3.3 产品方案实现 教学设计-2023-2024学年高中通用技术粤科版（2019）选择性必修6智能家居应用设计

普 通 高 中 教 科 书 《通用技术》选择性必修6：智能家居应用设计 第三章 智能家居简易产品设计 第 三 节 产品方案实现 教学设计 教学背景 清晨，天慢慢亮了，卧室自动响起轻柔的音乐把你唤醒；房间亮起柔和的灯光；智能卫浴会为你自动调整洗浴水温；智能厨房会为你自动烹饪早餐…… 你是不是觉得这样的智能生活离我们还很遥远？ 实现人民对美好生活的向往是我们现代化建设的出发点和落脚点。随着国家坚持把发展经济的着力点放在实体经济上，推进新型工业化，加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国的进程，我国的科学技术得到了高速的发展。这种带有科幻色彩的生活场景，已经逐渐走进了人们的生活。小到智能电灯、智能门锁，大到智能卧室、智能厨房，各种各样的智能产品已经渐渐地融入了我们的生活，这些就是同学们将在本书学习的内容——智能家居。 教学目标： 知识与技能目标: 1.通过开源的设计平台构建智能家居产品原型。 2.应用工具进行程序设计和智能产品的硬件配置，设计制作产品的原型。 3.掌握简易智能家居产品的安装与调试。 教学内容分析: 第一章从与同学们生活密切相关的典型实例开始，通过调查、讨论等活动，使同学们了解智能家居的系统特征及技术标准，感悟智能科技应用对家庭生活方式的影响，形成亲近、运用智能科技的积极情感。 第二章通过对物联网技术的技术构成、结构特征、技术标准及传感器的介绍，使同学们了解物联网通信标准在智能家居领域的应用，并通过简单的物联网系统的设计，了解物联网的应用，理解智能家居与物联网的关联性。 第三章通过实例展示了各种智能家居产品，并让同学们亲历一个智能家居产品的设计过程，掌握简易智能家居产品的安装与调试，同时理解组网、通信和传感器等的原理和功能。 第四章是一个较为完整的智能家居的设计、优化与搭建过程，通过情景描述的方式，使同学们掌握与用户进行沟通的方法，并学会需求分析。通过本章的学习，同学们还会学到智能家居的设计原则及对方案进行优化的方法。 学情分析: 学生对智能家居产品设计认识有限，他们需要学习有关智能家居产品设计的知识。 现代家庭通常都有电视机、音响、电冰箱、空调、洗衣机等各类家用电器，也有窗帘、门锁、电灯等设备。通过应用计算机、通信和控制技术，将这些电器和设备互联起来，构建一个智能家居系统，实现家居安防、互动娱乐、通信和电器设备的远程控制等服务，已经成为未来家庭生活的发展趋势。本章通过学习简易智能家居产品的原型构建、程序设计、硬件配置，以达到初步掌握智能家居产品一般设计方法的目的。 教学重难点: 通过开源的设计平台构建智能家居产品原型。 应用工具进行程序设计和智能产品的硬件配置，设计制作产品的原型。 掌握简易智能家居产品的安装与调试。 教学策略: 始终强调实践，在书中设置了“讨论”“分析”“思考”“知识窗”等栏目。这些栏目的设置，为同学们自主学习、合作学习和探究学习提供了方便。 教学准备: 展示用的图片、其他技术产品、多媒体课件。 教学过程: 情景导入: 老师：本节课我们学习《通用技术》选择性必修6：智能家居应用设计　第三章 智能家居简易产品设计第 三 节 产品方案实现。 在上节内容中，我们根据小明的需求和实际情况，设计了两个方案，并分析了这两个方案的关键技术。这节我们将根据这两个方案，完成对应产品的制作和测试。 一、产品制作 （一）方案1 1．工作任务 根据方案1的系统框图，可以知道方案1需要用到的设备与材料清单如表3-1所示，实物如图3-17（参见教案P47）所示。其中传感器拓展板V5是为了方便Arduino UNO主控板连接蓝牙模块和继电器模块，不是必需的材料。 表3-1 方案1所需设备与材料清单 设备名称 数量 备注 Arduino UNO主控板 1块 传感器拓展板V5 1块 方便Arduino UNO主控板连接蓝牙模块和继电器模块 蓝牙模块 1个 继电器模块 1个 灯泡 1个 灯泡底座 1个 连接线 1批 电源线 数条 本次任务主要内容如表3-2所示。 表3-2 任务主要内容 工作任务 具体任务描述 设备安装与线路连接 将Arduino UNO主控板、传感器拓展板V5、蓝牙模块、继电器模块、灯泡、灯泡底座等设备对照电路原理图和实物连线图接线 Arduino UNO主控板程序设计 编写Arduino UNO主控板的程序，使Arduino UNO主控板能够通过继电器模块控制灯泡 手机控制端APP程序设计 编写手机控制端的APP程序，使手机能够通过蓝牙通信控制Arduino　UNO主控板，进而控制灯泡 测试 下载安装程序，并测试系统的功能 2．设备安装与线路连接 产品电路原理图和实物连线图如图3-1