高中信息技术浙教版：3-1 常见的开源硬件-教学设计

教学设计 课程基本信息 学科 信息技术 年级 高二 学期 秋季 课题 常见的开源硬件 教学目标 1. 了解开发板的基本概念。 2. 能够知道常见的开发板及其特征。 3. 能根据开发板的特征，了解这些开发板的适用范围，并从网络上了解常见案例。 指向的核心素养： 1.信息意识：落点在“能够根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求恰当的方式获取与处理信息”。兴趣是最好的老师，本节课给学生提供了真实有趣的情境，唤起学生的兴趣，引导学生在一些常见的创客项目中熟悉各种开发板的特征。 2.数字化学习：落点在“掌握数字化学习系统，学习资源与学习工具的操作技能，用于开展自主学习、协同工作、知识分享与创新创造。”。鼓励学生根据实际解决问题的需要，选择恰当的开发板解决问题，以达到提高效率的目的。 教学内容 教学重点： 1. 通过对比熟悉各个开发板的优缺点。 2. 根据特征，了解各开发板的适用范围。 教学难点：了解Micro:bit开发板的基本组成及最适合的应用范围。 教学过程 情景导入 通过“手机、智能手表能监测心率”；“台灯根据光线强弱自动控制亮度”；“语音助手互动对话”等案例，让学生知道，这些电子设备之所以变得如此“智能”，都离不开开源硬件。由此引出Arduino、树莓派、Micro:bit三大开发板。 知识讲解1：Arduino与树莓派的特征 ①观看Arduino制作的项目实例，熟悉Arduino。 实例1：机械手 实例2：“小贱钟” 实例3：颜色分拣机 实例4：双足步行机器人 ②通过参数对比，总结出Arduino与树莓派的优缺点，并了解这两款开发板的适用范围。 活动1：通过网络搜索，列举采用Arduino和制作的项目实例，进一步了解Arduino和树莓派。 Arduino优势：便宜、简单、普及；劣势：处理能力较弱；无通用接口，没有网络、USB等接口，无法兼容普通PC通用外接设备。 树莓派优势：兼容性强、可实现PC的基本功能；用户基数大；劣势：价格略高、开发难度也略高。 知识讲解2：Micro:bit开发板的组成、优缺点及适用范围。 组成：5X5LED灯、2个可编程按钮、microUSB插口、鳄鱼夹、温度传感器、电子罗盘等模块。 优势：体积小、集成度高、编程环境丰富、价格便宜。 缺点：兼容电压较少，无法支持中文讯息。 适用于青少年编程教育设计的入门级开发板 活动2：通过掌控板自带的温度传感器感知温度。 1、掌控板简介：功能及硬件构成 ①功能：读取传感器信息及控制传感器工作 ②构成：两个按扭、一个5*5LED阵列，内置了几种传感器，包括温度传感器。 2、完成硬件搭建及软件编写 师问：掌控板采集到的数据在哪里呢？ 可通过“串口”面板查看 学生体验过程，观察不同的实验结果 Micro:bit优势：体积小、集成度高、编程环境丰富、价格便宜；劣势：兼容电压较少，无法支持中文讯息。 活动3：创客项目举例 观看创客项目实例，分组讨论用哪种开发板开发比较合适。 1. 跟踪小车（树莓派与Micro:bit） 2. 点亮OLED屏幕 课堂小结：知识梳理 Micro:bit 优势：体积小、集成度高、编程环境丰富、价格便宜。 劣势：兼容电压较少，无法支持中文讯息。 树莓派 优势：兼容性强、可实现PC的基本功能；用户基数大。 劣势：价格略高、开发难度也略高。 Arduino 优势：便宜、简单、普及。 劣势：处理能力较弱；无通用接口，没有网络、USB等接口，无法兼容普通PC通用外接设备。 arduino是使用最广、最适宜于入门学习的平台；树莓派使用量较大，开发案例多；Micro：Bit集成度较高，更适合我们高中生用户进行学习开发。 备注：教学设计应至少含教学目标、教学内容、教学过程等三个部分，如有其它内容，可自行补充增加。 学科网（北京）股份有限公司 $$