第4課 點亮LED燈-高中信息技術Arduino開源硬件系列課程說課稿

第4課點亮LED燈-高中信息技術Arduino開源硬件系列課程說課稿科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）第4課點亮LED燈-高中信息技術Arduino開源硬件系列課程說課稿教學內容本節(jié)課為高中信息技術Arduino開源硬件系列課程第4課《點亮LED燈》。本節(jié)課的主要內容涵蓋以下部分：

1.教材章節(jié)：Arduino基礎編程與硬件應用。

2.內容列舉：

-認識Arduino板、LED燈及其引腳；

-學習Arduino編程環(huán)境的使用；

-編寫程序，實現(xiàn)點亮LED燈的基本操作；

-學習如何通過調整程序，實現(xiàn)LED燈的閃爍效果；

-掌握Arduino硬件與編程的基本概念，為后續(xù)課程奠定基礎。核心素養(yǎng)目標本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生以下核心素養(yǎng)：

1.信息意識：通過實踐操作，提高學生對Arduino開源硬件的認知，增強其利用信息技術解決問題的意識。

2.計算思維：培養(yǎng)學生運用計算思維分析問題、設計解決方案的能力，以及通過編程實現(xiàn)創(chuàng)意的能力。

3.創(chuàng)新與創(chuàng)造：鼓勵學生發(fā)揮想象，設計并實現(xiàn)具有創(chuàng)新性的LED燈控制程序，激發(fā)其創(chuàng)造潛能。

4.信息社會責任：引導學生理解開源硬件在科技發(fā)展中的應用，培養(yǎng)其負責任地使用信息技術的能力。學情分析本節(jié)課面對的是高中階段的學生，他們在知識、能力、素質方面具備以下特點：

1.知識層面：學生已經具備了一定的物理知識基礎，了解電路的基本概念，同時通過前幾節(jié)課的學習，對Arduino的基本使用和編程環(huán)境有了初步的認識。

2.能力層面：學生在邏輯思維和動手操作能力上有所提升，但編程經驗相對有限，需要引導和鼓勵以培養(yǎng)其獨立思考和解決問題的能力。

3.素質層面：學生對新技術充滿好奇，愿意嘗試新鮮事物，但可能在面對編程困難和硬件操作時表現(xiàn)出一定的焦慮和退縮。

在行為習慣上，學生可能存在以下影響課程學習的情況：

-學習習慣方面，部分學生可能習慣于被動接受知識，缺乏主動探究的精神；

-操作習慣方面，學生可能缺乏耐心和細心，容易忽視細節(jié)，影響實驗效果；

-團隊協(xié)作方面，學生可能習慣于獨立作業(yè)，需要培養(yǎng)合作精神和溝通能力。

因此，在教學過程中，需要激發(fā)學生的學習興趣，引導他們主動參與，并通過分步教學和團隊協(xié)作，幫助他們克服困難，順利完成課程學習。教學資源準備1.教材：確保每位學生都配備了Arduino開源硬件系列教材，以及相關的學習資料。

2.輔助材料：準備Arduino編程環(huán)境的操作指南和LED燈的工作原理介紹，以及相關的教學視頻。

3.實驗器材：提前檢查Arduino板、LED燈、連接線等實驗器材，確保其完整性和功能性。

4.教室布置：將教室分為實驗操作區(qū)和討論區(qū)，確保學生有足夠的空間進行實驗和小組討論。教學過程導入新課

1.開場引入

同學們，大家好！今天我們將進入Arduino開源硬件系列課程第4課《點亮LED燈》。在前面的課程中，我們已經學習了Arduino的基本概念和編程環(huán)境的使用。那么，今天我們將通過實踐操作，來點亮一個LED燈，讓我們一起探索其中的奧秘吧。

2.提出問題

同學們，你們在生活中是否見過LED燈？它有什么特點？它是如何工作的呢？請大家結合自己的生活經驗，分享一下對LED燈的認識。

自主探究

1.認識Arduino板和LED燈

（1）展示Arduino板和LED燈，引導學生觀察并描述它們的外觀、結構和功能。

（2）講解Arduino板和LED燈的引腳，讓學生了解它們之間的連接關系。

2.學習Arduino編程環(huán)境

（1）打開Arduino編程環(huán)境，介紹界面布局和基本功能。

（2）指導學生如何創(chuàng)建、編輯和上傳程序。

實踐操作

1.編寫點亮LED燈的程序

（1）講解點亮LED燈的原理，引導學生理解程序的運行過程。

（2）分步指導學生編寫程序，包括設置引腳模式、寫入高低電平等。

（3）學生自主編寫程序，教師巡回指導，解答疑問。

2.連接Arduino板和LED燈

（1）講解連接Arduino板和LED燈的步驟，確保學生理解并掌握。

（2）引導學生按照步驟連接Arduino板和LED燈。

3.上傳程序并觀察LED燈狀態(tài)

（1）指導學生上傳編寫好的程序到Arduino板。

（2）觀察LED燈的亮滅狀態(tài)，驗證程序的正確性。

交流討論

1.分組討論

（1）將學生分成若干小組，每組討論以下問題：在操作過程中遇到了哪些問題？是如何解決的？

（2）教師巡回指導，參與討論，引導學生思考并總結。

2.小組分享

（1）每組選派一名代表，分享本組在實踐操作中的收獲和感悟。

（2）其他學生認真傾聽，對分享內容進行評價和討論。

1.回顧本節(jié)課所學內容

同學們，通過本節(jié)課的學習，我們掌握了如何點亮LED燈。請大家回顧一下，我們學習了哪些知識點？

2.強調重點

（1）Arduino板和LED燈的連接關系。

（2）編寫點亮LED燈的程序。

（3）上傳程序并觀察LED燈狀態(tài)。

3.提出拓展任務

（1）請大家嘗試編寫一個程序，使LED燈實現(xiàn)閃爍效果。

（2）下節(jié)課我們將學習如何讀取傳感器數(shù)據(jù)，請大家預習相關內容。

作業(yè)布置

1.復習本節(jié)課所學內容，理解并掌握Arduino板和LED燈的連接關系、編寫程序和上傳程序的方法。

2.完成拓展任務，編寫一個使LED燈閃爍的程序。

課堂結束語

同學們，本節(jié)課我們通過實踐操作，學會了如何點亮LED燈。希望大家在課后能夠繼續(xù)探索Arduino編程的樂趣，不斷提高自己的實踐能力。下節(jié)課我們將學習如何讀取傳感器數(shù)據(jù)，讓我們一起期待下一節(jié)課的內容吧！下課！知識點梳理1.Arduino板的基本組成

Arduino板是本節(jié)課的核心硬件，它由微控制器、電源管理、數(shù)字和模擬I/O引腳等部分組成。學生需要了解每個部分的作用，以及如何正確地連接外部設備。

2.LED燈的工作原理

LED燈是一種能夠將電能轉化為光能的半導體器件。學生需要了解LED燈的基本結構、工作電壓和電流特性，以及如何通過Arduino板控制LED燈的亮滅。

3.Arduino編程環(huán)境

Arduino編程環(huán)境是編寫和上傳程序的重要工具。學生需要掌握如何創(chuàng)建新項目、編輯代碼、編譯和上傳程序到Arduino板。

4.數(shù)字I/O引腳的使用

本節(jié)課將使用Arduino板的數(shù)字I/O引腳來控制LED燈。學生需要學習如何設置引腳模式（輸入/輸出），以及如何通過digitalWrite()函數(shù)來寫入高低電平。

5.點亮LED燈的程序設計

編寫程序點亮LED燈是本節(jié)課的核心實踐內容。學生需要掌握以下知識點：

-初始化引腳：使用pinMode()函數(shù)將指定的引腳設置為輸出模式。

-控制LED燈亮滅：使用digitalWrite()函數(shù)，通過寫入高電平（HIGH）或低電平（LOW）來控制LED燈的亮滅。

-循環(huán)操作：使用loop()函數(shù)，使程序反復執(zhí)行，實現(xiàn)持續(xù)的控制效果。

6.程序調試與驗證

上傳程序后，學生需要觀察LED燈的狀態(tài)，驗證程序是否按照預期工作。如果LED燈沒有點亮，學生需要學會使用Arduino編程環(huán)境中的串口監(jiān)視器進行調試。

7.拓展知識點

-閃爍效果：通過在loop()函數(shù)中添加延時（delay()函數(shù)）和改變digitalWrite()函數(shù)的參數(shù)，實現(xiàn)LED燈的閃爍效果。

-讀取傳感器數(shù)據(jù)：為下一節(jié)課做準備，學生可以預習如何使用Arduino板讀取傳感器數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)用于控制LED燈。反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.實踐導向教學：本節(jié)課我特別強調了實踐操作，讓學生在動手實踐中學習Arduino編程和硬件控制，提高了學習的趣味性和實用性。

2.情景模擬引導：通過模擬生活中的實際應用場景，如智能家居中的LED燈控制，激發(fā)學生的學習興趣，使抽象的編程知識具象化。

（二）存在主要問題

1.學生編程基礎參差不齊：在教學中發(fā)現(xiàn)，部分學生對編程基礎掌握不足，導致在編寫和上傳程序時遇到困難，影響教學進度。

2.實驗時間安排不夠合理：由于實驗器材準備和操作過程中出現(xiàn)的小意外，導致實驗時間緊張，部分學生未能充分實踐。

3.教學評價方式單一：目前主要依賴課堂表現(xiàn)和最終作品評價學生，缺乏過程性評價，不利于全面了解學生的學習情況。

（三）改進措施

1.強化編程基礎教學：在課程開始前，增加編程基礎知識的復習和鞏固環(huán)節(jié)，確保每位學生都能夠跟上教學進度?？梢酝ㄟ^在線資源和課后輔導，為學生提供額外的學習支持。

2.優(yōu)化實驗時間安排：提前準備實驗器材，確保實驗順利進行。同時，調整教學計劃，為實驗環(huán)節(jié)留出充足的時間，確保每位學生都有足夠的時間進行實踐操作。

3.多元化教學評價：引入過程性評價，如課堂參與度、實驗操作熟練