2023-2024學(xué)年天津市中小學(xué)生mixly創(chuàng)意編程 第12課 換擋風(fēng)扇-說課稿

2023-2024學(xué)年天津市中小學(xué)生mixly創(chuàng)意編程第12課換擋風(fēng)扇-說課稿一、設(shè)計(jì)意圖

本節(jié)課旨在通過“換擋風(fēng)扇”項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用Mixly創(chuàng)意編程軟件，學(xué)習(xí)控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的基本方法，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和編程能力。課程內(nèi)容與課本中“控制模塊”相關(guān)聯(lián)，通過實(shí)際操作，讓學(xué)生體驗(yàn)編程在生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)三、學(xué)習(xí)者分析

1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：學(xué)生已具備基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)操作能力和對Mixly編程軟件的基本了解，能夠進(jìn)行簡單的編程操作，如變量、函數(shù)的使用。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生對科技創(chuàng)新和編程有著濃厚的興趣，動(dòng)手能力強(qiáng)，喜歡探索新事物。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，多數(shù)學(xué)生偏好動(dòng)手實(shí)踐，通過實(shí)際操作來學(xué)習(xí)新知識(shí)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：部分學(xué)生在編程邏輯思維方面存在困難，對控制模塊的理解不夠深入，可能導(dǎo)致編程過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤。此外，對于編程的調(diào)試和錯(cuò)誤排查，部分學(xué)生可能感到困惑。針對這些困難，教師需引導(dǎo)學(xué)生逐步理解編程邏輯，加強(qiáng)實(shí)踐操作，提高解決問題的能力。四、教學(xué)方法與策略

1.采用項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)法，通過“換擋風(fēng)扇”項(xiàng)目，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)和應(yīng)用編程知識(shí)。

2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生分組合作，動(dòng)手連接電路，編程控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

3.利用Mixly軟件進(jìn)行編程教學(xué)，結(jié)合視頻教程和實(shí)時(shí)指導(dǎo)，幫助學(xué)生理解和掌握編程技巧。

4.通過問題解決教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生分析問題、設(shè)計(jì)解決方案，并調(diào)試程序，培養(yǎng)編程思維和問題解決能力。五、教學(xué)過程

一、導(dǎo)入新課

1.老師角色：同學(xué)們，今天我們來學(xué)習(xí)新的內(nèi)容——“換擋風(fēng)扇”。大家有沒有想過，我們?nèi)绾瓮ㄟ^編程來控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速呢？讓我們一起走進(jìn)今天的課堂，探索這個(gè)有趣的課題。

2.學(xué)生角色：老師，聽起來很有趣！我們都很期待學(xué)習(xí)如何控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。

二、新課講解

1.老師角色：首先，我們要了解風(fēng)扇的工作原理。風(fēng)扇通過電機(jī)帶動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生風(fēng)。接下來，我們將學(xué)習(xí)如何通過編程來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)換擋功能。

2.學(xué)生角色：老師，電機(jī)轉(zhuǎn)速是如何控制的呢？

3.老師角色：電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制通常通過改變通過電機(jī)的電流來實(shí)現(xiàn)。在Mixly編程軟件中，我們可以使用PWM（脈沖寬度調(diào)制）模塊來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。

4.學(xué)生角色：PWM模塊是什么？如何使用？

5.老師角色：PWM模塊可以通過調(diào)整脈沖的寬度來改變電流的大小，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。在Mixly中，我們只需要設(shè)置PWM模塊的占空比參數(shù)即可。

6.學(xué)生角色：那我們該如何設(shè)置占空比呢？

7.老師角色：首先，我們需要知道電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速和最小轉(zhuǎn)速對應(yīng)的占空比。然后，根據(jù)實(shí)際需求，設(shè)置相應(yīng)的占空比來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

8.學(xué)生角色：明白了，那我們該如何連接電路呢？

9.老師角色：接下來，我將演示如何連接電路。首先，將電機(jī)連接到Arduino板上。然后，將PWM模塊的輸出端連接到電機(jī)的控制線。最后，將Arduino板連接到電腦，打開Mixly軟件。

10.學(xué)生角色：好的，我們明白了。

三、實(shí)踐操作

1.老師角色：現(xiàn)在，請大家按照以下步驟進(jìn)行操作：

a.打開Mixly軟件，選擇相應(yīng)的Arduino板型號(hào)。

b.添加PWM模塊，并設(shè)置占空比參數(shù)。

c.連接電路，確保連接正確。

d.編寫控制程序，實(shí)現(xiàn)換擋功能。

e.運(yùn)行程序，觀察風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的變化。

2.學(xué)生角色：我們按照老師的步驟進(jìn)行操作，嘗試控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。

四、問題解決

1.老師角色：在操作過程中，如果遇到問題，請及時(shí)與我或同學(xué)討論，共同解決問題。

2.學(xué)生角色：老師，我的程序運(yùn)行了，但風(fēng)扇轉(zhuǎn)速?zèng)]有變化。

3.老師角色：請檢查一下電路連接是否正確，以及占空比參數(shù)是否設(shè)置正確。

4.學(xué)生角色：我檢查了電路連接，占空比也設(shè)置正確，但風(fēng)扇還是不轉(zhuǎn)。

5.老師角色：請確保Arduino板與電腦連接正常，且Mixly軟件版本與Arduino板型號(hào)匹配。

6.學(xué)生角色：好的，我重新連接了Arduino板，現(xiàn)在風(fēng)扇轉(zhuǎn)速正常了。

五、總結(jié)與反思

1.老師角色：同學(xué)們，今天我們學(xué)習(xí)了如何通過編程控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。大家掌握了PWM模塊的使用方法，并成功實(shí)現(xiàn)了換擋功能。希望你們能將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目中，發(fā)揮編程的創(chuàng)造力。

2.學(xué)生角色：謝謝老師！我們學(xué)到了很多新知識(shí)，以后還要繼續(xù)努力。

六、課后作業(yè)

1.老師角色：請大家完成以下作業(yè)：

a.嘗試調(diào)整占空比參數(shù)，觀察風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的變化。

b.嘗試編寫程序，實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的自動(dòng)控制，如根據(jù)溫度變化自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。

c.分享你在學(xué)習(xí)過程中的收獲和遇到的困難。

2.學(xué)生角色：好的，我們明白了，課后會(huì)認(rèn)真完成作業(yè)。六、知識(shí)點(diǎn)梳理

1.PWM（脈沖寬度調(diào)制）模塊的基本原理和應(yīng)用：

-PWM是一種模擬信號(hào)數(shù)字化控制技術(shù)，通過調(diào)整脈沖的寬度來控制電流的大小。

-在Mixly編程軟件中，PWM模塊用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)LED亮度等。

2.Mixly編程軟件中的PWM模塊使用方法：

-添加PWM模塊到程序中。

-設(shè)置PWM模塊的占空比參數(shù)，以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

-調(diào)整PWM模塊的頻率，影響電機(jī)的響應(yīng)速度。

3.電機(jī)轉(zhuǎn)速與PWM占空比的關(guān)系：

-占空比越高，電流越大，電機(jī)轉(zhuǎn)速越快。

-占空比越低，電流越小，電機(jī)轉(zhuǎn)速越慢。

4.電路連接方法：

-將電機(jī)連接到Arduino板上的PWM輸出端口。

-確保電機(jī)正負(fù)極正確連接，避免損壞電機(jī)。

5.編程實(shí)現(xiàn)換擋功能：

-設(shè)計(jì)程序邏輯，根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置不同的占空比。

-通過程序切換不同的占空比，實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的換擋。

6.問題解決與調(diào)試技巧：

-檢查電路連接是否正確，確保連接穩(wěn)固。

-設(shè)置正確的占空比參數(shù)，避免程序運(yùn)行錯(cuò)誤。

-使用調(diào)試工具，如串口監(jiān)視器，觀察程序運(yùn)行狀態(tài)。

7.實(shí)踐操作步驟：

-打開Mixly編程軟件，選擇合適的Arduino板型號(hào)。

-添加PWM模塊，設(shè)置占空比參數(shù)。

-連接電路，確保連接正確。

-編寫控制程序，實(shí)現(xiàn)換擋功能。

-運(yùn)行程序，觀察風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的變化。

8.自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)方法：

-根據(jù)溫度變化或其他因素，設(shè)置動(dòng)態(tài)調(diào)整占空比的邏輯。

-通過程序?qū)崿F(xiàn)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的自動(dòng)調(diào)節(jié)，提高使用便利性。

9.課堂討論與分享：

-鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上積極討論，分享學(xué)習(xí)心得和遇到的問題。

-通過討論，共同解決實(shí)際問題，提高編程能力。

10.課后作業(yè)與拓展：

-完成課后作業(yè)，鞏固所學(xué)知識(shí)。

-嘗試將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目中，發(fā)揮編程的創(chuàng)造力。七、板書設(shè)計(jì)

①本文重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：

-PWM（脈沖寬度調(diào)制）模塊的基本原理

-Mixly編程軟件中PWM模塊的使用方法

-電機(jī)轉(zhuǎn)速與PWM占空比的關(guān)系

②重點(diǎn)詞句：

-脈沖寬度調(diào)制（PWM）

-占空比

-電流大小

-電機(jī)轉(zhuǎn)速

③板書布局：

-頂部：標(biāo)題——“換擋風(fēng)扇-知識(shí)點(diǎn)梳理”

-中部：

-第一列：PWM模塊

-PWM的基本原理

-Mixly中PWM模塊的使用

-占空比調(diào)整

-第二列：電機(jī)控制

-電機(jī)轉(zhuǎn)速與占空比關(guān)系

-電路連接方法

-編程實(shí)現(xiàn)換擋

-底部：

-問題解決與調(diào)試技巧

-實(shí)踐操作步驟

-自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)方法

-課后作業(yè)與拓展八、教學(xué)反思與總結(jié)

嗯，今天我們這節(jié)課的內(nèi)容是“換擋風(fēng)扇”，通過這個(gè)項(xiàng)目，我想和大家分享一下我的教學(xué)反思和總結(jié)。

首先，我覺得在教學(xué)方法上，我嘗試了項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)法，讓學(xué)生通過實(shí)際操作來學(xué)習(xí)編程知識(shí)。我看到學(xué)生們在動(dòng)手連接電路、編寫程序的過程中，他們的眼神里充滿了好奇和興奮。這種教學(xué)方法激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣，也讓他們在實(shí)踐中理解了PWM模塊的應(yīng)用。我覺得這是一個(gè)成功的嘗試。

但是，我也發(fā)現(xiàn)了一些不足。比如，在講解PWM模塊的原理時(shí)，可能有些學(xué)生理解起來有些困難。我意識(shí)到，在今后的教學(xué)中，我應(yīng)該更加注重基礎(chǔ)知識(shí)的講解，用更簡單易懂的語言來幫助學(xué)生理解復(fù)雜的概念。

在教學(xué)管理方面，我盡量保持了課堂的活躍氛圍，鼓勵(lì)學(xué)生提問和討論。但是，我發(fā)現(xiàn)有時(shí)候課堂紀(jì)律管理還是有些挑戰(zhàn)，尤其是在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，有些學(xué)生可能會(huì)分心。我打算在今后的教學(xué)中，更加注重課堂紀(jì)律的培養(yǎng)，確保每個(gè)學(xué)生都能集中精力學(xué)習(xí)。

說到教學(xué)效果，我覺得整體來說是比較滿意的。學(xué)生們通過這節(jié)課，不僅學(xué)會(huì)了如何控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，還加深了對編程的理解。他們的編程技能和問題解決能力都有了明顯的提升。在情感態(tài)度方面，學(xué)生們對編程產(chǎn)生了更濃厚的興趣，這種積極的態(tài)度對我來說是非常寶貴的。

當(dāng)然，也存在一些問題。比如，有些學(xué)生對于編程邏輯的理解還不夠深入，這在一