實現(xiàn)開源硬件項目的改進和優(yōu)化方案。信息社會責任：學生通過完成作業(yè)，能夠了解并遵守信息法律法規(guī)和倫理道德準則，注重知識產權保護。學生能夠關注開源硬件項目制作過程中的環(huán)境影響和人文問題，積極承擔信息社會責任。三、作業(yè)內容設計1.作業(yè)一：項目規(guī)劃與資料收集（1課時）作業(yè)要求：學生以3-6人組成一個小組，選擇一個感興趣的開源硬件項目主題（如基于開源硬件的語音控制燈、智能小車等）。利用思維導圖工具，制訂項目學習規(guī)劃，包括項目目標、任務分解、時間安排等。收集與項目主題相關的資料，包括硬件器材、編程工具、設計案例等，并整理成項目資料包。作業(yè)目標：提升學生的信息意識，培養(yǎng)主動收集和處理信息的能力。培養(yǎng)學生的計算思維，通過問題分解和任務規(guī)劃，明確項目需求和目標。評價標準：項目學習規(guī)劃是否合理、清晰。收集的資料是否全面、有用。小組協(xié)作是否順暢、有效。2.作業(yè)二：硬件搭建與調試（2課時）作業(yè)要求：根據(jù)項目規(guī)劃，選擇合適的硬件器材，并按照步驟進行硬件搭建。在硬件搭建過程中，注意安全防護，避免短路、觸電等危險。完成硬件搭建后，進行功能測試，檢查各項功能是否實現(xiàn)，并進行必要的調試。作業(yè)目標：培養(yǎng)學生的動手實踐能力和硬件搭建技能。提升學生的問題解決能力和耐心細致的工作態(tài)度。評價標準：硬件搭建是否規(guī)范、正確。功能測試是否全面、準確。調試過程是否細致、有效。3.作業(yè)三：程序設計與實現(xiàn)（2課時）作業(yè)要求：使用圖形化編程工具（如Mixly）或文本代碼編程工具（如ArduinoIDE），為開源硬件項目編寫程序。根據(jù)項目需求，設計合理的算法和解決方案，實現(xiàn)項目的各項功能。進行程序調試，確保程序能夠正確運行，實現(xiàn)預期功能。作業(yè)目標：培養(yǎng)學生的編程能力和計算思維。提升學生的問題解決能力和創(chuàng)新能力。評價標準：程序設計是否合理、有效。程序調試是否準確、高效。項目功能是否實現(xiàn)、穩(wěn)定。4.作業(yè)四：項目展示與成果評價（1課時）作業(yè)要求：小組展示項目成果，包括硬件搭建、程序設計、功能測試等方面的內容。進行成果評價與交流，分享經驗和教訓，相互學習和借鑒。根據(jù)評價結果和他人建議進行反思和改進，提出進一步的優(yōu)化方案。作業(yè)目標：提升學生的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。培養(yǎng)學生的表達能力和團隊協(xié)作能力。評價標準：項目展示是否清晰、有條理。成果評價是否客觀、公正。反思與改進是否深入、有效。四、作業(yè)實施與評價1.作業(yè)實施課前準備：教師提前布置作業(yè)任務，提供必要的資料和指導。課中實施：學生在課堂上完成作業(yè)，教師巡回指導，及時解答學生疑問。課后反饋：學生提交作業(yè)成果，教師進行評價和反饋，提出改進建議。2.作業(yè)評價評價原則：遵循公平、公正、客觀的原則，注重過程性評價與總結性評價相結合。評價方式：采用自評、互評和教師評價相結合的方式，全面評價學生的作業(yè)成果和學習過程。評價內容：包括信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任等方面的表現(xiàn)。3.評價反饋教師及時向學生反饋作業(yè)評價結果，指出存在的問題和不足，提出改進建議。學生根據(jù)反饋意見進行反思和改進，不斷提升自己的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。通過以上大單元作業(yè)設計，學生將全面體驗開源硬件項目從規(guī)劃、設計、搭建、編程到測試與運行的完整過程，培養(yǎng)信息技術學科核心素養(yǎng)，提高信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。作業(yè)設計注重過程性評價與總結性評價相結合，全面評價學生的作業(yè)成果和學習過程，促進學生的全面發(fā)展。十五、“教-學-評”一致性課時設計一、課程基本信息教材版本：粵教版高中信息技術選擇性必修6單元主題：第三章開源硬件項目的制作課時設計：基于開源硬件的感應燈制作二、教學目標設定（一）信息意識學生能夠敏銳感知到信息技術在日常生活中的應用，特別是開源硬件項目制作的價值和意義。學生能夠根據(jù)解決問題的需要，自覺、主動地收集和處理與開源硬件項目制作相關的信息。（二）計算思維學生能夠運用計算機科學領域的思想方法，對感應燈項目進行問題分解、抽象特征、建立結構模型。學生能夠通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法設計感應燈項目的解決方案。（三）數(shù)字化學習與創(chuàng)新學生能夠適應數(shù)字化學習環(huán)境，利用數(shù)字化學習資源和工具進行感應燈項目的自主學習和協(xié)作學習。學生能夠運用所學知識，創(chuàng)造性地解決感應燈項目制作過程中遇到的問題，形成創(chuàng)新性的解決方案。（四）信息社會責任學生能夠遵守信息