2.6小型信息系统的组建 教学设计 2023—2024学年教科版（2019）高中信息技术必修2

小型信息系统的组建（必修二） 江苏省淮安中学 陈燕 [项目设计依据] 在之前的课程中学生已了解信息系统的组成和功能，且传感器的应用存在于我们生活的方方面面，为我们的工作和生活带来了极大的便利。 本项目为自主设计案例，共制定了“按键控制LED系统”、“流水灯系统”、“人体红外感应系统”和“超声波测距系统”四个小实验，由学生分组组建小型信息系统。旨在体验传感器的工作机制和信息系统的工作流程，了解简单系统和智能系统间的区别，树立学生设计智能化信息系统解决问题的创新意识，期待他们将来设计出更加具有时代特色的迭代产品。 [项目教学目标] 1、体验和理解信息系统的工作流程 2、理解传感系统的组成和工作原理 3、感受简单信息系统与智能信息系统的区别 教学重点：体验和理解信息系统的工作流程及传感器的使用。 教学难点：感受和了解简单信息系统与智能信息系统。 [项目概述] 本项目涉及的实验根据实际用到Arduino相关的知识，而学生对于这一块知识完全是空白的，所以在课堂上给学生补充了Arduino的硬件和软件使用的相关知识，为后面实验做铺垫。 项目在设计的时候选择由浅到深，首先提供代码完成一个比较简单的系统搭建，后面再让小组选择自己感兴趣的系统组件，代码由小组成员录入。小组的自主探究的过程中充分体验了小型信息系统的组建过程。 [实施策略] 结合教学内容和学生特点，课堂主要采用问题导入，任务驱动，自主探究、小组合作等策略激发学生的兴趣，尤其是展示了一些做成功的视频，让学生更加积极的投入到系统的组建实验中去。 [教学准备] 1、硬件环境：网络机房 、Arduino主板及系统所需模块 2、学习工具：Arduino IDE 3、教学资源：PPT课件 [课时安排] 1课时 [教学过程] 一、项目引入 展示两幅图片，让学生想一想这两幅图分别用了什么系统？ 设计意图：用生活中的实例引入人体红外感应器和超声波感应器，为后面的实验项目做铺垫。 二、项目分析，新知探究 介绍几个小型信息系统的名称，并展示其中一个项目。 活动1：了解什么是信息系统？什么是Arduino？ 信息系统、传感器、红外传感器、超声波传感器和开源硬件Arduino 设计意图：教师讲解和学生自主学习，初步了解相关系统软硬件环境。 播放Arduino相关知识视频 设计意图：整段视频的介绍与电脑进行类比，通俗易懂，为后面组建系统做了完美的铺垫 三、项目实施 活动2：小试牛刀——项目一：按键控制LED灯系统 播放事先录好的按键控制LED灯系统视频，先介绍系统能实现的功能，再提醒学生电路安装的时候注意事项，并对小组分工和项目实施进行指导。 设计意图：此设计的比较简单，并提供代码给学生操作，主要是让小组先适应分工，然后让初步认识和体验组建的过程。 活动3：分析项目一实施中的问题 项目一实施过程中的问题分析，主要有1、电路连接接触不良，2、在程序编译和烧录之前要选择Arduino板子的型号和正确的端口 分析“按键控制LED灯系统”的各项功能 设计意图：解释和分析学生在搭建过程中的问题避免在后面的项目中出现类似的问题，分析“按键控制LED灯系统”的各项功能可以让学生后面自己完成实验报告。 活动4：自选项目搭建探索 展示实现录好的“流水灯系统”、“人体红外感应系统”和“超声波测距系统”，让项目一先完成的小组选择喜欢的项目，没完成项目一的继续完成项目一。 各种提醒在PPT中已经展示，实验器材明确，代码也给出截图由小组成员自行输入，并分发实验报告给小组。 超声波测距连接示意图 人体感应灯连接示意图 流水灯连接示意图 设计意图：在完成项目一的基础上，推进了更复杂一点的信息系统，有智能系统也有简单系统，让学生有更丰富的体验。项目式学习主张将知识与技能置于真实、生动的情境中，三个自选项目在生活中都比较常见，以任务驱动方式进行自主和合作探究，项目兼具了可操作性和扩展性。不同的任务，引导和激发学生产生思维碰撞。 四、项目展示与评价 1、分享环节：项目一第一个完成的小组拿出来展示给同学们看最终的效果。项目二完成的小组让全班同学去体验，预计“超声波测距”会是第一个完成的项目。 2、 评价环节：小组完成后先对自己小组的项目进行评价，主要是完成情况，过程中遇到的问题以及采取什么改进措施。 项目操作实际是“超声波测距”完成速度比较快，没有什么问题，学生期待能像倒车雷达一样实现声音报警。“流水灯”项目第二个完成，过程中的主要问题是引脚太细容易接触不良。“人体感应灯”项目由于电路连接比较复杂，花费时间较长。 [教学反思] 本案例中涉及的内容多且有一定的难度，学生第一次尝试在课上要搭建电路，用从没接触过的Arduino IDE书写和调试程序很不容易，因此本节课在项目安排上由简单到复杂，让学生保持兴趣继续探究，在自选系统项目完成