基于硬件的Python語(yǔ)言項(xiàng)目化學(xué)習(xí)方法實(shí)踐

1、PAGE 3 -基于硬件的Python語(yǔ)言項(xiàng)目化學(xué)習(xí)方法實(shí)踐引言普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）指出，教師在課堂教學(xué)中要注重對(duì)學(xué)生信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新和信息社會(huì)責(zé)任四個(gè)方面核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，而計(jì)算機(jī)編程無疑是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的主要途徑與方法。但筆者調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在所任教的班級(jí)中，每個(gè)班級(jí)都有90%以上的學(xué)生沒有接觸過計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，所以很難理解計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的語(yǔ)義語(yǔ)法，也不會(huì)使用。因此，為了更好地促進(jìn)學(xué)生在做中學(xué)，筆者在講解Python時(shí)，將必修1數(shù)據(jù)與計(jì)算中第2章的內(nèi)容與必修2中2.6小型信息系統(tǒng)的組建的內(nèi)容相結(jié)合，設(shè)計(jì)了基于硬件的Python語(yǔ)言項(xiàng)目學(xué)習(xí)（如下表）。實(shí)施過程1

2、.以身邊事例引入項(xiàng)目教師以學(xué)生身邊的事例引入，引導(dǎo)學(xué)生分析“交通信號(hào)燈的亮燈的完整過程”，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，并清晰地理解交通信號(hào)燈的過程及算法，為后面Python程序的編寫打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2.搭建硬件為Python編程鋪路本次課堂中使用的硬件有ArduinoUNOR3板、紅綠燈模塊及杜邦線。教師利用1課時(shí)的時(shí)間講解2.6小型信息系統(tǒng)的組建一節(jié)的內(nèi)容，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)ArduinoUNOR3板及板的主要構(gòu)造（正極、負(fù)極、模擬數(shù)字端口、數(shù)字端口等）、LED燈、基本傳感器的端口介紹及與ArduinoUNOR3板的連線，并設(shè)置一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，利用Arduino程序代碼編寫，讓ArduinoUNOR3板上

3、自帶的LED燈亮起來，并通過按鈕控制LED燈。3.做足準(zhǔn)備，讓UNOR3板讀懂Python語(yǔ)言第一步：在Pyhton中安裝pyfirmata模塊，讓Python語(yǔ)言控制UNOR3板成為可能。第二步：打開Arduino軟件燒錄文件（目的是讓UNO認(rèn)識(shí)Python文件并執(zhí)行），燒錄的文件如下頁(yè)圖所示。4.項(xiàng)目活動(dòng)設(shè)計(jì)，讓燈亮起來教師重點(diǎn)講述第二課時(shí)的活動(dòng)實(shí)施過程?；顒?dòng)一：教師介紹硬件及其工作原理（1表示燈亮，0表示燈滅），讓學(xué)生將USB插入到計(jì)算機(jī)的USB接口中，并完成相應(yīng)的表格任務(wù)。設(shè)計(jì)意圖：通過UNOR3板的串口的填寫及交通信號(hào)燈的接線，讓學(xué)生更熟悉UNOR3板，為后續(xù)程序的閱讀與完善做好鋪墊

4、?；顒?dòng)二：教師給出只有綠燈亮起熄滅、黃燈跳閃一次的代碼，解釋程序中導(dǎo)入pyfirmata庫(kù)的代碼，解釋庫(kù)的作用，引導(dǎo)學(xué)生填入U(xiǎn)NO板的串口號(hào)，填好后運(yùn)行程序觀察燈的變化（綠燈亮滅后，黃燈亮滅），并要求學(xué)生根據(jù)燈的顯示給四行代碼添加解釋語(yǔ)句（解釋語(yǔ)句用#表示）。接著，引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考編寫的程序需要完善的地方。學(xué)生通過代碼運(yùn)行會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前黃燈只閃爍一次。但生活中為了便于發(fā)揮黃燈的警示作用，黃燈跳閃多次，紅燈才會(huì)亮起，思考如何通過代碼讓黃燈跳閃多次。設(shè)計(jì)意圖：通過解釋語(yǔ)句的填寫讓學(xué)生熟悉程序代碼及已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的功能，方便學(xué)生對(duì)后面代碼的理解和修改。通過黃燈閃爍多次的問題引出本節(jié)課的重點(diǎn)循環(huán)結(jié)構(gòu)?；顒?dòng)三

5、：教師講解for語(yǔ)句格式，通過下面的例子讓學(xué)生理解循環(huán)次數(shù)的設(shè)置及執(zhí)行過程，并通過計(jì)數(shù)循環(huán)語(yǔ)句的講解，讓學(xué)生利用for語(yǔ)句完善代碼，實(shí)現(xiàn)黃燈的3次閃爍。打印10顆“*”？print（“*”）寫10次，思考：如何改成循環(huán)語(yǔ)句？設(shè)計(jì)意圖：通過簡(jiǎn)單的例子幫助學(xué)生理解計(jì)數(shù)循環(huán)，讓學(xué)生理解for語(yǔ)句的使用及正確書寫，并能解決實(shí)際問題?；顒?dòng)四：引導(dǎo)學(xué)生做一個(gè)SOS緊急救援燈（三短三長(zhǎng)三短）。引導(dǎo)學(xué)生分析項(xiàng)目要求，并得出只用黃燈（3次快速跳閃，3次慢速跳閃，3次快速跳閃）就可以完成項(xiàng)目。設(shè)計(jì)意圖：設(shè)置挑戰(zhàn)環(huán)節(jié)，激發(fā)有能力的學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)，最后通過欣賞優(yōu)秀的作品，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。結(jié)語(yǔ)本項(xiàng)目通過ArduinoUNOR3板與Python編程語(yǔ)言的結(jié)