2020-2021学年闽教信息技术2020版八年级下册 第1-2课时《初识开源硬件及其开发环境》

第1－2课时 初识开源硬件及其开发环境

 

教学内容分析

本册教材以micro：bit作为开源硬件的载体，编程软件采用MakeCode和Mind＋这两种图形化积木编程工具，主要介绍开源硬件的功能及其在生活中的应用。教材的硬件部分对于大部分学生来说是首次接触，比较陌生。软件部分（图形化积木式的编程方式）则是在小学六年级图形编程工具基础上的延伸，学生已具有一定的编程语言基础。本册教材分为三个单元，本节课是第一单元的第一课，是承上启下的一节课。本课的主要内容大致有两个部分：了解开源硬件及其内涵并掌握micro：bit的组成和功能；初识开源硬件开发环境，借助集成编程工具MakeCode编写程序，控制micro：bit面板上的LED灯。

本课通过展示流水灯、机器人小车、可穿戴设备等电子硬件产品，让学生初步认识常用的开源硬件；以micro：bit面板为例，学生通过对micro：bit面板的实物观察、感受及简单操作，掌握micro：bit的硬件组成，体会使用开源硬件开发电子产品带来的乐趣，培养学生的学科素养；micro：bit支持MakeCode、Mind＋、mixly等多种集成开发环境，通过图片及软件展示这些开发环境，让学生对这些软件界面有直观的了解，通过动手实践“让LED灯闪烁起来”让学生了解micro：bit中LED灯的构成及使用方法，熟悉MakeCode集成开发环境，了解MakeCode基本程序模块“显示图标”中包含的指令，学会使用“显示图标”中的“心”形图案指令、“暂停”指令和“无限循环”指令编写程序，显示一个跳动的“心”形图案，体会在MakeCode 中编写程序的方法。本课动手实践项目较多，但都比较简单。

本课内容是有关开源硬件知识的基础，有助于培养学生深入了解开源硬件的兴趣，进一步构建学生的开源硬件知识体系。

 

教学对象分析

开源硬件是一种全新的课程内容，大部分学生从未接触过。八年级学生虽已经具备一定的信息获取和处理能力，但面对一个陌生的事物，可能也会有一定的畏惧情绪。教学时，建议教师以视频为导入，充分调动学生的好奇心，激发学生的探究欲，使抽象的知识能直观呈现，让学生在视频媒体营造的知识情境中感受开源硬件应用情况与应用价值。八年级的学生虽具有一定的图形化积木式的编程基础，但也是第一次使用MakeCode和 micro：bit，对MakeCode的使用方法和 micro：bit硬件结构都很不熟

悉，建议教学时逐个突破难点，让学生先在MakeCode中编程，并在模拟器中调试好程序，再下载到micro：bit中运行，教师在动手实践操作时要适当放慢节奏，边讲解边演示，边让学生模仿操作，同时还要巡视，及时排除学生遇到的困难，尽量让每个学生都能体验从程序编写到硬件调试的全过程，完成教材的学习任务。

通过本课的学习，能帮助学生认识研发开源硬件的重要性和原则性，感受信息技术与开源硬件技术发展的相互促进和引领作用，认识遵守合理使用开源硬件技术伦理的必要性。

 

教学目标

1.了解开源硬件及其内涵，认识micro：bit的硬件组成。

2.初步掌握集成编程工具MakeCode的使用。

3．micro：bit 面板上LED的控制与显示。

4．掌握micro：bit 程序的下载与执行。

 

教学重点和难点

1．教学重点。

认识micro：bit的硬件组成与MakeCode开发环境。

2. 教学难点。

掌握micro：bit面板上LED的控制与显示的方法。

 

教学方法

1．观察法：展示 arduino、micro：bit、掌控板、树莓派等各种开源硬件的图片，让学生感性认识开源硬件的外观结构，初步了解各种类型开源硬件的应用环境。

播放《能用micro：bit做什么》《流水灯》《计步器》《避障小车》和《巡逻机器人》等视频，让学生进一步了解各种开源硬件的应用情况，感受开源硬件的应用价值，倡导设计开源硬件要符合人类的价值取向。

2．讲授法：讲述开源硬件的类型、应用情况、应用价值。

3． 任务驱动法：以教材内容为主题，学生根据任务的具体要求，开展小组合作的探究性学习，并进行交流和活动成果的展示。

4．交流、评价法：展示学生的活动成果，鼓励学生参与评价

教学准备

1．教学环境：计算机网络教室、互联网环境、转播控制系统。

2．资源准备：资源包（视频：《能用micro：bit做什么》《流水灯》《计步器》《避障小车》《巡逻机器人》《自动浇花装置》，有关开源硬件应用的文字资料、各种开源硬件图片，课件、学生作品模板）。

3．实验器材准备：micro：bit板若干块，数据线若干条，电池盒几个。

 

教学环节	教师活动	学生活动	设计意图
创设情境， 导入新课	1．播放视频：《流水灯》《计步器》《避障小车》《巡逻机器人》《自动浇花装置》等。 2．讲解：这是利用开源硬件制作的一些电子硬件作品，它展现了开源硬件可为人们处理家务，省却许多烦心事，过上轻松惬意生活的情景。 开源硬件能实现你的许多创意，解决生活中的一些问题，说一说你生活中见过的一些智能家用电器。	观看开源硬件系列作品，了解开源硬件电子作品的形态。     交流、讨论，个别学生回答，其他同学补充。	以开源硬件作品视频片断为切入点，展现开源硬件的独特功能与应用，激发学生的学习兴趣，从而将学生的思路引向现实生活，鼓励学生说一说自己的所见所闻，并过渡到本课课题。
常见的开源 硬件	1．什么是开源硬件。引导学生阅读学习教材P3“初识开源硬件”内容，从中初步了解开源硬件的发展过程及开源的内涵。 2．讲解开源硬件：它是指一些硬件的开发者将硬件的全部资料对外公开，包括电路图、固件、软件、元件列表、器件列表以及印刷版图等。这些资料允许他人使用，甚至可用于商业开发，这既降低了电子硬件产品的开发成本和制造门槛，也丰富了电子硬件产品的研发途径。 3．图片展示常用的开源硬件Arduino、树莓派（Raspberry Pi）、micro：bit 和掌控板。 4．引导学生上网查阅相关资料，提问题：常见的开源硬件还有哪些？交流讨论：开源有什么意义？	阅读指定的教材内容。     倾听教师讲解。           认真观察硬件在外观、形态上有 什么异同点。 查阅资料，回答问题。  参与讨论。	学生带着问题阅读学习教材，了解开源硬件的内涵。 学生通过认真观察，对比各硬件外观形态的异同点，培养和提高自身的观察能力。 通过上网查阅资料，了解各开源硬件功能上的差异，提高信息搜集和归纳能力。 通过交流讨论，体会开源的意义。

教学过程

第1课时